Cours intéressant en géotechnique
La Géotechnique étudie les caractéristiques des terrains (sols et roches) en vue de leur
utilisation comme matériau ou support de construction. C'est une discipline que l'on peut
intégrer dans le Génie Civil au sens large.
Le Génie Civil est une discipline plus large, que nous définirons comme l'ensemble des
disciplines de construction. Le Génie Civil dans cette définition très large englobe, outre la
Géotechnique, le calcul des structures (qui fait appel à la Résistance des Matériaux), l'étude
des matériaux de construction, les problèmes de bâtiment et d'énergie, les problèmes d'eau,
d'assainissement et d'irrigation, la conception et l'aménagement. Certains y intègrent même
l'environnement.
Remarque : "Génie Civil" est un terme qui peut avoir différentes significations. Certaines
entreprises de construction n'appliquent cette appellation qu'à la construction de grands
ouvrages d'art du type pont ou barrage.
La mécanique des terrains s'appuie sur :
- la Mécanique des Milieux Continus : MMC (élasticité, plasticité...) ;
- les propriétés physiques et mécaniques des sols et des roches ;
- la géologie, la composition chimique et minéralogique des constituants du sol (ces derniers
ayant une influence sur les caractéristiques physiques et mécaniques).
La mécanique des terrains fait donc appel à des aspects théoriques liés à la MMC, mais aussi
à une approche plus naturaliste et expérimentale. Les aspects "théoriques" sont basés sur des
notions déjà étudiées dans des cours antérieurs tels que :
- la théorie de l'élasticité (les conditions initiales et aux limites étudiées pourront être
spécifiques des problèmes de géotechnique) ;
- l'équilibre plastique (le critère de plasticité couramment employé sera le critère de Mohr-
Coulomb) ;
- l'écoulement en milieux poreux qui sera ici appliqué aux écoulements de l'eau dans le sol.
Ces écoulements dans le sol conduiront à exposer la théorie de la consolidation.
La géotechnique fera aussi appel à toutes les techniques statistiques utiles pour caractériser la
variation des propriétés inhérente à un matériau naturel.
Souvent nous serons amenés à différencier les terrains qualifiés de "sols" de ceux qualifiés de
"roches".
Les assemblages de grains minéraux non liés par des forces de cohésion fortes et permanentes
seront dénommés sol (≠ roche). Les sols (par opposition aux roches) sont des matériaux
susceptibles d'être soit séparés en grains (sols pulvérulents i.e. les "sables"), soit déformés à la
main (sols cohérents i.e. "argiles") ou par la mise en œuvre d'une énergie mécanique
relativement faible.
Nous serons conduits à étudier la résistance du sol de fondation, le tassement sous des bâtiments... mais aussi la stabilité de talus naturels ou artificiels. Dans le premier cas, le géotechnicien ne pourra généralement que subir les propriétés du terrain support (bien qu'il existe comme nous le verrons plus loin un certain nombre de techniques d'amélioration du terrain en place), dans le second cas, il sera éventuellement possible d’opérer une sélection sur le terrain mis en place artificiellement.
Dans la première partie de ce cours, nous nous intéresserons aux propriétés physiques et géométriques des sols et des roches puis nous étudierons le comportement mécanique des terrains à l’état naturel et l'effet de sollicitations extérieures.
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