Stabilité des talus : 2. Déblais et remblais

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)
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