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Le but de cette étude était d'améliorer les possibilités d'utilisation du pénétromètre statique, en mettant au point un essai destiné à la prévision des tassements et de tenter de retrouver le chemin de contrainte suivi au cours de celui-ci. Nous avons donc recherché une solution permettant de réaliser un essai de compressibilité in situ en conservant le principe de base de cet appareil. Pour ce faire certaines modifications technologiques ont été nécessaires dont la démultiplication du système de fonçage, le remplacement de la pointe conique traditionnelle par un embout plat de même section et la mise en place d'un système permettant la mesure des déplacements de l'embout sous chargement. Les expériences réalisées in situ ont montré l'existence d'une phase pseudo-élastique sur laquelle nous avons pu définir un module appelé module pénétrométrique en considérant que notre embout plat pouvait être assimilé à une fondation circulaire rigide. Le fait qu'avant la réalisation proprement dite de l'essai le sol ait été amené jusqu'à sa résistance maximale nous a conduit à introduire un coefficient k dit coefficient de remaniement. La détermination de ce dernier s'est faite, dans un premier temps, en émettant l'hypothèse Phd que le module E était égal au module triaxial E.

Cet Article présente une méthode concernant la mesure des contraintes au sein d'un massif analogique de Schneebeli constitué par un empilement de cylindres à axes parallèles en PVC. Le principe de cette méthode est fondé sur la mesure de la force nécessaire pour déplacer les cylindres selon une direction parallèle à leur axe longitudinal. L'étude de cette force permet le calcul des contraintes. Nous donnons dans cet Article différents résultats obtenus pour un massif non chargé et pour un pieu chargé uniquement sur la pointe. Nous obtenons, outre les contraintes, les isostatiques et les isobares. Cette méthode permet de plus de déterminer les zones plastifiées par analyse du rapport des contraintes sur deux facettes orthogonales et peut avoir de nombreuses applications comme par exemple la recherche d'un chemin de contrainte pour différents cas de chargement sur des ouvrages modèles réduits.

Lorsqu'il faut connaître la nature du sol avant d'établir les fondations d'un édifice, on utilise couramment un appareil appelé pénétromètre. On en trouve deux types sur le marché: des légers et peu performants ou des très lourds et, par conséquent, hors de prix. Des étudiants du CUST et leurs enseignants ont mis au point un compromis entre les deux, un apparell qui sera prochainement fabriqué et commercialisé.

le PANDALP: MESURES DANS LE MANTEAU NEIGEUX SONDAGES PAR BATTAGE ET PROFIL STRATIGRAPHIQUE La neige fraîche peut se présenter sous différentes formes, suivant les conditions qui ont régné au moment de sa formation et au moment de sa chute (vent, température, humidité). Chaque chute de neige se dépose en couche (ou strate), l'ensemble des couches formées par les différentes chutes successives constituant le manteau neigeux. Ces couches restent bien distinctes à l'intérieur du manteau et évoluent dès leur dépôt au sol en fonction des conditions météorologiques et le site : altitude, exposition au soleil (ubac ou adret), exposition au vent ou sous le vent. La surveillance régulière de l'évolution de ces couches est nécessaire à l'estimation du risque d'avalanche. Elle se fait au moyen du sondage par battage et du profil stratigraphique.

La pose de canalisations enterrées se développe Aujourd'hui de manière Importante, notamment en zone urbaine. Il est fondamental, pour la pérennité des chaussées de s'assurer de la qualité du compactage. De plus, pour préparer le chantier, une reconnaissance préalable est nécessaire. Le PANDA, pénétromètre dynamique léger développé au CUST de Clermont-Ferrand, France., est à même d'offrir de multiples possibilités en ce sens. La communication après avoir présenté l'appareil explique ses possibilités tant en ce qui concerne la reconnaissance des sols qu'en matière de contrôle de qualité de compactage.

Le Panda est un pénétromètre dynamique léger autonome (≈ 20 kg). De nombreux essais ont été réalisés afin de valider ses possibilités d'utilisation et ses limites. Les résultats de ces essais ont démontré que cet appareil donne des résultats fiables et reproductibles si le frottement latéral est pris en considération comme les autres paramètres. En ce qui concerne le contrôle de compactage (tranchées, remblais, digues), le Panda donne une réponse rapide et fiable, et ce, à un coût peu élevé, ce qui explique qu'il soit souvent utilisé dans ce domaine. Enfin, de nombreux essais comparatifs ont permis d'établir des corrélations entre le Panda et d'autres appareils. Ces recherches ont montré la cohérence des résultats obtenus en reconnaissance superficielle.

Le PANDA est assimilable aux pénétromètres dynamiques de norme DPB ainsi définie par le sous comité européen de standardisation et la norme NF P 94-115. Ces appareils sont sujets aux problèmes de frottements latéraux qui risquent de surestimer la valeur de la résistance de pointe dynamique qd. Après un bref rappel des divers essais géotechniques in situ, une étude expérimentale a été menée dans le but de valider qd à l'aide de la mesure d'un couple nécessaire pour entraîner la rotation des tiges. Au terme de ces travaux, nous avons remarqué que la valeur du frottement latéral qft mobilisé lors du battage est proportionnelle à celle du couple maximum de rotation Cmax. Pour quantifier et prévenir de cet effet parasite, nous avons établi une formule et trois zones, d'après la valeur du couple, où le frottement est dit négligeable, moyen, ou élevé. Tant que la valeur de Cmax reste inférieure à 1,30 Nm, l'erreur commise sur la résistance réelle du sol est inférieure à 100 %. Par contre au-delà de cette valeur, il convient d'être très prudent sur l'interprétation des résultats.Dans une seconde partie, le mémoire est consacré à la mise au point d'une nouvelle pointe afin de permettre, avec le PANDA, de déterminer la cohésion non drainée Cu.

Le géotextile Armater a été mis au point il y a environ dix ans. Il s'agit d'une nappealvéolaire obtenue en cousant ou collant des bandes de géotextile non tissé aiguilletéentre elles. Les alvéoles sont de forme hexagonale. L'idée est de constituer un massif desol renforcé par un empilement de lits d'alvéoles où la connexion verticale des lits estréalisée au moyen de bandes de textiles agrafées aux pointes des alvéoles.Le travail de recherche sur ce nouveau concept de mur a consisté à étudier lecomportement local et global, afin d'en développer une méthode de dimensionnement..Nous avons dans un premier temps par un programme expérimental exhaustif mis enévidence le comportement mécanique du géosynthétique alvéolaire et tenté de lecomprendre. Dans un deuxième temps nous avons développé des modèles théoriquespermettant de proposer une méthode rationnelle de dimensionnement que nous avonsvalidé sur des ouvrages réels. Nous avons utilisé deux approches différentes : approchepar un calcul à la rupture utilisant la méthode des deux blocs et approche en déformationsen différences finies.Le mémoire a été structuré en quatre parties exposées ci-dessous :- en premier lieu, une étude bibliographique rappelle les hypoThèse Phds et les méthodeshabituelles de caractérisation des géotextiles, du sol ainsi que l'interaction sol-géotextile.- la deuxième partie s'attache à mettre en évidence le fonctionnement mécanique ducomplexe au niveau d'une alvéole. Plusieurs séries d'essais locaux ont été réalisées afinde comprendre le fonctionnement de ce produit dans différentes configurations.- la troisième partie présente les différentes méthodes de calcul analytiques (intégrant lesmodèles mis au point dans la deuxième et la troisième partie) ou numériques mis au pointdurant ce travail, ainsi qu'une étude de l'influence des paramètres géométriques(longueur, hauteur) ou mécanique (comportement des matériaux). Ces modèles n'utilisentpour ce travail que des chemins de chargement monotones croissant.- la quatrième partie confronte les résultats d'expérimentations sur un ouvrage réelinstrumenté et des modèles de taille réduite avec ceux des calculs de modélisation.Les apports du travail présenté ci-dessus qui nous semblent les plus intéressants sont lessuivants. En premier lieu, une meilleure connaissance du fonctionnement du phénomènede confinement. A l'égard de ce mode de fonctionnement, le rapport côté sur hauteur joueun rôle important. Après avoir montré la capacité des logiciels à représenter le complexesur divers chemin de sollicitation au niveau local nous avons développé deux méthodesde dimensionnement du massif en sol renforcé. Ces méthodes permettent de modéliserl'hétérogénéité du comportement des matériaux et la géométrie complexe des ouvrages.

Le compactage est un processus essentiel de la construction dans les travaux publics et routiers. Il est donc très important de pouvoir en vérifier la qualité. Selon que l'on s'intéresse aux remblais ou aux corps de chaussée, le compactage a une finalité différente. Dans le premier cas, on veut se prémunir de tassements ultérieurs importants et le contrôle va reposer principalement sur une mesure de densité, dans le deuxième cas, c'est avant tout des caractéristiques mécaniques que l'on cherche à améliorer et le contrôle va s'appuyer sur la mesure de caractéristiques mécaniques. La mesure de densité va permettre de définir la compacité du matériau par rapport à une référence, c'est l'optimum Proctor. Qu'elle le soit par prélèvement ou par des méthodes nucléaires, la détermination de la densité va être soit fastidieuse et pauvre en information, soit limitée ou lourde à mettre en œuvre. De plus, l'obtention de la densité spécifiée n'est quelques fois pas suffisante pour garantir de bonnes caractéristiques mécaniques. La mesure de caractéristiques mécaniques s'avère, elle, beaucoup plus facile à mettre en œuvre et les résultats sont obtenus directement. De plus, la résistance mécanique va pouvoir donner une double information. D'une part, elle va garantir la résistance du matériau et d'autre part elle va pouvoir, par simple étalonnage préalable et pour un sol donné, caractériser l'état de compacité du matériau. C'est ce dernier point qui va justifier l'emploi d'un pénétromètre dynamique pour le contrôle qualité du compactage. Le PANDA, léger et de mise en œuvre facile, s'avère particulièrement bien adapté et performant. L'exploitation des résultats obtenus au PANDA ne va être possible que si l'on dispose des corrélations entre le terme de pointe qu et d'autres paramètres tels que la densité sèche ou bien la cohésion non drainée C.. La première partie de ce rapport sera destinée à la calibration du Panda en vue de son utilisation pour le contrôle du compactage. La deuxième partie sera consacrée à l'étude des corrélations entre le terme qa et la résistance au cisaillement non drainé C, sur une digue en argile. L'enregistrement continu des données par le panda s'avère très intéressant dans la mesure où cela autorise la prise en compte de la variabilité spatiale du milieu auquel on s'intéresse et, avec des outils statistiques adéquats, il va être possible de se donner une image très précise de la qualité d'un ouvrage. L'apport du Panda dans ce domaine fera l'objet de la troisième partie.

La caractérisation des sols à faible profondeur (quelques mètres) est importante pour l'étude de presque toutes les infrastructures. Parmi les essais in situ plus intéressants que les essais de laboratoire dans ce domaine, le pénétromètre dynamique léger à énergie variable "Panda" montre tout son intérêt.La Thèse Phd présentée fait le point sur l'avancement des recherches autour du Panda. L'objectif étant de fiabiliser les informations issues de l'essai, trois thèmes ont fait l'objet de développements avancés.Dans un premier temps, l'étude de la reproductibilité du signal et de la corrélation avec d'autres essais in-situ est abordée. L'analyse du transfert de l'énergie pendant le battage, basée sur la théorie des chocs pour une chaîne de "deux corps, un ressort" est couplée à la méthode aux éléments distincts (PFC2D). Cela permet d'étudier la nature des chocs entre les différentes parties de l'appareil et de vérifier la validité de la formule des Hollandais calculant la résistance de pointe Cld.Ensuite, la caractérisation des sols de surface peut être aussi réalisée par d'autres paramètres tels que la cohésion non drainée Cu, la densité sèche, etc.... C'est dans cet esprit que l'on étudie la relation entre ces paramètres et la résistance de pointe Cld pour caractériser indirectement les sols de surface.La relation entre la résistance de pointe Cld et la densité sèche du matériau permet d'établir une banque de données sous forme de courbes de références. Ceci a été réalisé rigoureusement par une procédure expérimentale faisant varier l'énergie de compactage et cherchant la relation entre la densité sèche et la résistance de pointe mesurée pour un matériau donné. L'établissement de cette banque de données permet de caractériser indirectement l'état de compactage des sols à faible profondeur en remblais.Enfin, il est intéressant de caractériser les sols de surface par trois paramètres importants en mécanique des sols : le module de déformation E, la cohésion c et l' angle de frottement interne Q. Dans ce but, a été développé un essai de chargement statique sur la pointe du pénétromètre dynamique. L'étude consiste à établir une relation entre les paramètres du sol (module de déformation E, cohésion c, angle de frottement interne (P) et les trois variables définissant la courbe d'essai de chargement. Une simulation de cet essai avec la méthode aux différences finies (logiciel FLAC) et une régression non linéaire ont été effectuées pour analyser l'influence des paramètres et pour déterminer cette relation.