Comparaison avec les résultats de l’essai en terrain vierge

L’intérêt de réaliser des essais similaires en condition de terrain vierge puis avec une structure en surface est de pouvoir directement comparer les comportements et les me-sures effectuées au cours des essais. Différents résultats peuvent être comparés : il s’agit de la cuvette d’affaissement après et avant rupture, des déplacements horizontaux en sur-face et des différences de sollicitations transmises à la structure entre celles issues de la prise en compte de l’ISS et celles qui supposent que l’on peut découpler la partie structure de la partie géotechnique du problème.

4.3.6.1 Grands déplacements

Le graphe 4.20 présente les cuvettes d’affaissement correspondant à l’essai n˚1, à l’essai n˚10 avec structure et à celle obtenue en appliquant l’approche empirique basée sur Peck à la configuration utilisée pour ces deux essais.

FIG. 4.20 – Comparaison des cuvettes d’affaissement – Essai 1 et 10

La courbe correspondante à l’approche empirique a été calée sur les deux essais en terrain vierge n˚1 et 2. Ces deux essais, bien qu’utilisant une concentration de colle diffé-rente dans la solution aqueuse, présentent en effet de fortes similitudes.

On peut observer une bonne concordance entre la cuvette de l’essai n˚1 et la courbe empirique sur la partie gauche, là où la rupture a eu lieu. La partie droite présente un décalage du fait de l’absence de rupture de ce côté.

L’influence de la structure sur la cuvette d’affaissement est assez discrète. En effet, les différences sont concentrées en deux endroits : au niveau du centre de la cuvette où se situe la semelle droite de la structure et au niveau de la semelle gauche de la structure qui se trouve au bord de la cuvette. L’affaissement maximal est légèrement plus faible en présence de la structure. La différence est de 1 mm, ce qui représente environ 3% de la valeur empirique.

La partie gauche de la cuvette est perturbée en présence de la structure car celle-ci semble poinçonner le sol sous l’effet d’une augmentation importante des charges qui se reposent sur cette semelle.

Le reste de la cuvette d’affaissement semble peu affecté par la présence de la structure. Les pentes obtenues dans les deux configurations sont présentées dans le tableau 4.11.

La pente maximale est donc surévaluée dans l’approche découplée (terrain et struc-ture). La diminution est d’environ 10%. Il convient cependant de remarquer que cette approche reste néanmoins sécuritaire sur ce point.

Par contre sur la travée 1, la pente est sous-estimée de 30% environ. C’est ici beau-coup plus dangereux pour la stabilité et la pérennité de la structure. La pente globale est par contre plus importante pour l’essai en présence de la structure. L’écart est cependant faible : environ 1% de pente.

ISS (LVDT)

Essai 10 ^{Greenfield empirique}Essai 2

Travée 1 15.9% 12%

Travée 2 15.1% 17,6%

Travée 3 10.4% 9,2%

Structure 13.8% 12,9%

TAB. 4.11 – Comparaison des pentes obtenues 4.3.6.2 Petits déplacements (avant la rupture)

Les déplacements verticaux obtenus avant la rupture pour l’essai 10 sont rappelés sur la figure 4.21. Mis à part lors de l’initiation de la rupture, l’essai 1 ne présente pas de déplacements observables en surface avant la ruine de la cavité. Il est cependant évident que la présence de la structure influence de manière conséquente les déplacements.

FIG. 4.21 – Affaissement en surface avant la rupture – Essai 10

En effet, la cuvette d’affaissement est complètement excentrée vers la structure. Le déplacement maximum est de -0.22 mm, cela ne peut néanmoins pas être comparé au cas en terrain vierge. L’influence de la structure est très localisée car juste à gauche de celle-ci, on n’observe pas de mouvement important.

4.3.6.3 Les déplacements et les déformations horizontaux

Les déplacements horizontaux obtenus lors des deux essais sont tracés sur la figure 4.22, ainsi que la courbe empirique basée sur l’approche de Peck modifiée. La courbe de

l’essai 1 est très marquée par la rupture particulière qui a eu lieu. Par contre la courbe correspondant à l’essai 10 présente des similitudes intéressantes avec la courbe issue de l’approche empirique. Sur la partie droite, on peut observer une bonne concordance au niveau de la forme et de l’amplitude des déplacements.

FIG. 4.22 – Comparaison des déplacements horizontaux pour les essais 1 et 10 et l’ap-proche empirique

A l’opposé, la partie gauche des déplacements, située au niveau de la structure pré-sente de manière évidente l’influence de celle-ci. Les déplacements horizontaux sont plus faibles et ne suivent pas de variation logique. La raideur intrinsèque de la structure, plus importante que celle du sol, modifie donc les déplacements horizontaux en surface.

Pour évaluer les conséquences de ceci, il est nécessaire de déterminer les déformations horizontales qui en résultent. Ce sont en effet les différences de déplacements horizontaux qui engendrent des contraintes au sein de la structure.

Les déformations observées lors de l’essai 10 sont donc tracées sur la figure 4.23, ainsi que celles obtenues par les déplacements horizontaux de l’approche empirique.

Au niveau de la partie droite, la courbe expérimentale présente une forme approxi-mativement semblabe à la courbe empirique jusqu’à une distance d’environ 40 mm de la structure. La valeur maximale de la zone en tension est cependant plus de deux fois supé-rieure à la valeur empirique. La limite entre la zone de compression centrale et la zone de tension à droite est décalée de 75 mm environ vers l’extérieur.

Par contre, au niveau de la structure, les déformations obtenues sont très changeantes et passent alternativement de la compression à l’extension. Le tableau 4.12 présente les déformations horizontales ramenées à chaque travée de la structure pour les deux cas.

Comme on peut l’observer, les déformations horizontales transmises à la structure sont assez différentes de celles apparaissant en condition de terrain vierge. Sur la travée 1, la différence est minime. Par contre, au niveau des travées 2 et 3, on observe une in-version des déformations. La travée 2 qui devrait être tendue selon l’approche empirique, apparaît comprimée avec une valeur absolue plus importante de 16% environ. La travée

FIG. 4.23 – Comparaison des déformations de l’essai 10 avec l’approche empirique Essai 10 ^{Terrain vierge}_(empirique)

Travée 1 +6.2% +6%

Travée 2 +3.7% -4.3%

Travée 3 -11.7% +1.2%

TAB. 4.12 – Déformations horizontales au niveau des travées – Comparaison essai 10 et approche empirique en terrain vierge

3 est, quand à elle, tendue au lieu de comprimée et la valeur absolue est dix fois plus petite que la prévision. Il semble donc sécuritaire de considérer les déformations issues de l’approche en terrain vierge pour évaluer les dégradations de la structure si l’on peut se contenter des valeurs maximales en compression et en déformation. Par contre, ceci aurait tendance à largement surévaluer le coût de la protection d’un bâti car la valeur maximale de compression est beaucoup plus importante que ce qui est observé.