Stabilité des talus : 2. Déblais et remblais

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Sites South Saskatchewan River Dam-Canal Hauteur Pente (m) 13 à 20 (tg/3) Bradwell 15 2/1 à 1/1 TABLEAU II — Ruptures de talus de déblai Temps entre la tin de travaux et la rupture pendant les travaux Schiste argileux fracturé avec des miroirs de glissement 5 jours Argile de Londres raide, surconsolidée, fissurée Northolt 11 1/2,5 19 ans Argile de Londres Kensal Green 7 29 ans Argile de Londres Sudbury Hill 8 49 ans Argile de Londres Matériau Nature w L w P w Coefficient de sécurité Type d'analyse Références 115 23 32 2,5 à 4
non corrigés de la résistance au cisaillement atteint parfois 3 ou 4, ou pour les argiles molles où le court terme est éphémère. Lors d'analyse en contraintes effectives, pour une stabilité à long terme (ruptures après plusieurs dizaines d'années) on observe également pour l'argile de Londres, raide et fissurée, des coefficients de sécurité de 1,6 à 2. Pour le déblai dans une argile contenant des anciennes surfaces de glissement (Seattle Freeway) les ruptures correspondent à la mobilisation de la résistance résiduelle. Les méthodes de calcul peuvent être mises en cause, mais elles fournissent toutes des résultats voisins (la dispersion étant de l'ordre de grandeur des erreurs de mesures) et pourquoi traduiraient-elles la réalité dans un certain nombre de cas et pas dans d'autres? Il convient plutôt de s'interroger sur les caractéristiques mécaniques utilisées dans les calculs. La résistance au cisaillement d'un sol en place dépend de nombreux facteurs. Nous pouvons nous reporter à l'analyse présentée par L. Bjerrum (1967) concernant les propriétés des argiles plastiques surconsolidées. Schématiquement, lors du processus de formation des dépôts argileux, les contraintes effectives augmentent jusqu'à une certaine valeur maximale caractérisant l'état de préconsolidation. Sous cet état de contrainte maximale des liaisons se créent aux points de contact entre les particules, rendant la structure plus résistante et moins élastique. Ces liaisons, dites de « diagénèse » confèrent au sol une certaine énergie qui aura tendance à se libérer lors du déchargement. Si l'énergie stockée est importante, le déchargement ne suffit pas à la libérer complètement et le sol, dans son état actuel, possède encore des liens de diagénèse. Leur libération progressive se traduit par une augmentation des contraintes horizontales (le sol ne peut se déplacer que dans la direction verticale) et par des mouvements de cisaillement qui peuvent créer des zones de ruptures locales, voire un réseau de fissuration. Ainsi apparaissent, à côté du rôle joué par la pression interstitielle, d'autres causes pouvant fournir une explication aux ruptures différées. Habituellement ces causes (libération d'énergie par gonflement ou par altération, diminution de la résistance avec l'accroissement du temps de chargement, etc.), qui ne dépendent pas de l'accroissement de la pression interstitielle, sont classées sous le vocable général d'effet rhéologique. On conçoit donc que la résistance au cisaillement mobilisable en place pour un sol donné dépend : — de son histoire géologique et mécanique (son mode de formation, les contraintes et les déplacements subis antérieurement); — du chemin (valeur et vitesse de variation) des contraintes appliquées pendant et après les travaux; — du degré de saturation, des conditions de drainage, de la température; — des forces entre les particules, de la nature du fluide interstitiel, de la structure du matériau; — de l'indice des vides lors de la rupture, etc. Tous ces facteurs ne peuvent pas être retenus lors de la mesure de la résistance au cisaillement. Nous sommes capables de mesurer trois types de paramètres de résistance au cisaillement : — C la résistance maximale non drainée (en place au scissomètre et au pressiomètre, au laboratoire en compression simple et à l'essai triaxial non drainé); — c' et çp', la résistance maximale drainée (essai triaxial drainé ou non drainé avec mesure de la pression interstitielle, boîte de cisaillement direct). — et «p'res, la résistance résiduelle ou ultime où la cohésion c' res est très proche de zéro (à la boîte de Ruptures de déblai d'environ trois mètres de hauteur sur plusieurs centaines de mètres dans les argiles altérées de l'Oxfordien. La partie supérieure qui n'a pas glissée, est du limon (autoroute A 13). cisaillement alterné, à l'appareil de cisaillement annulaire, à l'appareil triaxial sur échantillons prédécoupés). Pour prendre en compte certains facteurs déterminant la résistance au cisaillement mobilisable en place, il est possible de joindre aux paramètres mesurés ci-dessus des coefficients correctifs. Cette démarche proposée par A. W. Skempton et J. Hutchinson (1969) a été développée dans les LPC, les principaux résultats sont exposés dans l'article Résistance au cisaillement des argiles raides. Influence des paramètres d'essais de F. Blondeau, J.-C. Blivet, Ung Seng Y. Outre les facteurs agissant sur la résistance au cisaillement en place, il convient de ne pas oublier que l'échantillonnage est le premier risque de modification des caractéristiques mécaniques d'un sol et que le prélèvement doit être aussi soigné que possible; ne pouvant éviter les variations de contraintes totales, il importe de diminuer le remaniement mécanique par le choix d'une technique adaptée au matériau (carottier à piston stationnaire pour sol mou, éventuellement prélèvement manuel de blocs dans les argiles raides fissurées, etc.). MÉCANISME DE LA RUPTURE Schématiquement, l'analyse de la rupture d'un sol peut être précisée par deux démarches différentes : d'une part, en approfondissant la nature physique du phénomène global appelé résistance au cisaillement, cela en se situant jusqu'au niveau de la particule microscopique, d'autre part, en affinant l'analyse mécanique utilisée par l'ingénieur dans les projets. Ces deux aspects sont parfois convergents comme nous le verrons dans la notion de cohésion mobilisable au paragraphe « paramètres de l'analyse de la stabilité». Aspects microscopiques Dans l'analyse des éléments composant la résistance au cisaillement due à T. W. Lambe (1960), on distingue (fig. 8) : — la cohésion, due aux liens de cimentation entre les particules. Elle est mobilisée pour de très faibles déformations puis elle est détruite (courbe 1); — V interférence des particules non argileuses provoquant une tendance à l'accroissement du volume (la dilatance) 15
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