Réalisation d’un essai en présence de la tranchée périphérique

La réalisation d’un essai en présence de la tranchée se décompose en 4 étapes successives : 1) Après la préparation du massif de sable, comme décrite dans la réalisation d’un essai

en terrain vierge (cf section 2.3.1), on positionne la maquette de structure à

l’emplacement souhaité (Figure 4.3a). La méthode de positionnement de la

ma-quette de structure est présentée dans le chapitre précédent (cf. section 3.2.3).

2) Les blocs de mousse sont ensuite mis en place à l’aide d’un dispositif centré par

rapport à la maquette de structure (Figure 4.3b). Ce dispositif est enfoncé dans le

sol de manière à obtenir une perturbation minimale sur la surface du sable bien pré-parée. Il joue le rôle de parois de palplanches pour bloquer l’écoulement du sable au voisinage de l’emplacement de la tranchée. De plus, ce dispositif permet de placer correctement la tranchée à une distance voulue de chaque côté de la structure.

3) Le sable se trouvant à l’emplacement de la tranchée est enlevé pour encastrer la

tranchée dans le sol. Le tranchée est formée à partir de la mise en place bloc par

bloc sur chaque côté de la structure (Figure 4.3c). Les blocs constituant la

tran-chée périphérique sont numérotés afin de maintenir son emplacement d’un essai à l’autre. Un jeu entre les blocs de tranchée et le dispositif de 2 à 3 mm est nécessaire afin d’éviter l’extraction des blocs de tranchée lorsque l’on retire le dispositif de la surface du sol. Ces blocs de tranchées périphériques sont stabilisés par le massif de sable. Puis la zone travaillée est compactée pour remanier le sable dans la zone à

Structure

Tranchée

l’intérieur de la tranchée périphérique. La densité du sable à l’intérieur peut être donc différente à celle à l’extérieur de la tranchée. Après le ré-nivellement de la sur-face du sable, on prend un cliché pour observer le massif de sable et la tranchée à l’état initial.

4) Ensuite on met en place la structure qui doit être centrée par rapport à la tranchée pé-riphérique (Figure 4.3d). L’acquisition des données par les caméras démarre en même temps que la descente du vérin. Les déplacements de la tranchée sont suivis sur la surface grisée (constituée le motif noir et blanc permettant un bon contraste pour la corrélation d’images). Il est important de noter que seuls les déplacements

à la surface de la tranchée peuvent être déterminés. A la fin de l’essai, la

ma-quette est enlevée de manière à ne pas perturber le sol. Puis on prend un cliché en l’absence de la maquette pour observer le comportement du sol à l’état final sous la structure. Ce cliché doit être comparé avec le cliché pris à l’état initial du sol afin de déterminer la cuvette finale modifiée par la maquette et la tranchée.

Figure 4.3 : Procédure de mise en place de la maquette de tranchée. (a) positionnement de

la structure ; (b) positionnement de la tranchée périphérique centrée par rapport à la struc-ture ; (c) mise en place bloc par bloc de la tranchée sur chaque côté de la strucstruc-ture ; et (d)

la structure et la tranchée sont prêts pour la réalisation de l’essai

(a) (b)

(d) (c)

Dispositif aide à mettre en place la tranchée

Surface suivie par les caméras

4.2 Performance de tranchée périphérique

Afin d’investiguer l’efficacité de la tranchée, les essais ont été effectués dans trois config u-rations (Figure 4.4). Pour chaque configuration, deux essais identiques ont été effectués afin de mieux assurer la fiabilité des conclusions sur l’analyse des résultats obtenus.

Figure 4.4 : Différentes configurations d’essais avec la tranchée. (a) tranchée à 35 mm de

la structure en pente maximale (P1) ; (b) tranchée à 35 mm de la structure en zone de trac-tion (P2) ; et (c) tranchée placée à 10 mm de la structure en zone de tractrac-tion (P2)

Deux paramètres importants sont pris en compte dans l’étude : la position de la structure et la distance entre la tranchée et la structure. Le modèle de bâtiment est placé dans la zone de pente maximale (P1) et la zone de traction (P2) par rapport à la cuvette d’affaissement. Deux distances de 10 et 35 mm entre la tranchée et la structure en position 2 sont testées, tandis qu’une seule distance de 35 mm est utilisée pour la structure en position 1.

La présence de la structure peut influencer le comportement de la tranchée. Pour mieux appréhender son comportement, on a effectué des essais avec la tranchée mais sans la structure en surface. La configuration de ces essais est identique à celle montrée dans la

Fi-gure 4.4a mais la structure n’est pas présente.

Le Tableau 4.3 récapitule l’ensemble des essais réalisés dans l’étude de la perfor-mance de la tranchée.

Tableau 4.3 : Ensemble d’essais réalisés dans l’étude de la performance de tranchée

Nom d’essai Nombre d’essai Position de maquette Distance entre tranchée et structure H=500 mm (surcharge 0,5 kPa) TP35-TV⁽¹⁾ 2 en pente maximale 35 mm TP35-P1 2 en pente maximale 35 mm TP35-P2 2 en zone d’extension 35 mm TP10-P2 2 en zone d’extension 10 mm

(1)Essai avec la tranchée en terrain vierge

(a) (b) (c)

Les paramètres utilisés pour la réalisation d’essai (largeur et déplacement du vérin, vitesse de déplacement, et hauteur de recouvrement) avec la tranchée sont identiques à ceux utilisés pour l’essai en terrain vierge (cf. Figure 3.1). Les essais pour l’étude de perfor-mance de la tranchée ne sont effectués qu’avec la hauteur de recouvrement 500 mm et avec la surcharge de 0,5 kPa.

Le modèle physique permet d’estimer l’efficacité de la tranchée par la comparaison de la déformation horizontale du modèle de bâtiment ou de la déformation horizontale du sol en-vironnant de celle-ci, entre les conditions sans et avec la tranchée.

Selon la littérature, la tranchée est plus efficace pour protéger les bâtis en zone de compression qu’en extension. Cependant, certaines parties des modèles de structure et de tranchée n’existent pas dans la zone de déformation en compression (Figure 4.4). Le mo-dèle physique à l’état actuel (avec un seul vérin) n’est capable de produire qu’une cuvette d’affaissement assez localisée (le rayon de la cuvette est plus ou moins égale à la largeur de maquette de structure) – cela empêche de placer la totalité de la structure et de la tranchée dans la zone de compression. La Figure 4.4b montre que la zone de compression est limitée au voisinage de la surface du vérin – ceci étant obtenu pour des essais effectués en terrain vierge. Les déformations de la structure et du sol environnant seront donc déterminées sur les bords situés dans la zone de compression. La déformation de la structure en pente maxmale est observée sur le bord haut selon la direction R0°, alors que le bord droit selon la d i-rection R90° est considéré pour déterminer la déformation de la structure en zone de tra c-tion (les définic-tions des bords sont données dans la Figure 3.15). La déformac-tion du sol environnant est déterminée selon le bord de structure considéré, suivant R90° pour le bord haut et R0° pour le bord droit.

Dans un premier temps, nous allons analyser la performance de la tranchée vis-à-vis des mouvements du sol en l’absence de la structure. Puis nous analyserons l’efficacité de la tranchée vis-à-vis du déplacement horizontal et de la déformation horizontale du sol envi-ronnant la structure. Ensuite, l’efficacité de la tranchée sera évaluée en se basant sur la dé-formation horizontale de la structure. Enfin on va estimer le dommage de la structure dans les situations sans et avec la tranchée périphérique.