Modélisation numérique de la stabilité d'un glissement de terrain.

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Œie!merciemen±s

Je rerrim'ci£ en preirier fiuu flLŒah b toui puissam qui rria dormé h firce, h vobrtié, et b courage pour æcompftr ce trwai[.

Je nemercie égahmeni towtes bs persormes qui ohi comri6ué à h réaRuation d;e ce mérrioire de fim f études et païrticiftremem, je tims àfbrrmbr rm grcritiÆ:e, et rria profinÆ:e recoimissame à régœfft de rrwn eru:admewr, monsieur l.Œowrwui qri m'a, guidé brs de [éh6ortition de ce Wcwœi[ awec ses encowrtigemerïis, et ses comeib juÆiciewG et d'accepter rrus simères remerciemmis, et rru)n profin£ fiespect.

Je remercie, ŒouiR!fin .r[, pour bu;r aide.

3e préseTïte Tnes vft rmercimms à ±Üw as Trm6Tes dn jwry qtri o"± accepté ff ex£amimm mon trwa,i[, et ¢a;pporter hurs justes a;ppréciations.

]e rerrærcie mes enseigmnts du départemem des çérie Criril

Je i]emercie, mes coaègues de h promotion 2016

q=rfin, rrws sincères remerci£mertis à tous rn£s procfies et amis.

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®édicace

Je dédie ce tra;va.i[ ..

fl mon très cher père

Œ'our son ime"e sacri!fice et son dévowmerLi, pour toui a sow±ier. mora[ et matérie[

qu'i[m'a a,ppoTté d:umrïi de très bngws ctmées d'études.

fl_ rm très chère mère

q3flè repriéserïte powr moi b sym6oœ de h générositi pa,r ex!ceæru=e, h sowrce de tenÆresse et rex!empb &u dévoue'irurï± qri n'a pas cessé de m'emowïager et & prùr pourmoi.

Je n'ou6fiumis jamais ce q:uÆ tu œ fii:± powr moi pour deverir ce que je swis œwjowfffffiri.

Q}ue Œhu me as ga;r&s

fl mes fières : Choun:i6, Fouad, ŒiÆa.

fl rrus sœurs : Nedjrrui, Œ(gÆi4 Sa;miq qwi mon eru:oufiqgé e± mon ¢idé d:ufaçon ou fœuirepo.u:rréa,Ruercemémoire

f l m conègue MàÆiim

fl tow ïruzs amis : LjiytiLZ,, L,a,yh .y, S¢m, Safia, Imarb aMflme[, flsriia, Nassi:ma,

`l(f lri:im, S a,iÆa, Moda, Ma:m:n

fl tous mes coægws & ûi géotechnique.

j4 tow irœs coægum de çéri CùriL

fl tous cewcqu+ par un mot, m'om domé hfiomce de contin:uer

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Remerciement Didicace Résumé

Liste des figues Liste des tableaux Introduction générale

1.1. Introduction

Sommaire

Chapitre I : Les mouvements de terrain

1.2. Mouvements de terrain

i.2,1. Définitïon du mouvement de terrain 1.2.2. Types de mouvement de tenain 1.2.2.1. Les mouvements lents et continus

1.2.2.2. Les mouvements rapides et discontinus 1.3. Le processus du glissement de terrain

1.3.1. Définition du gLissement de tenain

i.3.2. Les caractéristiques d'un glissement de terrain 1.3.3. Les types des glissements de tenain ...

1.3.4. Classification du glissement de terrain 1.3.5. Types de surfaces des glissements

I.4. Les facteus intervenant dans Les processus d'instabilité des terrains ...,... 15 1.5. Principales causes des glissements

1.6. Conclusion

Chapitre 11 : Méthodes de calcul de la stabilité des talus

11.1. Introduction

11`2` Définition du coefficient de sécunté

II.3. Choix de la valeu du coefficient de sécurité dans le calcul de stabilité ... 19 11. 4. Hypothèses des méthodes à la rupture

11.5. Méthodes de calcul de stabilité

11.5.1. Les méthodes de calcul à la rupture

11.5.2. Les méthodes classiques pou l'analyse de la stabilité 11. 5.2.1. Méthode de Fellenius (1927)

11. 5.2.2. Méthode de TAYLOR (1948) 11.5.2.3. Méthode de Bishop simplifiée(1955) 11.5.2.4. La méthode de Janbu simplifiée(1956) 11.5.2.5. La méthode de Spenser(1967)

11.5.2.6. La méthode de Janbu généralisée( 1973) 11.5.2.7. Méthode de Morgenstem et Price(1965)

II.5.2.8. Méthode de suédoise modifiée, U.S .Amy corps of Engineers(1970) ... 26 11. 5.2.9. Méthode de pertubations(1972)

11.5.2.10. La méthode de Sama(1973) 11.5.2.11. La méthode des Coin(1995)

11.5.2.12. Méthodes globales (FAURE R.M, 2000)

11.5.2.13. Méthode de l'usbr (méthode des tranches ordinaires) 11.5.3. Méthodes des éléments finis

11.5.3.1.Définition de la méthode des éléments finis 11. 5.3.2. La méthode des dïfférences finie

11. 5.3.3. Hypothèses de calcul et modèles numériques 11`5`3.4. Présentation de l'outil numérique utilise 11.5.3.4.1. Présentation du code PLAXIS

11.5.3.4.2. Présentation du logiciel Géoslope Géostudio 11.6. Principe de Méthode

11.6.1. Méthode de Fellenius (ruptue circulaire) 11.6.2. Méthode des tranches de Bishop

11.7. Conclusion

Chapitre 111 : Méthode de confortement du talus

111.1. Introductïon

111.2. Les méthodes de confortement

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111.2.1. Drainage 111.2.2. Terrassements

111.2.3. Substitution totale ou partielle 111.2.4. Eléments résistants

111.2.4.1. Ouvrage de soutènement

a) Les murs de soutènements b) Murs en gabion

c) Les rideaux de palplanches d) Les murs poids

e) Mu poids en maçonnene f) Les mus en tene amée g) Mus pneu sol

h) Les mus cloués i) Le mucantilever

111.2.4.2. Les colonnes ballastées 111.2.4.3. Le clouage

III.2.4.4.Tirants d'ancrages 111.4.5. Les pieux

111.3. Conclusion

IV.1. Introduction

Chapitre IV: Diagnostic du glissement

IV.2. Situation géographique et topographique de la zone étudiée IV.3.Cadre géoloaque

IV.3.1. Géologie locale

IV.3.1.1. Description lithologique IV.3.1.1.1. Le domaine Kabyle IV.3 .1.1.2. Domaine des Flysch

IV.3.1.1.3. Le domaine tellien IV.3.1.1.4.La nappe numidienne

IV.3.1.2. L'aspect structural de la région IV.3.2. La géologie du site

IV.3.2.1. Synthèse litho stratigraphe

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IV.3.3. La sïsmicité

IV. 4. Géomorphologie régional IV.5. Etude hydrogéologique IV.6. Aspect climatologique

IV.7.Diagnostic du glissement réalisé lors de la sortie sur térrain IV.8. Stabilité du site

IV. 9. Caractéristiques des sols IV.10. Conclusion

V. 1 . Introduction

Chapitre V : Etude de stabi]Îté

V.2. Position topographique du profil étudié V.3.Calcul numérique pa`r le logiciel plaxis V.3.1. Déroulement du logiciel Plaxis V.3.2. Analyse du glissement étudié V.3.3`Modélisation des dïflërents profils

V.4. Calcul numérique par le logiciel GEO-SLOPE V.4.1. Présentation du logiciel Géoslope

V.4.2. Déroulement du logiciel GEO-SLOPE ...

V.4.3. Analyse du glissement étudié

V.4.4. Modélisation des profils 6 étudié par Géo-slope V.5. Calcule manuel du profil 5

V. 6. Conclusion

VI.1. Introduction

Chapitre VI : Etude de conforiement

.... 99

VI.2. Solutions choisies pou l'augmentation de la stabilité du glissement ... 99 VI.3.Méthode de confortement et de stabilisation ....

VI.4. Modélisation par logiciel

VI.4.1. Stabilisation par mu de soutènement (Solution 1 ) VI.4.2. Stabi]isation par pieux (SoLution 2)

VI.4.3. Mu de soutènement renforcé par pieux (3me solution) VI. 5. Conclusion

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Conclusion générale

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Liste des figures

Chapitre I : LŒ mouvements de t€rrain

Figure 1.1 : L'af faissemerït

Figure 1.2: Phénomènes de tassemen[ latéral Flgure 1.3 : Glissement de terrain

Figure 1.4: Schéma Explicatif des phénomènes : Retrait fionflement Figure 1.5: Le phénomène de fluage

Figure 1.6: Phénomène de la Solifluxion

Figure 1.7: Schéma Explicatif des phénomènes : Effondremeints des cavités souterraines ... 6 Figuie 1.8 : Schéma Explica[if des phénomènes : les éboulements, chutes de blocs et de Plerres

Figuie 1.9: coulée de boue Flgure 1.10: érosion lit[orale

Figure l.11.. Bloc diagramme représen[ani le mouvemerit de versant idéal ... ` ... 9 Figure 1.12: Glissemerïis tra:i'isratiomels

Figure 1.13: Glissements rotationnel Figure 1.14 : Glissemerït rc)tatiomel simple Figure 1.15: Glissement rotationnel complexe

Flgure 1.16: Schémas Solif luxion, Glissemem supef iiciel Figure 1.17: types de surfaces des glissemerïfs

Chapitre 11: Méthodes de calcul de la stabilité des talus

Figure 11.1: Forces d'ui.e tramche de sol Figure 11.2: Forces agissant sur la [ranche Figure 11.3: Bilan des forces sur une tranche Figure 11.4: Résultc[nte des forces parallèles

Figure 11.5: représenta[ion de toutes les forces incorïnues sur une tranche dans la méthode de Spencer

Figii:ie 11.6: La représerïiation des f;orces sur une tranche Figure 11.7 .. fiorces agissent sur une tranche

Figure 11.8 : Inclinaison des forces dans la méthode Suédoise modifiiée

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Fi.gwie JJ.9 : Exemple de découpage en blocs Figure 11.10 : Définition du module d'Young E

Figure 11.11 : Modélisation d'un essai tria)cial de compress,]on par la loi de Mohr-Coulomb.

Figure 11.12.. Rupture circulaire Figure 11.13: Une tranche i

Figuie ll.1d : Forces agissant sur la tra:nche n

Chapitre 111 : Méthodes de confortement du ta[us

Figure 111.1 : Système de Drainage Figuie 111.2: trcmchées drainantes

Figure 111.3: Schéma de principe des drains subhorizontaux Figure 111 .d: masque drainant

Figure 111.5 .. Eperons drainants

Figure 111.6 : Construction d'un Talus renfiorcé par Géotextile Figure 111.7 : le terrassement

Figure 111.8 : Allégement en tête

Figurelll.9 : Schéma de principe de butée en pied d'ume pente.

Figure 111.10 : Reprofilage

Figu:re 111.11: Substitution paTtielle Figure 111.12 : mur de sowtènemerït Figure 111.13 : Gabion

Figure lll.1d : les rideaux de palplanches Figure 111.15 : mur poids

Figure 111.16: Mur poids en maçonnerie Figure 111.17 : murs en terre armée Figure 111.18 : Murs pneu sol Figure 111.19 : Les murs cloués

Figure 111.20 : rrïur en T c[vec console.

Figure 111.21 : mur en T avec contreforts

Figure 111.22: réalisa[ion des colorï:nes ballastées pc[r voie humide Figure 111.23 : réalisation des colonnes ballastées par voie sèche Fïgiire 111.24 : Stc[bihté dii ghssemer[t de terrcmpar tTrar[f d'c[ncrage Figure 111.25 : Ligne de pie"

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Chapitre IV: Diagnostic du glissement

Figure IV.1 : situa[ion géographique du si[e étudie Figure IV.2 .. Schéma structural du méditerrané occident

Figure IV.3: les plissements N-S et E-W visible darLs les fiorihations du flysch massylien ` ..58 Figure ly.d : les défiormaticins cassantes visibles dcms les formations du flych massylien `.. .58 Figure IV.5: les formations marno-calcaires de la région de Dj imla

Figure lv.6: coupe géologique passani par la zone d'étude-région de D]imla ... 60 Figure IV.7 : Carte sismique d'Algérie selon le RPA Version 2003)

Figure IV.8: Vue l'ensemble de site depuis l'Est de glissement

Figure IV.9: Phoiographie aérienne de cicatrices d'anciens glissements de terrain de types Supeûiiciel, Prof iond circulaire et coulée argileuse

Figure IV10: Présentation du glissement (Tamantout)

Figure lv.11 : Classifiication des sols fins selon le diagramme de casagrande ... 7 3

Chapitre V: Etude de stabilité

Figure v.l : Localisation du glissement étudlé sur le levé topographique ... 74 Figure V.2: Déroulement du logiciel Plaxis

Flgure V.3: Prof iil 5 modélisé

Figure V.4 : Maillage en éléments finis du profiil 5 Figure V.5: Prof iil 5modélisé

Figure V.6: Génération des con{raintes effectiwe du profil 5 Flgwre V.7 : Les phases de calcul du profiil 5

Figure V.8 : Représeniation de la déf;ormation du maillage su profiil 5 Figure V.9.. Déplacement total du prof il 5

Figure V.10: Coef f icient de sécurité du prof iil 5 sans nappe phréatique Figure V.11.. Prof il 6 modélisé

Figure V.12 : Maillage en éléments finis du profiil 6 Figure V.13: Profil 6 modélisé

Figure V.1d: Génération des contraintes effectwe du profil 6 Figure V.15: Les phases de calcul du profil 6

Fîigure V.16: Représentation de la déf iormation du rnaillage

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Figure V.17: Déplacemer[t total du prof iil 6

Figure V.18 : Coeffiicient de sécurité du profiil 6 ...

Figure V.19 : fonctionnement du logiciel Geo-Slope Figure V.2Û: Prof iil 6

Figure V.21: Profil 6 modélisé

Figure V.22: Cercle de la ruptuïe de profil 6 Figure V.23: Coef f icient de sécurité du prof iil 6

Figure V.24 : Schérna représenté le cercle N° 1 du calcul manuel Figure V.25: Schéma représenté le cercle N°2 du calcul manuel Figure V.26: Schéma représenté le cercle N°3 du calcul marïuel

Chapitre VI : Etude de confortcment

Figure VI.1.. Caractéristique de la semelle Figure VI.2 : Caractéristique du voile

Figure VI.3 : Profiil 6 dans la lére position du mur de soutènement

Figure VI.4 : Déplacement total après la lere posi[ion du mur de soutènemerït .` ... 102 Flgure VI.5 : Coefficient de sécurité après la iére position

Figim VI.6 : Profil 6 dans la 2éme posi[ion du mur de soutènement

Figure vI.7 : Déplacement total après la 2eme position du mur de sou[ènement .... ` . .1 13 Figure VI.8 : Coefficient de sécurité après ia 2eme posi[ion

Figure VI.9 .. Profiil 6 dam la 3éme position du mur de soutènement

Figure VI.10 : Déplacement total après la 3eme position du mur de soutènement ..` ... 105 Figure VI.11 : Coeffiicient de sécurité après |a 3eme position

Figure VI.12 : Profil 6 dans la 4éme position du mur de soutènement

Figure vI.13 : Déplacement total après la 4eme position du mur de soutènement . ` .... 106 Figure VI.14 : Coeffiicient de sécurité après |a 4eme position

Figure VI.15 : Carac{éristique des pieux

Figure VI.16 : Profiil 6 dans la lére position avec pie"

Figure VI.17 .. Déplacement total après la lere position du pieu Figure VI.18 : Coefflcient de sécurité après ia ]ére position Figure VI.19 : Profil 6 dcms la 2éme position avec pieux

Figure VI.20 : Déplacement total après la 2eme position du pieu Figure VI.21 : Coefficient de sécwrité après |a 2eme position Figure VI.22 : Profiil 6 dans la 3éme position avec pieux

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Figure VI.23 : Déplacemeni total après la 3eme position du bieu Figure VI.24 : Coeffiicierït de sécurité après |a 3eme position Figure VI.25 : Profiil 6 dans la 4éme posi[ion avec pieux

Figure VI.26 : Déplacement total après la 4e'" position du pieu Figure VI.27 : Coefficient de sécurité après la 4eme position

Figure VI.28 : Profil 6 cwec rrïur de soutènemen[ rerïf;orcé c[vec pieim Figure VI.29 .. Maillage en élémenîs f inis de prof iil 6

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Figure VI.30 : L'intensité des déplacemenfs après le terrassement en présence de pieux et mur de soutènemen[

Figure VI.31 : Déplacemen[ total après |a 3eme So|u[ion Figure VI.32.. Coef f iicient de sécuri[é après la 3eme Soiution

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Liste des tableaux

Chapitre I : Les moüvements de terraÉn

Tableau 1.1 : Mouvement de terrain enfonction de lavltesse

Tableau l.2 : Classifiication selon la profiondeur de la sudàde de glissemen[ `` ... 13 Tableœu 1.3 : Classif iication Selon la Vitesse moyenne du gliÈsement

Chapitre 11 : Méthodes de calcul de la stabilité des talus

Tableau 11.1: Valeurs du coeffiicient de sécurité Fs données en fbnction de l'importance de 1'ouvrage

Chapitre Jy .. Diagnostic du glissement

Tableo[u IV.1: Valeurs du coefficient d'accéléra[ion de zone selon le RPA99 (version

Tableau IV.2: classes de pente dans la région de Jijel (Anonyme, 1997) Tableau IV. 3: Valeur des principaux paramètres physiques

Tableau IV d: I,es valeurs des limites d'atterberg

62

6j

72 72 Tabletm lv. 5.. valeur des caractéristiques intrinsèques (c)et (Q) mesurées ... `. . 73

Chapitre V: Etude de stabilité

Tableau V.1 : Lithologie des différenfes couches Tableœu V.2 : Les données géoiechniques Tableœu V.3: Les données géotechniques

Tableaii V.4 : Comparaison des résultats de fiacteur de sécuriié (F) par l'logiciel Plaxis et Géoslope

Tablecïu V.5: Comparaison des résultats de f;acteur de sécurité Œs) par calcul manuel e[

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RESUME

Le glissement de terrain fàisant l'objet de notre étude est situé au village de Djimla, tronçon de la route RN77A reliant Jijel a wilaya de Mla au niveau du PK1+200.

Notre travail consiste à frire :

Une première partie, théorique illustrant les différents types de mouvements de terrain, puis une étude détaillée su des glissements de terrain, et les méthodes de calcul

Une deuxième partie qui comprend notre cas réel de glissement, une étude géologique nous a indqué les zone de glissements et nôus a pemet d'avoir les profils à étudler.

Après le calcul manuel et numérique (code Plaxis et Geo-slope), ont a obtenus le profil le moins stable, et on a étudié la stabilité par deux mémodes de confortement, l'inclusion des pieux par quatre positions dans le talus et l'implantation de mur de soutènement dans les mêmes positions, la stabilité est aLssurée par la combinaison de ces deux méthodes dans la position adéquate.

Logiciel PLAXIS et Geo-Slop sont mieux adopté à intégrer un modèle numérique accompagné d'une étude de stabilité. n nous semble que le positionnement des pieux et de mur de soutènement joue un rôle favorable pour la stabilité. L'étude de la configuration et du positionnement frit une partie de 1 'objet de ce travail .

Les mots c[és :

Coefficient de sécunté, Plaxis, Geo-slope , mouvements de terrain ,glissement de terrain, confortement.

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ABSTRACT

The landslide covered by ou study is in the village of Djimla stretch of road RN77Aexactement TAmNTOUT the road that connected wüth the wilaya of Mila at the PK1 + 200.

Ou study consisted to.

A first theoretical part illustrating the different types of ground movements, then a detailed study of landslides and methods of calculation

A second part which includes ou real case of sliding, a geological survey told us slipping and we have pemitted to have the profiles studied.

After the manuàl and numerical computation (Plaxis code and Geo-slope) we have obtained the least stable profile, and examined the stability of two methods of reinforcement, inc]uding stàkes in fou positions ri the bank and the retairing wall of implantation in the same positions, the stability is ensured by the combination of these two methods in proper position.

PLAXIS and Geo-Slop software are better adopted to integrate a digital model accompanied by a stability study. It seems that the positioning of piles and retaining wall plays a positive role for stability. The study of the configuration and positioring is part of the obj ect of this work.

Keywords:

Safety factor, Plaxis, Geo-slope, landslides, reinforcement landslide

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Introduction Général

Introduction générale

Un glissement de terrain est un versant instable de'montagne ou de colline qui se détache et glisse dans le sens de la pente. Le volume du glissement dépend de la surface et de la profondeu de la rupture. ns se produisent généralemeht dans des matériaux friblement cohérents (argiles). Un glissement de terrain se produit lorsque les contraintes de cisaillement, dues aux forces motrices telles q]e le poids, excèdent ]a résistanœ du sol le long de la surface de rupture. Les glissements sont les mouvements qui affèctent le plus fféquemment les ouwages de génie civil.

L'intérêt que provoquent les phénomènes d'instabilité des sols s'est fortement accru ces demières décennies. Cette augmentation des dégâts et des coûts liés aux instabilités de teiTams est devenue une des préoccupations majeures des responsables ainsi que la société civile.

En effet, l'utilisation des sols autrefois jugés marginales ou inadéquats pou la constniction intensifie le nombre d'instabilité des terrains. 11 est donc primordial non seulement d'identifier ces phénomène, mais également de mieux cemer leu comportement afin d'anticiper des dégâts par cette aléa.

Notre projet comprend de la géologie et de la géotechnique. Quand à l'étude géotechnique, elle pemet de connaitre les paramètres physico-mécaniques du sol de notre site et d'étudier la stabilité du versant en question afin de proposer les solutions de confortement adéquates. La méthodologie suivie était comme suit :

> Une consultation des travaux et des études géologiques antérieues en rapport avec le sujet d'étude que ce soit su le plan géologique ou sur le plan géotechnique. Aussi des cartes géologiques et topographiques en relation avec le thème.

> Des sorties de terrain su la région d'étude, observations des désordres, analyse du phénomène et réalisation d'une coupe géotechnique.

> Les causes des dommages étant cemés, nous préconisons d'adopter une stratégie adéquate pour la stabilisation du site et le confortemem de la route.

Notre travail se divise en six chapitres avec une introduction générale et conclusion.

Une introduction générale pose rapidement la problématique de l 'étude.

Le premier chapitre présente les mouvements de terrain.

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Introduction Générale

La deuxième et la troisième chapitre présentent les méthodes de calcul et les méthodes de confortement de la stabilité du talus.

La quatrième chai)itre présente la diagnostic du glissehent étudié.

La sanquéme chapitre s'intéresse à étudier la stabilité du talus concemé par le glissement.

La sixième chapitre présente l'étude de confortemerit de dispositifs de renforcement principaux choisis pour renforcer ce talus Œieux et mu de soutènement).

Enfin, on termine notre travail par une conclusion général résume tous ce qu'on a fàit dms notre mémoire.

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Chapitre 1

Les mouvements de terrain

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Le mouvement de terrain a pou camctéristique d constitue un danger pou la vie humaine en raison de son camctère dynamique de son déclenchement.

Selon la vitesse de déplacement, deux ensembles mouvements lŒts et les mouvements rapides.

Les mouvements rapides sont directement dan conséquences sont d'autant plus graves que les masses déplac

Les conséquences des mouvements lents sont essen d'intérêt public. Ces mouvements enùainent une défomati toujous perceptible par l'homme. ns regroupent : l'affrissen la solifluxion, le fluage, le remit-gonflement et

biens, à travers la fissuration des constructions .Ces désordre la sécurité des occupants et par conséquent la démolition des

être difficilement prévisible et tensité, de la soudaineté e. du

peuvent être distingués : Les

ereux pou l'homme. Leus es sont importmtes.

ellement socioéconomiques ou n progressive des terr s, pas

t, le tassemcmt, le glissemenL .il touchent principalemŒt les )euvent se révéler si grave pou

sË=vàn,tssse,::éo'se:

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Chapitl.e 1 Les mouvements de terrain

La plupart des classifications récentes restent fondées su ces deux facteurs : type de mouvement et type de matériaux, auxquels s'ajoutent le type et la quantité de fluide agissant dans le déplacement, c'est-à-dire l'air, et ; surtout, l'eau.

Certains types de déplacements donnent automatiquement des indications su les ordres de grandeu des vitesses atteintes classées ainsi par led spécialistes :

Tableau 1.1: Mouvement de terrain en foncticm de la vitesse. ï2|

Classes Description

1

vitesse

7 Extrém ement rapide 5m/sec.

6 Trés rapide 3m/min.

5 Rapide 1,8mmr.

4 Modéré 13m/mois.

3 Lent 1,6m/an.

2 Trés lent 16mm/an.

1 Extrémement lent <16mm/an.

I.2.2.1.Les mouvements lents et continus

Ces mouvements entra^inent une défomation progressive des terrains, pas toujous percçptible par l'homme. Ils regroupent : l'affàissement, le tassement, le glissement, la solifluxion, le fluage, le retrait-gonflement et le fauchage. Ils touchent principalement les biens, à travers la fissuation des constructions. Ces désordres peuvent se révéler si grave pour la sécurité des occupants et par conséquent la démolition des bâtments s'impose.

I.2.2.l.1.L'affaissement

Evolution des cavités souterTa]nes dont l'effondrement est amortie par le comportement souple des terrains superficiels. [9]

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I.2.2.l.6.Soliflurion

La solifluxion est Lm phénomène d'écoulement des s fribles. Elle correspond à `m mouvement de masse superfi chæge en eau dépasse le seuil de plasticité du matériau. Le su un plm de décollement saturé d'eau.

ls en surface su des pentes très qui est déclenché lorsque la ol peut alors fluer dans la pcnte

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Chapitre 1 Les mouvements de terrain

Les ébt"lis

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en pied

d® versar`Cs

r-heLJk san* le tru`|

des chutes

de t,'ŒS_

Chtlr*es d- pierre- : volurne inf Ch.|.-s d® t>l-cs : volum€ i.upér

£b®ulemems en masse : votu

aTteÉnclre plL.sÉeurs rT`illjc]ns de rri

Figure 1.8 : Schéma Explicatif des phénomènes : les ébou pierres.

I.2.2.2.3.Les cou]ées de boues et ]aves torrentie]]es

n s'adt d'un mouvement rapide d'une masse de mat eau et de consistance plus ou moins visqueuse. Ces coulées naissance dans la partie avàl d'un glissement de terrain.

Figure 1.9: coulée de boue.

rieurà 1 dm=, our â 1 drTi3.

e pouvana tres cubes.

ements, chutes de blocs et de

aux remaniés à forte teneu en e boues prennent fféquemment

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Chapi,re 1 Les mouvements de terrain 1.3.2. Les caractéristiques d'un glissement de terrain [4]

élém

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Figure 1.11: Bloc diagraJnme représentcint le mo vememt de versant idéal.terrainadéfinitl'ensemble des La commission intemationale su les glissements de

ents morphométiques et morphologiques composant un ghssement de terrain typerincipale,souventpeuaffectée come suit :•Couronne : Zone située aü-dessus de l'escarpement

par les désordres. Seules quelques fissues ou crev ses témoignent de la mise enntprincipàl.

traction des teiTains dans cette zone.

- Tète : Partie amont de la masse glissée su l'escarpem

- Escarpement secondaire : Cicatrice semblàble à l'es ement principal mais visibleacedeglissementenamontduurfacedeglissement.defomeconvexe.

dms la masse glissée.

- Corps : Partie du matériau glissée au-dessus de la s pied de la surface de glissement.

- Pied : Partie de lamasse glissée en aval dupiedde la - Extrémité ava] : Extrémité aval du matériau glissé.

- Front : Partie la plus aval du matériau glissé, en génér9

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Chapitre 1 Les mouvements de terrain

- Surface de glissement : prolongation en profondeur de l'escarpement principal au- dessous de la masse glissée.

- Pied de la suiïace de glissement : L'intersection aval de la surface topographique inïtiale et la surface du glissement.

- Suitace de séparation : Surface séparant la masse glissée des terrains en place, partie de la surface de glissement.

- Matériau glissé : Matériau qui a glissé, partie d'un dissement de terrain.

- Zone d'affaissement : Zone d'un ghssement de terrain où la masse glissée est au- dessous de la surface topographique oridnale.

• Zone d'accumulation : Zone d'un glissement de terrain où la masse glissée est au- dessus de la surface topographique originale.

- Niche d'arrachement : Volume situé au-dessus de l'escarpement principal et la masse affàissée et au-dessous de la surface topographique originale.

- Masse affaissée : Partie de la masse glissée recouvrant la surface de glissement, qui est située au-dessous de la surface topographique origjnale.

- Accumulation : Partie de la masse glissée qui est située au-dessus de la surface topographique origïnale.

- Flanc : Limjte latérale du glissement prolongeant l'escarpement principal. Le flanc droit est à droite quand les flancs sont vus de la couronne.

1.3.3. Les types des glissements de terrain

Les glissements de terrain apparaissent plutôt le long des surfaces planes et dans tous types de matériaux. ns corTespondent au déplacement d'une masse de terrains meubles ou rocheux au long d'une surface de rupture (plane, circulaire ou quelconque). Selon la géométrie de cette surface, on peut distinguer trois types principaux de glissements :

• G[issement p]ane ou translatif

Lors d'un glissement plan, les couches de l'ensemble de terrain se déplacent selon une surface plus ou moins plane. n s'étend su une suface très vaste allant jusqu'à 30 km2.

L'épaisseur des masses glissées peut atteindre plusieus dizaine de mètres. [5]

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Chapi,re 1 Les mouvements de terrain

11 comprend :

• En tête des fissures de traction,

- Un escarpement correspondant au départ de la surface de glissement.

- À la base, un bouiTelet fomé par des matières glissées.

Figure 1.14: Glissement rotatiomel simple.

b) G]issement rotationne] complexe

n s'agit de glissements multiples « emboîtés » les uns dans les autres, dus à la suppression de la butée provoquée par le glissement précédent, ce qui enùa]^ne ainsi des glissements successifs remontant vers l'amont. [7]

Flgure 1.15: Glissement rotationnel complexe.

• G]issement quelconque

læ mouvement est très semblable au précédent dans son allure exteme, mais la section verticale de la surface de glissement est de fome irrégulière. n s'agit souvent d'une

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Chapitre 1 Les mouvements de terrain

combinaison des deux cas précédents. [ 1 ] 1.3.4. Classification du glissement de terrain

Les glissements de terrain peuvent être classés en fonction de la profondeur de leur surface de glissement et de la vitesse moyeme du mouvemem. [1]

-Se]on ]a profondeur de la suiface de g[issement

Les profondeurs de surfaces de glissement sont très variables : de quelques mètres à plusieurs dizaines de mètres, voire la centaine de mètres pour certains glissements de versant

[26].

Tableœu l.2.Classïficaticin selon la profondeur de la surface de glissement `

Profondeui. de la surface

Typeddglissement de dissement

0-2m Superficiel

2 - 10 m Semi-profond

10 -30 m Profond

>30m Très profond

- Selon ]a vitesse moyenne du glissement

La vitesse des glissements atteint le plus souvent quelques millimètres par an pou un glissement très lent, et quelques centimètres à quelques décimètres par an pou un glissement actif [26].

Tableau 1.3. Classifiication Selon la Vitesse moyenne du glissement.

Vitesse de glissement

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Typede|glissement

0 - 2 cm/an Stable, très lent

2 - 10 cm/an Peu actif, lent

= 10 cm/an

Actif (ou lent avec phases rapides)

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sements.d'instabilité des terrainsescausesnombreusesetvariées

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Ûaces des glisprûcessus

Le passage de l'état stable à l'état instable est lié à

qui viennent s'ajouter aux conditions initiales, ïntrinsèques q terrain. On dstingue plusieurs facteus qui influencent le phénomène du mouvement de ten

Ils correspondent à l'action naturelle ou anthropique n glissement de terrain. [1]

1.4.1. Action et influence de ]'eau

La variation des conditions hydrauliques est 1' glissement de terrain et son action dans la rupture de 1' plusieurs façons et à différents stades. C'est principalement, s'accordent à considérer comme étant le facteu le plus infl montrent une occunence entre des mouvements et des plui provenant des ouwages construits par l'homme. L'action d mais surtout pou les sols fms et argileux.

1.4.2. Action de la pœanteur

L'action de la pesanteu est le moteu principal pesanteur, en tant que facteu de mouvement, est intimement plus souvent l'homme change les conditions du milieu vers rupture, soit par sucharge, soit par suppression de la butée en

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au déclenchement d'un

e des principales causes de quinbre se marifeste à travers la pluviométrie que les auteurs ent, et plus particulièrement, ils

s de fortes intemsités. Les eaux l'eau su différent type de sol,

u mouvement. L'action de la ée à l'action anthropique, car le

parfois au-delà de la limite de pied.

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Chapitre 1 Les mouvements de terrain

1.4.3. La nature des terrains

La nature des ten.ains est un des principaux facteus d'appantion de ce phénomène tout comme l'eau et la pente. La très grande majorité des glissements apparaissent dans des teiTains argileux ou dans des fomations grenues suffisamment chargées en ardle pou que ce matériau impose son comportement. La prédisposition au glissement des terraïns fins et argileux tient d'abord du rôle que peutjouer l'eau sous ses diverses fomes.

1.4.4. Les actions mécaniques extemes

La pente du versant, les fouilles et affouillements au pied du versant, le déboisement du site et la surcharge déposée su une pente, peuvent avoir des conséquences su la stabilité des terrains.

• Suppression de la butée de pied de versant

La suppression de la butée de pied peut avoir plusieurs orirines : - Parterrassement

- Par affouillement ou érosion régressive : exemple Bardo - Par dragage : foujlle réalisée sous l'eau.

• Implantation des surcharges sur un versant

n peut s'agir d'un remblai (route, terrasse...etc.), d'un immeuble fondé superficiellement, d'un mu de soutènement, d'une décharge, d'un stockage, d'un gros engin de chantier . . . etc.

A l'inverse, les sucharges de pied de versant, par le couple stabilisateur qu'elles apportent, accroissent pratiquement toujous la stabilité du sjte.

1.4.5. Actions sismiques

Les séismes, par la mise en vibration des éléments du sol et la modification des conditions de pesanteur peuvent être à l'oriüne de la déstabilisation des masses en place.

1.4.6. Action de déboisement

Le déboisement d'un versant entraine fi-équemment, J'apparition de glissement de tenain. 11 désorganise le tenain en profondeur et favorise ensuite la pénétration des eaux dans la masse.

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Chal)itre 1 Les mouvements de terrain

Le rôle stabilisateu des arbres tient à plusieurs facteurs : - L'ancrage parles racines

- Le drainage par évapotranspiration

- La rétention des eaux de pluie : l'eau retenue par des fetülles et la couverture du sous-bois.

- La protection contre l'érosion.

1.4.7. Actions anthi.opiques

Les opérations de terrassements peuvent entrai^ner la suppression d'une butée de pied stabilisatrice d'une masse de terrain, ou bien augmenter la pente d'un versant composé de matériaux pas assez cohérents pour cette nouvelle topographie. Le remblai engendre une sucharge pouvant déclencher ou aggraver un glissement.

1.5. Principa[es causes des g]issements

Le passage de l'état de stabilité à l'état d'instabilité d'un versant relève de causes nombreuses et variées : géologiques, morphologiques, physiques et anthropiques ou humaines. Certaines causes sont extemes, comme par exemple l'érosion d'un bas de pente par la mer ou par une rivière, par l'ouverture d'une carrière de sable ou de roche, par les secousses d'un tremblement de terre, par la sucharge d'une construction, etc. D'autres causes sont considérées comme intemes, telles que 1'augmentation de la pression interstitielle après de fortes pluies, l'accumulation d'eaux usées rejetées dans le sol, le développement de l'altération de la roche, le degré de plasticité du sol ou sa sensibilité à l'eau, etc. Si les causes des mouvements de versants sont diverses, il existe toujours un seul facteur de déclenchement, c' est-à-dire un stimulus exteme (fortes précipitations, secousses sismiques, éruptions volcaniques, etc.) apte à provoquer rapidement le mouvement. [8]

1.6. Conclusion

A travers ce chapitre les principales caractéristiques d'un de ces aléas naturels qui est le glissement de tenain et les causes naturelle sont le séisme et la nature du sol, . .etc, et anthropique comme terrassement .... qui représentent les paramètres de déstabilisation pour le géotechnicien. Les mouvements rapides se distinguent par contre par leur ffappe brusque et immédiate, et sont considérés comme un risque très dangereux pou l'homme.

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Chapitre 1 Les mouvements de terrain

Ces phénomènes d'instabilité de terrain se ti-aduisent par une manjfestation du sol ou du sous-sol lequel est soumis soit à des variations naturelles tels : le séisme, 1a pluviométrie très forte et la nature du sol ,... etc. où antiiropique comme le déboisement, le terrassement, les exploitations des matériaux . . . etc. Les conséquences de ces mouvements se tradujsent par des dégâts considérables au plan social et économique, ils provoquent des desmctions de multiples habitations et inffastnictures. Ces dégâts se distinguent sous fome de plusieus pathologies où les critères de consmctions peuvent jouer un rôle important dans la vulnérabilité du cadre bâti face au risque du glissement de terrain.

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Chapitre 11

Méthode de calcul de la stabilité des talus

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Chapitre ll Méthodes e calcul de ]a stabiLité des talus

11.1. Introduction

La rupture par glissement d'un talus se mmifeste hqbituellement par un déplacement en bloo d`une partie du massif. L'malyse de la stabilité dès talus est 1'une des importants problèmes en géotechnique. L'estimation de la sécurité réelle vis-à-vis du risque de rupture est une question complexe suiiout dans le domaine des données limitées ou peu connues.

L'étude d'un talus comporte, outre la connaissahce du site (la géométne, les sucharges au sommet et au pied, et les effets dynamiques ou sismiques), et le choix des caractéristiques mécaniques des sols et hydrauliques, un calcul de stabilité.

Le problème réside dans la détemination de la surface critique de rupture et le facteur de sécurité correspondant (Fs).

Dans ce chapitre on définit quelques méthodes de calcul de stabilité des talus, et plus particulièrement les méthodes de calcul à la rupture.

11.2. Définition du coefricient de sécurité

Le calcul de la stabilité du tàlus est généralement estimé à l'aide d'un coefficient appelé : coefficient de sécurité FS .Ce coefficient est définit comme étant le rapport du moment par rappoit à un point fixe de la résultante des forces résistances au glissement forces provoquamt le glissement [ 10] .

F ZMoments résistants u ZMomentsmoteurs

11.3. Choix de la valeur du coefricient de sécurité dans le calcul de stabilité Le facteur de sécunté minimal FS adopté est assez rarement inférieu à 1,5. n peut Quelque fois être égal à 2, voire à 2,5 pou des ouvrages dont la stabilité doit êti.e garantie à tout prix (gramd risque pou les personnes, site exceptionnel), ou pour des méthodes dont lJincertitude est grande (analyse en contrainte totale avec risque d'erreu su la valeu de la cohésion drainé Cu).

Pou certains sites peu importants ou pou certains ouvrages courants, et lorsqu'il n'y a pas de risque pou la vie humaine, on peut accçpter des valeus plus £ribles pendant un moment très court ou pour des fréquences fàible : 1,2 voire 1,1. Mais pou pouvoir se

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