هملجا ـ يرو ـ لجا ة ـئاز ـيرـ يدلا ة ـ قم ـ يطار ـ شلا ة ـ يبع ــة
عتلا ةرازو ـيلـ علا م ـلاـ بلا و ي ـحـ لعلا ث ـمـ ي
République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
ةــــعماـــج يحي نب قيدصلا دمحم
- لجيج
Université Mohammed SeddikBenyahia-Jijel -
Mémoire de fin d’études
En vue de l’obtention du diplôme : Master Académique en Géologie
Option : Géologie de l’Ingénieur et Géotechnique
Thème
Membres de Jury Présenté par:
Président : Baghdad Abdelmalek DERMOUCHI Samiha Examinateur: Tebib Houria GHARDA Nesrine Encadrant : KEBAB Hamza
Année Universitaire 2019-2020
Numéro d’ordre (bibliothèque) :……….…..….
يلك ـ ع ة ـــــ طلا مول ـــ عيب ـ حلا و ة ــــــ ةاي
سق ــــــ :م نوكلا و ضرلأا مولع
Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie Département : des Sciences de la Terre et de l’Univers
Etude de Stabilité lors du creusement d’un Tunnel dans les
masses rocheuses : cas de Tunnel de Texenna, bitube droit
PK24 et PK 26 pénétrante autoroutière wilaya de Jijel
Université de M.S.B.Y -Jijel Master II GIG i
Table des matières Remerciement Dédicaces Liste des figures Liste des tableaux Résumé Introduction générale……….……….1
Chapitre I : présentation de projet I.1. Introduction ... 3
I. 2. Situation géographique du tunnel de Texenna ... 3
I.3. Caractéristiques géométriques générales ... 4
I.4. Caractéristiques géométriques de la section du tunnel ... 5
I.5.Conclusin……….…………...6
Chapitre II : Généralité sur tunnel : creusement et soutènement II.1. Introduction ... 7
II.2. Tunnel : définition et histoire ... 7
II.3.Types des tunnels ... 7
II.3.1. Selon leurs objectifs ... 7
II.3.2. Selon leurs modes d’exécution ... 7
II.3.3. Selon leurs formes ... 7
II.4. Méthodes de creusement des tunnels ... 8
II.4.1. Méthode traditionnelle à l’explosif ... 8
II.4.2. Méthode par attaque ponctuelle ... 10
II.4.3. Méthodes par pré-découpage mécanique (Méthode Perforex) ... 11
II.4.4. Méthode de creusement au tunnelier (Tunnel Boring Machine TBM) ... 11
II.5.Caractérisation géomécanique des masses rocheuses... 12
II.5.1. Caractérisation de la roche intacte (matrice rocheuse) ... 12
II.5.1.1. Caractéristiques physiques ... 12
II.5.1.2. Caractéristiques mécaniques... 12
II.5.2. Etudedediscontinuités ... 12
II.5.2.1. Originesdes discontinuités ... 12
II.5.2.2. Paramètres géométriques des discontinuités... 13
Université de M.S.B.Y -Jijel Master II GIG ii
II.6. Classification géomécanique des masses rocheuses ... 13
II.6.1. SystèmeRQD (RockQualityDesignation) ... 14
II.6.2. SystèmeRMR (RockMasseRating) ... 14
II.6.3. Système Q (NGI : NorwegianGeotechnical Institue) ... 15
II.6.4. SystèmeGSI (GéologicalStrengtIndex) ... 15
II.6.5. A.F.T.E.S : Association française des tunnels et des études souterrains ... 16
II.6.Soutènement dans les tunnels ... 16
II.6.1. Modes de soutènement ... 16
II.6.2. Types de soutènements ... 17
II.6.2.1. Boulons d’ancrages ... 17
II.6.2.2. Cintres ... 17
II.6.2.3. Soutènement en béton ... 18
II.7. Prédimensionnement et choix de soutènement ... 20
II.7.1. Approche empirique ... 20
II.7.1.1. Méthode de Terzaghi ... 20
II.7.1.2. Méthode deLauffer ... 21
II.7.1.3. Méthode de Bieniawski ... 22
II.7.1.4. Méthode de Barton ... 23
II.7.1.5. Recommandations de l’AFTES ... 26
II.7.2. Méthodesanalytiques ... 27
II.7.2.1. Les méthodes analytiques élastiques ... 27
II.7.2.2. Les méthodes analytiques élasto-plastique ... 27
II.7.2.3. Les méthodes analytiques des blocs ... 27
II.7.3. Méthodes numériques ... 28
II.8.Conclusion………...28
Chapitre III : Etude géologique III.1. Introduction ... 29
III.2. Cadre géologique régionale de la région du tunnel ... 29
III.2.1. Formations du socle kabyle (domaine interne) ... 29
III.2.1.1. Socle Kabyle ... 29
III.2.1.2. Couverture sédimentaire ... 29
a) Dorsale kabyle ... 30
b) Formations de l’Oligo-Miocène Kabyle et les olistostromes ... 30
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III.2.2. Domaine des flysch ... 30
III.2.2.1. Flysch Maurétanien ... 30
III.2.2.2. Flysch Massylien ... 30
III.2.2.3. Flysch Numidien ... 31
III.2.3. Domaine externe : « Le sillon Tellien » ... 31
III.2.3.1. Séries Telliennes ... 31
a) Une série ultra-tellienne ou un domaine septentrional... 31
b) Une série méso-tellienne ou Domaine central ... 31
c) Domaine méridional ... 31
III.2.3.2. Séries de l’Avant pays ... 32
a) Unité néritique Constantinoise ... 32
b) Unités Sud sétifiennes ... 32
c) Unités des Sellaoua ... 32
III.2.3.3. Séries de l’avant pays autochtone ... 32
III.3. Géologie du site du Tunnel ... 32
III.4. Aspect structural de la région ... 38
III.5. Sismicité ... 39
III.6. Conclusion ... 39
Chapitre IV : Classification géomecanique de la masse rocheuse IV.1. Introduction ... 40
IV.2. Reconnaissance géotechnique ... 40
IV.3. Identification des familles des joints ... 43
IV.4. Caractérisation géomécanique des joints ... 47
IV.5. Classification géomécanique de la masse rocheuse du site de tunnel ... 49
IV.5.1. Système RMR (Rock Mass Rating) ... 49
IV.5.2. Système Q ... 51
IV.5.3. System GSI (Geological strength index) ... 52
IV.6. Conclusion………...53
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Chapitre V : Etude de stabilité et soutènement V.1. Introduction ... 54
V.2.Approche géométrique ... 54
V. 2. Approche empirique ... 55
V.2.1. Méthode de Terzaghi ... 55
V.2.2.Méthode de RQD ... 56
V. 2.3.Méthode de RMR89 ... 57
V.2.4. Méthode de Q ... 58
V.2.5. Méthode d’A.F.T.S ... 59
V.3. Analyse cinématique ... 60
V.3.1. Analyse cinématique au niveau de Section I ... 61
V.3.2. Analyse cinématique au niveau de Section I ... 63
V.5. Conclusion……….65
Conclusion générale………..………66
Liste des références………67
Annexe
Remerciements
Au terme de notre travail nous tenons à exprimer toute
notrereconnaissance à dieu qui nous a donné la santé, la volonté et le courage durantlesannéesd’études et pour accomplir ce travail.
Nous remercions aussi les membres de jury qui ont accepté d’évaluer notre travail
Nous tenons tout d’abord à exprimer toute notre gratitude et tout le respect à notreencadreurMonsieur. Kebab hamza pour sa
bienveillance, son soutien son encouragement
etsuggestionsquiontététrèsutilesde sa confianceetsurtoutde sagentillesexceptionnelle.
Nous adressons aussi nos sincères reconnaissances à tous les enseignants de L’Université Mohammed sedik ben Yahia Jijel, en particulier du département des sciences de la terre et du l’univers, pour leurs aides, soutiens et leurs conseils etàtoutepersonne quinousa
encouragéafinde termine ce travail.
A celle qui m’a donnée la vie et que ma vie n’est rien sans elle, À ma chère mère Malika, qui m’a soutenu d’amour et de bonheur ; Tout ce que je suis, je le dois à elle.
A mon cher pèreAbdELhamid l’homme le plus affectueux celui qui a tout donné Pour que je puisse arrivée à mon but qu’il ; trouve ici mes Remerciements les plus sincères.
Que dieu me les protège.
A mes frères walid et Mouhammed
Ames sœurs, Bouchra, Amani, Farida et ta petit belle fille Afnan A tous mes amis et collègues Sana, Ibtissam, Leila, Soumia Chahra et Souaad ; et Tous ceux qui m'ont aidé
A mes oncles Fodil, Boujemaa, et Tefaha
A mes tentes Akila, Hassina, Fatiha, Nadjat et surtout Soria A ma collège Nesrine et sa famille
A mon chère fiancé Ayoub et sa famille
SAMIHA
A celle qui m’a arrosé de tendresse et d’espoir, à la source d’amour
Incessible, à la mère des sentiments fragiles qui ma bénie par ces, ma vie, ma mère Dahbia
A mon support dans ma vie, qui m’a appris m’a supporté et ma dirigé Vers la gloire …mon père Salah
Remerciements les plus sincères Que dieu me les protège.
Amesfrères Fouad, Mohammed et Islam et leursfemmes Besma et Newel
Amessœurs, Souhila, Sihem,Monaetles de mes frères et leurs conjoints Nani, Mohammed et Daoud
A mes oncles,Foudil, Hamid, Ahcen, Mohammed et surtout mon oncle Rachid
A mes tentes Safia, Saliha, Yamina, lwiza, Hassina, Messika et Fatima
A tousmes amisWafa ,Amira et collègues Sana , Ibtissam etTous ceux qui m'ont aidé
A ma collège Samiha et sa famille
NESRINE
Université de M.S.B.Y -Jijel Master II GIG v
Liste des figures
Figure. I.1.Situation géographique du tunnel Bitube de Texenna………..3
Figure .I.2. Tunnel bitube de Taxanna (Google earth-36°39'48.28'' N, 5°45'46.82''E)……....4
Figure.I.3. Coupe transversale type du tunnel………...6
Figure .I.4.Le Tunnel finale dans le futur ………..6
Figure .II.1.La calotte et la stross de la section du tunnel de Texanna………...8
Figure.II.2.Cycle du creusement à l'explosif...10
Figure .II.3.Photo d’une machine ponctuelle …...10
Figure .II.4.Image de Creusement par tunnelier ..……….11
Figure .II.5.Principales fonctions d’un tunnelier ………..………12
Figure. II.6.Différents types de boulons d’ancrage ………...…...17
Figure. II.7 Photo des cintres métalliques ………...18
Figure. II.8. Photo de la Mise en place de béton projeté ……….…18
Figure. II.9.Revêtement par voussoirs en béton……….……19
Figure. II.10.Techniquesde la mise en œuvre du béton projeté……….………19
Figure. II.11.Principe de la méthode de Terzaghi………...20
Figure. II.12.Relation entre la portée active et stand-up time et la qualité de la masse rocheuse……….…21
Figure. II.13.Relation entre le stand-up time selon le système RMR……….….22
Figure. II.14.Relation entre le Stand -up- time et le RMR avec la portée du tunnel …….…….22
Figure. II.15.Stand-up time et le système Q ……….……..24
Figure.II.16.Classes de soutènement support selon le système Q ……….…25
Figure.II.17. Exemple des recommandations d’AFTES relatives à la couverture………...26
Figure.III.1.Position des différentes unités géologiques des Maghrébides………...29
Figure.III.2. Esquisse géologique de l’extrémité de la Petite Kabylie………...33
Figure.III.3. Carte géologique selon le tracé du tunnel ………..…34
Figure.III.4.Log lithostratigraphiquedu flysch massylien……….……..35
Figure.III.5. Coupe géologique parallèle à l’axe du tunnel ………..…………...35
Figure.III.6. Photos illustrant les phases de creusement du Tunnel de texenna………..36
Figure. III.7.Diagramme des pôles, des plans de stratification, pôles des plans de schistosité et des axes de replis de flans dans l’unité shisto-gréseuse………37
Figure. III.8. Carte d’intensités sismiques maximales observées dans le nord de l‘Algérie……….38
Figure. IV.1.Carte d’implantation des sondages……….40
Figure. IV.2.Coupe géologique le long du tunnel depuis le PK 24+ 800 au Pk 25+400………41
Figure. IV.3. Coupe géologique le long du tunnel depuis le PK 25+400 au Pk 26……….41
Figure. IV.4. Coupe géologique le long du tunnel depuis le PK 26 au Pk 26+800……….41
Figure. IV.5. Localisation des stations des mesures structurales……….42
Figure. IV.6. Les principales familles de la schistosité obtenues par le logiciel DIPS 6……...43
Figure. IV.7. Les principales familles des discontinuités obtenues par le logiciel DIPS 7…….44
Figure. IV.8. Limites des sections optées dans l’étude………49
Figure. IV.9.Estimation directe du GSI à partir du canevas de Marinos de 2011………...51
Figure. V.1.Estimation du temps de stabilité sans soutènement selon RMR89………..56
Figure.V.2.Estimation de soutènement selon Q (Grimstad& N Barton, 1993)………..…...57
Université de M.S.B.Y -Jijel Master II GIG vi Figure. V.3.Étude de stabilité du tunnel selon les remandations d’A.F.T.S………....58 Figure. V.4.Surfaces d’excavation estimée par l’analyse cinématique – Section I……...…..60 Figure. V.5.Combinaison entre les familles de joints F01, F04 et05 sur le canevas – Section I.60 Figure. V.6. Pressions exercées par les blocs rocheux auteur du tunnel– Section II…………....62 Figure. V.7.Combinaison entre les familles de joints F03, F04 et 05 sur le canevas –Section II………..………62
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List des tableaux
Tableau. I.1.Caractéristiques générales du tunnel bitube...
Tableau .II.1. Classification de la qualité des roches selon le RQD ………...
Tableau .II.2.Classification de la masse rocheuse selon RMR………...
Tableau. II.3. Classification de la masse rocheuse selon Q………...
Tableau. II.4.Qualité de la masse rocheuse en fonction du système GSI………...
Tableau. II.5.Classification de Terzaghi……….…...
Tableau. II.6.Directives en fonction de RMR pour le creusement et soutènement du tunnel de 10mselon RMR……….……...
Tableau. II.7.ESR pour divers types d'ouvrages souterrains……….………...
Tableau. IV.1.Les cordonnées des sondages réalisés……….…...
Tableau. IV.2.Résultats des essais de laboratoire………..………...
Tableau. IV.3.Familles dominantes de la schistosité au niveau de chaque station………...
Tableau. IV.4. Principales familles des discontinuités au niveau de chaque station…….…...
Tableau. IV.5.Les familles des joints dominantes recoupant la masse rocheuse du site de tunnel………...…...
Tableau. IV.6.Caractéristiques géométriques des joints au niveau du site de tunnel….…...
Tableau. IV.7.Evaluation la note des discontinuités/schistosités dans chaque station….…...
Tableau. IV.8.Notes d’ajustement des joints par rapports à l’orientation du Tunnel……...
Tableau. IV.9.Les notes finales de RMR le long du tracé du tunnel………...
Tableau. IV.10.Classification de la masse rocheuse du site de tunnel par le système Q…...
Tableau. IV.11.Qualité de la masse rocheuse selon GSI………...
Tableau. IV.12.Calcule du RMR89 sec……….……...
Tableau. IV.13.Classification de la masse rocheuse selon GSI………..…...
Tableau. V.1. Analyse stabilité du tunnel par analyse géométrique……….….…...
Tableau. V.2. Estimation de soutènement selon la méthode de Terzaghi…….…………...
Tableau. V.3.Notes finales de RQD, Q et RMR ……….………...
Tableau.V.4. Estimation de soutènement selon la méthode de Terzaghi ………...
Tableau. V.5 : Méthode de Terzaghi modifiée par Deere et al., 1970 celle de RQD…..…...
Tableau. V.6 :Estimation et choix de soutènement selon les notes de RQD………...
Tableau. V.7 : Temps stabilité sans soutènement selon le système RMR………...
Tableau. V.8 : Choix de soutènement selon le RMR89...
Tableau. V.9:Les données considérées dans l’analyse cinématique du tunnel…………...
05 14 14 14 16 21 23 24 39 40 45 45 46 47 48 49 50 50 51 52 52 53 54 54 55 55 56 56 57 59
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Tableau. V.10: Résultats d’analyse cinématique au niveau de la section I du tunnel ……...
Tableau. V.11: caractéristiques des types des soutènements proposées au niveau de la section I
………...
Tableau. V.12:Résultats d’analyse cinématique au niveau de la section I du tunnel……...
Tableau. V.13:caractéristiques des types des soutènements proposées au niveau de la section II………..…...
61 61 63 63
اهؤارجإ مت يتلا تايرفحلا رارقتسا ديدهت دح ىلإ لصت نأ نكمي يتلا هوشتلاو داهجلإا ةلاح يف تارييغت ىلإ ةيرخص ةلتك يف قفن رفح يدؤي نيب نم .
اذه يف .ناردجلا ةناتم نامضل اهذيفنت متيس يتلا ةماعدلا صئاصخو عون ديدحت رفحلا ءانثأ اهتجلاعم بجي يتلا لكاشلما بعصأ
،راطلإا ريوطت مت
خلإ ... يكرحلاو يبيرجتلاو ي سدنهلا ليلحتلا :قرط ةدع .
ءارجإ وه لمعلا اذه نم فدهلا فصو
ةطيحلما ةيرخصلا ةلتكلل يكيناكيمويجو يجولويج
،نميلأا ءزجلا،قفنلاب ةناسكتب
لا ةسارد لجأ نم ، رارقتس
نيب قفنلا عقي .بسانلما معدلا عون رايتخاو نييرتوملكلا نيتطقنلا
24،820 و 26،650 ىلع قيرطلا راسم قيرطلاب نجنج ءانيم طبري يذلا عيرسلا
سلا راي قرش - دلب ىوتسم ىلع برغ ي
عون نم ةيرخص ةلتك يف قفنلا رفح مت هنأ ةيجولويجلا ةساردلا ترهظأ .ةملعلا ة شيلف
رخص ىوتسم يف ،ايليسام
يلمرلا رجحلا Albo-Aptien.
لا تاعومجم ددعل ارظنرسكتلا ةدشب زاتمت ثيح.
تاراكسن لا ةساردلا اهتددح يتلا ةيبيكرت
ةئيدر ىلإ ةئيدر ةيعون تاذو ،
ادج ةثلاثلا ةيبيرجتلا ةمظنلأل ا ًقفو RMR89
و Q و GSI.
تايصوتل ا ًقفو ي سدنه :تابثلا ةسارد يف قرط ثلاث قيبطت مت Bienwski1989
، ًءانب ةيبيرجتلا
تافينصت ىلع Terzaghi
و RQD و RMR89 Q A.F.T.S.
ليلحتل جمانرب ةطساوب هؤارجإ مت يذلا يكرحلا Unwedge..
راشأ ت اهيلع لوصحلا مت يتلا جئاتنلا
تاهاجتا نأ ىلإ تاراسكنلا
ريغ م ةمئلا
،رفحلل نيب ام ةماعدلا بيكرت لبق تقولا ردقيو 30
نم طشن حطسل ةعاسو ةقيقد 1
ىلإ 2 يف .رتم
،ةياهنلا
عاونأ اهب ى صولما ةماعدلا لما تاذ يغاربلا يه
قمعب ةاسر 3
نم ةدعابتم ةيذلوف فايلأب ةاوقلما ةشوشرلما ةناسرخلا عم راتمأ 6
ىلإ 10 مس .
:ةيحاتفلما تاملكلا
،قفن Unwedge, Flysct
، راسكنا ،ةنسكات
Résumé
Le creusement d’un tunnel dans une masse rocheuse entraine des modifications de l’état de contrainte et de déformation pouvant aller jusqu’à mettre en cause la stabilité de l’excavation réalisée. Parmi les problèmes les plus délicats à aborder lors des creusements est de déterminer le type et les caractéristiques du soutènement à mettre en œuvre pour garantir la tenue des parois. Dans ce cadre, plusieurs méthodes développées : géométrique, empirique, analyse cinématique…etc.
L’objectif de ce travail est de réaliser une caractérisation géologique et géomécanique de la masse rocheuse encaissant du tunnel, tube droit, de Texenna, afin d’étudier la stabilité et de choisir le type du soutènement adéquat. Le tunnel se situe entre PK 24,820 et 26,650 sur le tracé de la pénétrante la pénétrante autoroutière qui relie le port de DjenDjen avec l’autoroute Est –Ouest au niveau de la ville d’El – Eulma. L’étude géologique a montré que le tunnel est creusé dans une masse rocheuse schisteuse gréseuse. Elle est très fracturée en vue du nombre de joints identifié par l’étude structurale, et de mauvaise à très mauvaise qualité selon les trois systèmes empiriques RMR89, Q et GSI. Trois méthodes sont appliquées dans l’étude stabilité : géométrique conformément aux recommandations de Bienwski 1989, empirique basé sur les classifications deTerzaghi, RQD, RMR89, Q et A.F.T.S et analyse cinématique effectuée par le logiciel Unwedge. Les résultats obtenus ont indiqué que les orientations des joints sont défavorables au creusement, dont le temps avant la mise en place de soutènement est estimé entre 30 minutes et une heure pour une surface active de 1 à 2m. Au final, les types de soutènement recommandés sont les boulons avec un ancrage de 3 m de profondeur avec un béton projeté armé par des fibres en acier espacés de 6 à 10 cm.
Mots clés : Tunnel, Unwedge, Flysch, Texenna, joint Abstract
The excavation of a tunnel in a rock mass leads to changes in the state of stress and deformation which can go as far as exposing the stability of the excavation carried out. Among the most difficult problems to tackle during excavations is determining the type and characteristics of the support to be implemented to guarantee the strength of the walls. Within this framework, several methods are developed: geometric, empirical, kinematic analysis… etc.
The objective of this work is to carry out a geological and geomechanical characterization of the rock mass surrounding the tunnel, straight tube, of Texenna, in order to study the stability and choose the appropriate type of support. The tunnel is located between PK 24,820 and 26,650 on the route of the penetrating the penetrating motorway which connects the port of DjenDjen with the East-West motorway at the town of El - Eulma. The geological study showed that the tunnel is excavated in a rock mass type massylian flysch, in the Albo-Aptien sandstone schist level. It is severely fractured in the offing the number of joints identified by the structural study, and of poor to very poor quality according to the three empirical systems RMR89, Q and GSI. Three methods are applied in the stability study: geometric according to the recommendations of Bienwski 1989, empirical based on the classifications of Terzaghi, RQD, RMR89, Q and A.F.T.S and kinematic analysis performed by the software Unwedge. The results obtained indicated that the orientations of the joints are unfavorable for excavation, the time before the installation of support is estimated between 30 minutes and one hour for an active surface of 1 to 2m. In the end, the recommended types of support are bolts with an anchor 3 m deep with shotcrete reinforced with steel fibres spaced 6 to 10 cm.
Keywords: Tunnel, Unwedge, Flysch, Texenna, joint
INTRODUCTION
GENERALE
Université de M.S.B.Y -Jijel Master II GIG 1 Introduction générale
Le creusement d’un ouvrage souterrain (galerie, tunnel) dans une masse rocheuse entraine des modifications de son état de contrainte et de déformation pouvant aller jusqu’à mettre en cause la stabilité de l’excavation réalisée, ou à provoquer des désordres intolérables dans elle et l’environnement de l’ouvrage lui-même.
Parmi les problèmes les plus délicats à aborder par le projecteur du tunnel la détermination du type et les caractéristiques du soutènement à mettre en œuvre pour garantir la tenue des parois (calcul du soutènement) et l’estimation des déplacements, déformations…etc. De ce fait et afin de prédire les effets induits dans le terrain l’ingénieur à recours à des études et des analyses approfondies pour assurer leur sécurité en minimisant les risques d’instabilités, tout en tenant compte des caractères propres des ouvrages souterrains (caractéristiques géo-mécaniques et géométriques) et des caractéristiques des masses rocheuses traversées par l’ouvrage. Dans ce cas-là, des méthodes (empirique, analytique, numérique) et des outils ont été développés ont pour objet l’évaluation des caractéristiques de soutènement et le dimensionnement des tunnels.
Afin de relier l’autoroute Est -Ouest aux différents pôles économiques (villes industrielles, zones industrielles, ports, aéroport...etc), et assurer également la fluidité entre les grands centres urbains, plusieurs projets des pénétrantes autoroutières sont lancés. Dans cette optique, au niveau de la wilaya de Jijel, un projet d’une pénétrante autoroutière a été lancé a pour but d’assurer la jonction du port de DjenDjen avec l’autoroute Est –Ouest au niveau de la ville d’El – Eulma. Le tracé de cette pénétrante passe par un relief montagneux accidenté au niveau de SW de la commune de Texenna, dont il est impossible de continuer la pénétrante en surface. De ce cadre, la solution optée est de passer la pénétrante en souterrain par la construction d’un tunnel bitube de longueur d’environ de 1.9 km situé entre PK : 24+818.545 – 26+648.352 pour le tube droit et entre le PK : 0+711.683 au PK: 2+593.879pour le tube gauche.
Cependant, l’objectif de notre travail est de réaliser une caractérisation géologique et géomécanique de la masse rocheuse encaissant du tunnel tube droit pour déterminer sa qualité quantitativement et qualitativement en utilisant trois systèmes empiriques de la classification géomécanique RMR89 (Bienwski, 1989), Q (1974) et GSI (Hoek et al, 1995) qui ont basé principalement sur l’étude des joints. Par la suite, afin de déterminer le comportement de la masse rocheuse lors l’excavation et de prédire également le type de soutènement adéquat, une étude de stabilité a été effectuée en utilisant des méthodes analytiques et empiriques basées principalement sur les résultats obtenus par les systèmes de la classification géomécanique et l’étude des joints.
Université de M.S.B.Y -Jijel Master II GIG 2
Pour atteindre l’objectif visé par notre travail, le mémoire est structuré suivant le plan ci- dessous :
Le premier chapitre, on fait une présentation du projet où on a déterminé la situation géographique du site du tunnel, ainsi leurs caractéristiques géométriques.
Le deuxième chapitre est consacré à une synthèse bibliographique sur les tunnels : types, méthode de creusements, type de revêtement et les méthodes utilisées pour étudier la stabilité du tunnel lors le creusement afin de prévoir les types de soutènement.
Le troisième chapitre, est destiné à l’étude géologique régionale et locale de la région d’étude dans laquelle on exploitait les résultats des travaux antérieurs réalisés comme les cartes, les coupes géologiques et lithologiques de la section du tunnel, ainsi on parlait brièvement sur l’aspect structurale (tectonique) et sismique.
Le quatrième chapitre on fait une étude structurale et géométrique des joints, afin de déterminer la qualité de la masse rocheuse, quantitativement et qualitativement, en utilisant trois systèmes empiriques de la classification géomécanique : RMR89 (Bienwski, 1989), Q (1974) et GSI (Hoek et al, 1995).
Le dernier chapitre est consacré à l’étude de stabilité du tunnel lors l’excavation afin de prédire le type de soutènement le plus convenable par l’utilisation des méthodes empiriques et analytiques basés sur l’étude des joints et la qualité de la masse rocheuse.
Nous terminions ce travail par une conclusion générale et des recommandations.
CHAPITRE I
PRESENTATION DU TUNNEL
Université de M.S.B.Y -Jijel Master II GIG 3 I.1. Introduction
La réalisation de la pénétrante autoroutière DjenDjen- d’El – Eulma nécessite la construction d’un tunnel au niveau des hauteurs de la ville de Texenna.
I. 2. Situation géographique du tunnel de Texenna
Le tunnel passe par le versant sud de Djebel Sendouh dans Sud-Ouest au niveau de la région d’Ain Esab qui se situe dans Sud -Ouest de la ville de Texenna. Cette dernière se situe à environ 28km de la ville de Jijel, elle est limitée par Kaous au Nord, Erraguene et Beni-Yadjis au Sud, Ouadjana, Emir Abdelkader à l’Est et Aouana, Selma BenZiada à l’Ouest (fig.1)
Fig. I.1Situation géographique du tunnel Bitube de Texenna A
)
B )
A : Extrait de la carte de Jijel 1/25000.
B : Extrait de la carte topographique de Texenna NJ-31-VI-42 Ouest.
Université de M.S.B.Y -Jijel Master II GIG 4 I.3. Caractéristiques géométriques générales du tunnel de Texenna
Le tunnel traverse le col de Texenna dans une zone extrêmement montagneuse faiblement boisée, dont elle est marquée un taux de population faibles, quelques maisons individuelles (Fig.
2).
Sur le plan technique, le tunnel de Texenna est un Bitube d’une longueur d’environ de 1,9 Km de direction NW-SE. Le tube droit (Est) se localise entre le Pk 24+818.545 et le PK26+648.352, et le tube gauche se localise entre le PK 0+711.683 – PK et le PK 2+593.879 pour le tube gauche (Ouest) du tracé de la pénétrante autoroutière DjenDjen - d’El – Eulma.
L’axe du tunnel suit un alignement droit sur environ 1170 m de longueur, et prend, par la suite, une courbe de 1000 m vers la gauche sur environ 660m. La couverture maximale du tunnel est de l’ordre de 270 m (A.N.A, 2013). Il est caractérisé par une élévation de 485 m, de pente longitudinale maximale sera de 2.5% à l’intérieur du tunnel (Fig. 2).
Fig. I.2: Tunnel bitube de Texenna (Google earth-36°39'48.28'' N, 5°45'46.82''E) Le profil en long du tunnel présente deux alignements droits et une pente maximale de 4%, du centre vers deux côtés. Il comporte quatre (4) communications inter-tubes, dont deux galeries pour véhicules (PK 25+502 et 26+254) et deux galeries pour piétons (PK 25+126 et 25+878).
Aussi, deux interruptions du terre-plein central (ITPC) à une cinquantaine de mètres environ des deux portails du tunnel, et ce afin d’assurer le basculement de la circulation en cas d’urgence.
Université de M.S.B.Y -Jijel Master II GIG 5
Les caractéristiques géométriques générales du tunnel, ainsi leurs annexes sont : 1) Trois voies dans chaque tube, d’une largeur de 3,50 m chacune
2) Une bande dérasée de 0,5 m de largeur de part et d’autre 3) Deux trottoirs de 0,75 m de largeur chacun.
4) Une hauteur de 12 m et une ouverture de 15 m.
Le gabarit minimal à dégager au niveau des voies, présente une hauteur de 5.25 m.
La disponibilité de l’espace au-dessus du gabarit permet l’installation des équipements du tunnel : éclairage, ventilation, signalisation routière, etc.
Des réservations sont retenues pour le passage des câbles (télécommunication et autres) des drains des bouches d’incendie et de l’équipement d’urgence.
Le tableau suivant comporte les caractéristiques géométriques du tunnel :
Tableau. I.1.Caractéristiques générales du tunnel bitube
Tunnel Tube Gauche (Ouest) Tube droit (Est)
Localisation PK 24+840 à 26+600 PK 24+780 à 26+580
Longueur (m) ≈ 1 760 ≈ 1 800
Portail Nord
Localisation PK 24+800à 24+840 PK 24+750 à 24+780
Largeur 40 m 30 m
Evaluation 477.2m 479.2 m
Portail Sud
Localisation PK 26+600à 26+630 PK 26+580 à 26+615
Largeur 30 m 35 m
Evaluation 483.40 m 483.40m
Longue totale incluant faux tunnel (m) 1 830 1865
Point haut 507.50 507.90
Pente longitudinale maximal 4.0 4.0
Hauteur de recouvrement maximal (m) ≈ 260 ≈ 260
I.4. Caractéristiques géométriques de la section du tunnel
La section du tunnel comporte un profil circulaire en voute et piédroit d’un rayon a l’intrados de 6.77 m. Elle se referme dans sa partie inférieure, sur un radier contre voute de 18m de rayon la jonction entre les deux rayons précités qui se fait par l’intermédiaire d’un profil circulaire de 1.0 m de rayon (ANA1, 2013).
1 ANA : Agence Nationale des Autoroutes
Université de M.S.B.Y -Jijel Master II GIG 6 Fig. I.3. Coupe transversale type du tunnel
I.5. Conclusion
Le tube de tunnel objet de notre étude est celui droit (est) qui se localise dans PK 24+780 à 26+580 sur le tracé de la pénétrante DjenDjen-EL-Eulma.
La photo de la figure suivante présente le tunnel bitube de Texenna à son état final dans le futur incha-allah.
Fig. I.4.Le Tunnel finale dans le futur (ANA, 2013)
CHAPITRE II
GENERALITES SUR LES
TUNNELS : CRUSEMENT ET SOUTENEMENT
Université de M.S.B.Y -Jijel Master II GIG 7 I.1. Introduction
Les ouvrages souterrains ne sont pas une découverte moderne, car l’histoire de leurs constructions remonte au temps où l’homme cherchait abri dans les cavernes naturelles ou dans les refuges et les couloirs souterrains qu’il creusait (Amara, 2018). L’utilisation du souterrain découle d’un manque d’espace à la surface et permet de construire à un emplacement où la construction en surface ne serait pas possible.
I.2. Tunnel : définition et histoire
Le mot tunnel vient du mot « tonnelle » évoquant la forme du tonneau. Il désigne un passage souterrain. Un tunnel se définit comme une galerie souterraine de grande dimension, destinée à livrer passage à une voie de communication. Il est utilisé dans le domaine des routes, des voies ferrées, des canaux et des métros.
Le tunnel peut passer à travers de certains obstacles naturels ou de construction existante, par exemples des massifs montagneux, des cours d’eau, des zones bâties, des voies existantes,
…etc.
La construction des tunnels peut être devenue très coûteuse lorsque le tunnel est long et traverse une roche dure ou friable. De plus, quelques accidents graves ont donné une image dangereuse sur les tunnels. Néanmoins, depuis les années 1970, la construction des tunnels s’est développée à la fois dans le domaine des aménagements hydrauliques et, surtout, dans le secteur des communications rapides.
I.3.Types des tunnels
Les types de tunnels peuvent être classés selon plusieurs critères : I.3.1. Selon leurs objectifs
Plusieurs types de tunnels peuvent être distingués
a) Les tunnels de communication : les tunnels ferroviaires, routiers, et de navigation …etc.
b) Les tunnels de transport tels que : adductions d’eau, galeries hydrauliques, égouts…etc.
c) Les tunnels et les cavités de stockage tels que : garages et parkings, stockages liquides …etc.
I.3.2. Selon leurs modes d’exécution
Plusieurs types de tunnels peuvent être distingués : les tunnels ou cavités construits à ciel ouvert ; les tunnels construits en souterrain à faible ou forte profondeur ; et les tunnels construits par les éléments immergés.
I.3.3. Selon leurs formes
Plusieurs types de tunnels peuvent être distingués
a) Les tunnels proprement dits et les puits qui sont des ouvrages à grand développement linéaire et dont la section est constante ou peu variable ;
Université de M.S.B.Y -Jijel Master II GIG 8 b) Les cavités aux formes plus ramassées et souvent moins régulières dans lesquelles aucune
des dimensions n’est prépondérante.
I.4. Méthodes de creusement des tunnels
Il existe quatre méthodes principales peuvent être utilisées dans le creusement des tunnels : traditionnelle à l’explosif, par attaque ponctuelle, par pré-découpage mécanique et creusement au tunnelier(Brice Karolos, 1991).Le choix de la technique de creusement dépend de plusieurs paramètres comme : la géométrie de l’ouvrage, les caractéristiques du terrain à creuser, les spécificités du site et de son environnement et les contraintes géologiques et hydrologiques (présence ou non de la nappe Phréatique). Généralement le creusement du tunnel dans un rocher, la méthode traditionnelle à l’explosif, et celle par attaque ponctuelle sont utilisées. Les autres méthodes sont utilisées dans les terrains difficiles et des conditions spéciales.
I.4.1. Méthode traditionnelle à l’explosif
Cette méthode est connue sous le nom de la méthode conventionnelle d’excavation. Pendant nombreuses années elle est la plus utilisée dans des roches de dureté moyenne à élever, et pour lesquelles un abattage manuel ou mécanique n’est plus envisageable, du point de vue technique ou économique (Amara, 2018). C’est celle méthode qui est utilisée dans le creusement du tunnel de Texenna.
La technique d’abattage s’effectue pour chaque volet d’avancement de manière cyclique dont la longueur varie selon le type de la roche. Il peut être en pleine section ou par section divisées, dont au maximum deux sections dites calotte (partie haute) et stross (partie bas)(voir Fig.1)
Fig. II.1.La calotte et la stross de la section du tunnel de Texanna (ANA 2013)
Université de M.S.B.Y -Jijel Master II GIG 9 La mise en œuvre de la méthode traditionnelle à l’explosif est faite selon huit étapes suivantes : plan de tir, foration, chargement de la voilée, tir, ventilation ou aérage, pure, marinage et gunitage ou béton projeté (fig. 02).
1) Plan de tir : C’est une étape obligatoire du cycle de creusement. Il consiste en un schéma de la voûte d’un tunnel sur lequel toutes les informations nécessaires sont placées pour le bon déroulement du tir comme : localisation des différentes mines et leur puissance (type de charges), les détonateurs utilisés ainsi que l’ordre d’explosion des charges et le temps d’écart. Cela permet de visualiser la séquence de tir des charges pour mieux l’adapter au terrain. Un chantier peut sur son parcours faire appel à différents plans de tir selon le type de roches rencontrées.
2) Foration : Après l’élaboration du plan de tir, les emplacements des charges sont creusés ainsi que le bouchon à l’aide d’un Jumbo
3) Chargement de la volée : Il existe différents types de mines, chaque type étant utilisé à des endroits différents du front de taille
a) Les mines d’abattage sont utilisées dans le bouchon. Ce sont des mines qui créent l’espace libre nécessaire au bon déroulement du tir.
b) Les mines de contours sont utilisées pour creuser les contours du front de taille.
c) Les mines de coins sont placées dans la partie basse du front de taille. Elles doivent former la voûte finale d’après le tir et c’est pourquoi elles ne sont déclenchées qu’à la fin.
4) Tir : Le tir ne se fait qu’après s’être assuré que tout le matériel et tout le personnel ont été évacués de la galerie. La sécurité est la règle primordiale.
5) Ventilation ou aérage : Après chaque tir, d’importantes quantités de gaz ou de poussières toxiques créées par l’explosion s’amassent dans le tunnel. La ventilation permet d’évacuer tous ces gaz avant de reprendre les travaux.
6) Purge : Après la ventilation, une machine spéciale appelée « pince à purger » est utilisée pour faire tomber les blocs de roche non stable. Elle est suivie du boulonnage, opération qui consiste à solidifier la voute de la galerie fragilisée par le tir.
7) Marinage : Il consiste à l’évacuation de tous les déblais occasionnés par le tir. Il se fait à l’aide de pelles mécanisées et de camions de remorquage.
8) Gunitage ou béton projeté : Après avoir évacué les déblais, on projette du béton sur la voûte afin de la rendre plus solide et de permettre aux travaux de continuer en sécurité.
Université de M.S.B.Y -Jijel Master II GIG 10 Fig. II.2. Cycle du creusement à l'explosif (Cherchali, 1993)
I.4.2. Méthode par attaque ponctuelle
Dans cette méthode les machines automatisées sont utilisées comme les machines à attaque ponctuel. Ces dernières sont montées sur un châssis en fonction du type d’outil d’abattage (Fig.3).Les machines sont classées en trois familles principales (Brinkgereve, Vermeer, 2003) :
1) Godet excavateur, ripeur ou brise-roche : machines haveuses non-rotatives.
2) Tête de havage à axe longitudinal : machines haveuses rotatives à axe longitudinal.
3) Tête de havage à axe transversal : machines haveuses rotatives à axe transversal.
Cette méthode est utilisée généralement dans :
a) Les roches tendres, pour les ouvrages de faible longueur (2 km maximum), où les systèmes à section complète (tunneliers)ne sont pas rentables
b) Les roches plus dures, en compétition avec l’usage d’explosifs.
Fig. II.3.Photo d’une machine ponctuelle (Hadia, 2018)
Université de M.S.B.Y -Jijel Master II GIG 11 I.4.3. Méthodes par pré-découpage mécanique (Méthode Perforex)
Le principe de cette méthode consiste à réaliser à partir du front de taille une saignée à proximité immédiate de l’extrados de 8 à 35cm d’épaisseur avant d’excaver à l’aide d’une sorte de tronçonneuse (Philippe et Michal, 1999). Dans cette méthode, l’excavation est procédée par volée de 2 à 4m de longueur, dont :
a) En terrain dur et stable : saignée de faible épaisseur puis excavation à l’explosif.
b) En terrain tendre mais cohérent : une saignée épaisse et remplie de béton (prévoûte).
I.4.4. Méthode de creusement au tunnelier (Tunnel Boring Machine TBM)
Ce mode de creusement est utilisé dans les terrains à faible résistance, quand le front de taille ne peut pas assurer l’équilibre des pressions hydrostatiques ou de la pression des terres sans soutènement. Dans ce mode le terrain est excavé en pleine section par des techniques mécanisées comme le tunnelier (fig. 4) (Autuori, Michel, 2014).
Fig.II.4.Image de Creusement par tunnelier (Sekiou, 2018)
Le tunnelier est une machine foreuse, qui est équipé par un bouclier mécanisé utilisé dans le creusement des tunnels d’une façon et, si nécessaire, la mise en place d'un revêtement à faible distance du front de taille, dont ce revêtement est considéré définitif. Dans certains cas il peut être complété par un anneau intérieur qui assure d'autres fonctions.
Donc le tunnelier est conçu pour réaliser une excavation souterraine, en perturbant le moins possible l’état d'équilibre naturel du terrain (Amara, 2018).Lors le creusement, le tunnelier se doit assurer les fonctions suivantes(fig. 5) :
1) Abattage du terrain en pleine section.
2) Soutènement du front de taille et des parois latérales lors de l’excavation : mise en place du revêtement.
3) Progression du bouclier par appui sur le revêtement mis en place
4) Evacuation des déblais à l’arrière de la machine et transport jusqu’aux installations de décharge.
Université de M.S.B.Y -Jijel Master II GIG 12 Fig.II.5. Principales fonctions d’un tunnelier (Amara, 2018)
I.5.Caractérisation géomécanique des masses rocheuses
La mécanique des roches a pour objet d’étudier le comportement mécanique des roches dans leur site naturel (Martin, 2012) et permet d'appréhender les problèmes qui peuvent se poser lors l'étude d'un projet de construction. Cependant, son étude nécessite une caractérisation de la matrice rocheuse, ainsi que celle des discontinuités (Boudraa et Kerroum, 2019).
I.5.1. Caractérisation de la roche intacte (matrice rocheuse)
Les propriétés physico-mécaniques de la roche intacte sont une source capitale dans la compréhension de son comportement dont la complexité est avérée.Elle sont une grande influence sur la stabilité des tunnels lors le creusement.
I.5.1.1. Caractéristiques physiques
Les propriétés physiques de la roche intacte, les plus importantes, à déterminer sont :la masse volumique, laporosité,l’humiditéetladureté,lateneureneau,moduledeYoung,altérabilité, l’abrasivité....
I.5.1.2. Caractéristiques mécaniques
Les propriétés mécaniques d’une roche intacte sont représentées par : la résistance à la compression uniaxiale, à la traction et au cisaillement (direct, simple et triaxial).
I.5.2. Etude de discontinuités
Toute masse rocheuse, quelle-que soit son histoire et sa localisation, possède des discontinuités. Celles-ci peuvent être prononcées, invisibles, cimentées ou bien ouvertes, mais elles existent.
I.5.2.1. Origines des discontinuités
En géologie les discontinuités sont regroupées par catégories (Barton et Al, 1974) :
Les diaclases : ce sont des fractures issues d’une rupture par compression, traction ou cisaillement. Les deux parties de la roche qui se sont constituées n’ont cependant pas bougé.
Université de M.S.B.Y -Jijel Master II GIG 13
Les failles : cesontdesfracturesidentiquesauxdiaclasesmaisquiontentraînéunmouvement relatif des deux parties de la roche encaissante.
Les plans de stratification : ce sont les joints séparant deux couches d’époques et de conditions de dépôt différentes.
La schistosité et la foliation : dans les roches métamorphiques, la forte compression perturbe et transforme l’organisation des minéraux internes.
Les fentes d’extension: Elles sont formées sous l'effet d'une traction qu'a subi le massif au cours des mouvementstectoniques.Ellessontsouventrempliesdecristallisationde calcite ou de quartz.
I.5.2.2. Paramètres géométriques des discontinuités
Les discontinuités sont toujours assimilées à des surfaces planes. Elles sont le résultat d'une ou plusieurs actions mécaniques que la masse rocheuse a subi au cours des on histoire tectonique. A chacune de ces actions, elle peut associer une ou plusieurs familles de discontinuités.
Généralement une discontinuité ou une famille de discontinuités est définie parles paramètres géométriques suivants (BoudraaetKerroum, 2019) :
1) Orientation : c’est la direction de la ligne d’intersection du plan de discontinuité et du plan horizontal, et par le sens et l'angle de pendage de la ligne de plus grande pente. Elle est représentée par la projection stéréographique, dont le nombre de familles de joints est identifié.
2) Persistance : est l’extension spatiale d’une discontinuité sur l’affleurement.
3) Espacement : est la distance moyenne perpendiculaire séparant deux joints 4) Fréquence : est définie comme le nombre de joints paramètre linéaire.
5) Ouverture : l’ouverture est l’espace qui sépare deux surfaces d’un joint.
6) Taille des blocs : contrôlé par l’espacement et la fréquence des joints.
7) Rugosité : mesure des irrégularités et des ondulations de la surface du joint relativement à son plan moyen.
8) Remplissage: c’est le matériau, solide ou friable, comblant le vide dans l’ouverture.
I.6. Classification géomécanique des masses rocheuses
La classification géomécanique consiste à quantifier la qualité de la masse rocheuse empiriquement par une note en utilisant une série de termes allant d’un très bon rocher à un rocher très médiocre. Plusieurs systèmes empiriques, tels que : RQD, RMR, Q, GSI…etc., ont été développé set utilisés en génie civile domaine minier pour caractériser les masses rocheuses
Université de M.S.B.Y -Jijel Master II GIG 14 fracturées, et ce, en se basant, en grande partie, sur l’étude des discontinuités et le comportement mécanique de la roche intacte.
I.6.1. Système RQD (Rock Quality Designation)
Le Rock Quality Designation (RQD) a été développé par Deer et al. (1967) afin de donner uneestimationquantitativedelafracturationinfluençantlecomportement de la masse rocheuse à partir de l’examen des carottes obtenues par les forages. Il est défini par la relation suivante :
RQD=𝛴 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑒𝑢𝑟 𝑑𝑒𝑠 𝑚𝑜𝑟𝑐𝑒𝑎𝑢 𝑖𝑛𝑖𝑡𝑖𝑎𝑙>10 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑒𝑢𝑟 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒 𝑑𝑒 𝑓𝑜𝑟𝑎𝑔𝑒 *100
La classification de la roche selon le paramètre RQD est donnée dans le tableau1 Tableau. II.1.Classification de la qualité des roches selon le RQD
RQD [%] Classes Description de la fracturation
>90 I Très bonne
90 à 75 II Bonne
75 à 50 III Moyenne
50 à 25 IV Faible
< 25 V Très faible
I.6.2. Système RMR (Rock Masse Rating)
Ce système a été créé dans les années 1970 par Beniawski. Des modifications ont été apportées sur ce système parle même auteur en1974 ;1976 ;1979et en 1989(Bienawski,1989).
Les versions 1976 et 1989 sont les plus utilisées.Le RMR89c’est une note qui traduit la « qualité
»du de la masse rocheuse, dont il résulte de la somme de six notes de caractérisation d’A1 àA5 et une note d’ajustement(A6) : RMR89=A1+A2+A3+A4+A5+A6
1) A1 : Résistance en compression uniaxiale de la roche intacte 2) A2: RQD (Rock Quality Index)
3) A3 : Espacement moyen des discontinuités
4) A4 : Condition des discontinuités (ouverture, persistance, rugosité...) 5) A5 : Les conditions hydrogéologiques du massif rocheux.
6) A6 (Ajustement) : Orientation des discontinuités par rapport aux directions représentatives du problème traité.
La classification de la qualité de la masse rocheuse selon la note finale du RMR comprend5classes de 20 points, dont la description varie de très faible à très bonnes qualité (voirtableau2).
Tableau .II.2. Classification de la masse rocheuse selon RMR (Deere, 1968).
Classes I II III IV V
RMR 100-81 80-61 60-41 40-21 <20
Description Excellente Bonne Moyenne Mauvaise Très mauvaise
Université de M.S.B.Y -Jijel Master II GIG 15 Le RMR permet également d’estimer des propriétés supplémentaires de la masse rocheuse comme le temps moyen de soutien, la cohésion et l’angle de friction.
I.6.3. Système Q (NGI : Norwegian Geotechnical Institue)
Ce système est introduit par Barton et al. en 1974, et il est développée pour prévoir le soutènement des excavations exécutées dans des terrains à contrainte horizontale élevée (Barton et al. 1974). La note finale du système Q est calculée comme suit
Q=𝑅𝑄𝐷
𝐽𝑛 .𝐽𝑟
𝐽𝑎.𝐽𝑤
𝑆𝑅𝐹
1) RQD (Rock Quality Designation) caractérise la qualité des carottes de sondage.
2) Jn (Joint set number) représente le nombre de familles de discontinuités.
3) Jr (Joint roughness number) représente la rugosité des épontes de la famille de discontinuité la plus défavorable en termes d’orientation.
4) Ja (Joint altération number) caractérise l’état d’altération des discontinuités.
5) Jw (Joint water réduction) est un facteur de réduction dû à la présence de l’eau dans lesjoints.
6) SRF (Stress Reduction Factor) est un facteur de réduction des contraintes dans le massif.
La note du système Q varie de 0.001 à 1000, dont la qualité la masse rocheuse est regroupée en9 classes (Tableau3) :
Tableau II. 3. Classification de la masse rocheuse selon Q (Barton et al. 1974).
Note du système Q Qualité de la masse rocheuse
400–1000 Exceptionnellement bonne
100 – 400 Extrêmement bonne
40 – 100 Très bonne
10 – 40 Bonne
4 – 10 Moyenne
1 – 4 Pauvre
0,1 – 1 Très pauvre
0,01– 0,1 Extrêmement pauvre
0,001 – 0,01 Exceptionnellement pauvre
I.6.4. Système GSI (Géological StrengtIndex)
Ce système est introduit par Hoek et al en1995 pour estimer la réduction de résistance du massif rocheux en différentes conditions géologiques. Il est déterminé empirique ment à partir d’un examen de l’état de la masserocheuseinsitu.Sanotevarieentre5et95(Tableau4).Ce système nous a permis d’estimer également les paramètres mécaniques de lamasse rocheuse par l’utilisation du critère de rupture de Hoek&Brown. On signale que ce système a été modifié par plusieurs auteurs dans le but de couvrir tous les types des masses rocheuses weak, flysch…etc.
Tableau. II.4. Qualité de la masse rocheuseen fonction du système GSI (Hoek et al, 1995)
