interactions des fondations et des sols gonflants : pathologie ... - Pastel

Comme on peut le voir dans le tableau 8, la méthode la plus différente par rapport à la
méthode 1 est la méthode 2, que l’auteur considère comme la moins adaptée à la
caractérisation des propriétés de gonflement des sols.
D’après Sorochan (1989), il faut utiliser pour la résolution des problèmes pratiques la
méthode la plus proche du fonctionnement du sol sous l’ouvrage. Dans la mesure où le
gonflement du sol sous un ouvrage se produit en deux phases (tassement lors de la
construction de l’ouvrage puis gonflement pendant son exploitation), cet auteur estime que
la troisième méthode correspond le mieux au comportement du sol réel sous l’ouvrage et
doit donc être la méthode de référence pour la détermination des propriétés de gonflement
des sols.
Les méthodes d’essais en laboratoire énumérées ci-dessus sont décrites dans les travaux
de Komornik et David (1969) et dans les normes américaines de l’ASTM (D4546-96). Ces
documents proposent aussi une quatrième méthode permettant de déterminer la valeur de
la pression de gonflement σg en bloquant la déformation de l’éprouvette au moyen d’un
dynamomètre à anneau et en enregistrant l’augmentation de la pression lors de
l’humidification du sol sous déformation nulle.
L’étude en laboratoire des propriétés de gonflement des sols à l’œdomètre ou à l’appareil
triaxial donne des informations sur le comportement des sols gonflants lors de leur
humidification (avec ou sans charge) dans l’intervalle compris entre εg = εgmax (pour σa = 0)
et εg = 0 (pour σa=σg, c’est-à-dire quand le sol de décomprime).
Ce faisant, on ignore le fait que le soulèvement de la surface du sol peut se produire aussi
sous σa = σg, à cause du gonflement des couches de sols plus profondes dans lesquelles
la somme σv des contraintes dues au poids propre du sol et à la pression appliquée par
l’ouvrage est inférieure à la pression de gonflement du sol σg à la même profondeur, à
cause de la diffusion des contraintes dans le sol.
D’un autre côté, comme nous l’avons déjà noté dans le chapitre 1 (Figure 12), il est
possible de rencontrer des situations où la charge extérieure dépasse sensiblement la
pression de gonflement et la fondation tasse en densifiant le sol, ce qu’il est aussi
souhaitable de pouvoir caractériser.
Ainsi, lors du dimensionnement des ouvrages sur sols gonflants, il faut se préoccuper non
seulement des conditions d’admissibilité des déformations de gonflement mais aussi des
conditions d’admissibilité des déformations de tassement de l’ouvrage étudié. C’est
justement dans ce domaine que se trouve la solution optimale pour le dimensionnement
des ouvrages sur sols gonflants.
Pour décrire de façon approchée la courbe expérimentale exprimant la relation entre la
pression appliquée σa et la déformation de gonflement εg, nous avons proposé la relation
simple suivante (Ejjaaouani et al., 2000) :
⎛
⎜
⎝
σ
⎞
⎟
⎠
m
ai
εgi = εg
max 1−
. (3.23)
⎜ σ ⎟
g
Après transformation pour décrire le domaine des déformations négatives, on peut
calculer la déformation sous la ligne de déformation nulle (εg=0) au moyen de la formule
⎛
⎜
σ
⎝
⎞
1⎟ ⎟
⎠
n
ai
εgi = −ε
gmax
−
(3.24)
⎜ σg
88