Etude de faisabilité des fondations du viaduc V15.7 Au PK 15+694-16+086, Liaison autoroutière port Djen-Djen_El-Eulma, Wilaya de Jijel

Mémoire de fin d’études

En vue de l’obtention du diplôme : MasterAcadémique en Géologie Option : Génie Géologique

Thème

Membres de Jury Présenté par:

Président : RouikhaYoucef Amimour Rachida Examinateur : Kherrouba Hassiba Benaziza Amina Encadrant : M ^me Illas Chahra

Année Universitaire 2015-2016

Numéro d’ordre (bibliothèque) ……….

يلك ـ ع ت ـــــ طلا مول ـــ عيب ـ حلا و ت ــــــ ةاي

سق ــــــ :ن ىوكلا 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 faisabilité des fondations du viaduc V15.7 Au PK 15+694-16+086,

Liaison autoroutière port Djen-Djen_El-Eulma, Wilaya de Jijel

Remerciements

Nos remerciements s’adressent tout d’abord à Dieu le tout puissant de nous avoir donné tous ce que nous possédons et de nous avoir guidé vers le chemin du savoir

Au terme de ce travail, nous tenons à exprimer notre profonde gratitude et nos sincères remerciements à Mme. Illas Chahra, enseignante au département des Sciences de la Terre et de l’’Univers d’avoir accepté de nous encadrer, pour son

aide, ses précieuses recommandations, et pour sa disponibilité durant toute la période de notre travail.

Nous remercions tous les enseignants du département, qui nous ont fourni durant nos années d’études les outils nécessaires à la réussite. Nous tenons à remercier spécialement Mr. Rouikha.Y pour son aide et Mr. Benzaid R. pour son

soutien.

Nous tenons aussi à remercier vivement les membres de jury qui ont accepté de juger notre travail.

Nous terminons par remercier toute personne qui a contribué de près ou de loin à l’élaboration et la réalisation de ce travail.

Amina et Rachida

Avec un énorme plaisir, un cœur ouvre et une immense joie, que je dédie mon travail

A mes chers parents ma mère et mon père Pour leur patience, leur amour, leurs soutiens et leurs

encouragements

A mes frères et mes sœurs et toute ma famille chacun à son nom Et spécialement a mon petit neveu « Ayoubi »

A mes amies et mes camarades

Et en particulier à ma collègue de travail Rachida

Ainsi à toutes personnes qui m’ont encouragé et nous aaidé au long de mes études

A toi…………Sid ali

Benaziza Amina

Avec un énorme plaisir, un cœur ouvre et une immense joie, que je dédie mon travail

A mes chers parents ma mère et mon père Pour leur patience, leur amour, leurs soutiens et leurs

encouragements

A mes frères et mes sœurs et toute ma famille chacun à son nom A mes amies et mes camarades

Et en particulier à ma collègue de travail Amina

Ainsi à toutes personnes qui m’ont encouragé et nous a aidé au long de mes études

A toi…………Boualem

Amimour Rachida

Introduction générale………1

Chapitre I : Généralité I. Cadre géographique du site ... 2

I.1.Situation géographique du site de projet étudie ... 2

I.2- Climat ... 3

I.3- Végétation ... 3

I.4- Orographie ... 3

I.5-Réseau hydrographique ... 5

I.6- Sismicité ... 5

Chapitre II : Cadre géologique local I. Caractéristiques lithologiques de la région étudiée ... 7

II. Principales formations du bassin néogène de la région étudiée ... 7

II.1.Description lithologique des différents termes ... 9

II.1.1. Les dépôts du quaternaire ... 9

II.1.2. Les formations Post-nappes ... 9

II.1.2.1 Les formations du Pliocène ... 9

II.1.2.2 Les formations du Miocène supérieur (Tortono-Messinien) ... 10

II.2.3. Les formations de l’Oligo-Miocène Kabyle (OMK) et la Molasse Olistostromique : ... 10

II.2.3.1. La Molasse d’âge Aquitano-Serravallien ... 10

II.2.3.2 L’Oligo-Miocène Kabyle (OMK) d’âge Oligocène supérieur ... 11

III. Géologie du site ... 13

Chapitre III : Synthèse hydroclimatologique

I. Introduction ... 16

II. Hydro-climatologie ... 16

II.1. Climat ... ………16

II.1.2.Analyse des paramètres climatiques ... 17

II.1.2.1. Précipitations ... 17

II.1.2.2. Température de l’air ... 18

II.1.2.3. Evaporation ... 19

II.2.Relation températures – précipitations ... 20

II.3.Indice d’aridité ... 21

II.4.Bilan hydrologique ... 22

a-Approche du bilan hydrologique ... 22

b-Calcul de l’évapotranspiration potentiel le (ETP) ... 23

c-Calcul de l’évapotranspiration réelle (ETR) ... 23

Ruissellement (R) ... 26

 Infiltration (I) ……… 26

Chapitre IV : Etude géotechnique I. Introduction ………...28

II. Description du projet ... 28

III. Moyens de reconnaissances géotechniques ... 28

III.1.Essais in situ ... 28

III.2.Essais au laboratoire ... 34

III.2.1. Essais physiques ... 34

III.2.2. Essais mécaniques ... 41

III.2.3. Analyses chimiques ... 42

IV. Calcul de la capacité portante des fondations profondes ... 43

IV.1. Méthodes de calcul de la capacité portante d'un pieu foré ... 44

IV.1.2. Exemple de calcul de la capacité portante d’un pieu foré isolé (Sondage 02 pile 01) ... 48

IV.1.3. Comportement des groupes de pieux ... 53

IV.1.3.1. Modification du comportement d’un pieu par l’effet de groupe ... 54

IV.1.3.1.1. Modification de la capacité portante sous sollicitation axiales ... 54

IV.1. 3.1.2. Calcul de la charge limite du groupe pour le projet étudié ... 56

IV.1.3.1.3. Exemple de calcul de la charge limite du groupe de pieux au niveau de sondage N°02 ... 56

IV.2. La capacité portante d’un pieu foré isolé à partir de l’essai SPT ... 59

IV.2.1. Principe de calcul de la force portante ... 59

IV.2.2. Coefficient de sécurité ... 63

IV.2.3. Exemple de calcul de la capacité portante d’un pieu foré isolé au niveau de la culée N°01 (côté de Djendjen) : ... 63

IV.3. Méthodes de calcul de la capacité portante d'un pieu foré à partir de l’essai préssiométrique ... 66

IV .3.1.La capacité portante de fondations profondes... 66

IV.3.2. Exemple de calcul de la capacité portante d’un pieu foré isolé par l’essai pressiométrique LCPC ... 70

V. Méthode de calcul des tassements des pieux ... 72

V.1.Tassement d’un pieu isolé ... 72

V.2. Tassement d’un groupe de pieux ... 73

V.3. Calcul du Tassement d’un groupe de pieux ... 74

Conclusion générale et recommandations……….………78

Références Bibliographiques

Ce projet de fin d’études s’inscrit dans la dynamique d’étude géotechnique, de conception et de dimensionnement des fondations profondes d’un ouvrage d’art, cas du viaduc au PK 15.7 au niveau de la commune de Kaous.

Le but de ce travail est de montrer les différentes méthodes de dimensionnement des fondations profondes, basées sur la détermination de la pression limite et la capacité portante du sol à partir des formules statiques et les résultats de l’essai S.P.T et celle du préssiomètre.

Cette étude trouve son importance dans le dimensionnement des fondations profondes, car elle permet un choix judicieux des essais à réaliser et de la méthode de calcul à utiliser.

Les résultats de calcul géotechnique obtenus à savoir le dimensionnement des fondations profondes, les calculs de la charge limite par les formules statiques et préssiométriques, sont plus importants que ceux calculés par la méthode de l’essai S.P.T (au niveau de la pile N°01).

Aussi, les résultats de la charge limite d'un pieu calculés par les formules statiques sont plus grands que les résultats de la charge limitent par la méthode LCPC, malgré la différence dans la fiche de pieu.

Enfin, le calcul du tassement d’un pieu isolé et d’un groupe de pieux par les formules statiques de Frank et Meyerhof des différentes piles sont légèrement faibles et en majorités acceptables.

Mot clés : Kaous, Viaduc, préssiomètre, dimensionnement, capacité portante, pieu, tassement.

1

Introduction générale

La conception des ponts est en constante évolution grâce à l’emploi de matériaux aux performances évoluées et au développement de méthodes de construction apportant de nouvelles solutions aux problèmes posés par le franchissement d’obstacles de dimensionnement par des moyens de calcul permettant d’établir des modèles numériques des comportements des ouvrages les plus complexes.

La fondation se trouve être la partie la plus importante d’une construction, elle a pour rôle de supporter et de transmettre les charges et de superstructure au sol d’assise. Ainsi pour une bonne tenue d’ouvrage le sol doit être en mesure de supporter les charges qui lui sont transmises. Pour certain type d’ouvrage et de sol, les fondations superficielles ne sont pas efficaces et le recours aux fondations dites profonds est donc nécessaire.

Pour le dimensionnement des types de fondation plusieurs méthodes de calcul ainsi que plusieurs essais ont été utilisés pour déterminer les caractérisations géotechniques du sol.

Dans ce projet, nous nous sommes intéressés à la réalisation d’un ouvrage d’art (viaduc V 15.7 se développe entre Pk 15+694 et Pk 16+086 ; surmontant l’Oued Mencha à proximité de la localité de Sidi Bourouh).

Notre démarche s’est basée sur les méthodes de reconnaissances géologiques et géotechniques d’une part et sur les modes de conception et de calcul d’autre part. Pour le calcul de dimensionnement, on définit le type de fondation et les piles sélectionnées ainsi que le dimensionnement des éléments de la fondation, de calcul du tassement et la vérification de la capacité portante du sol à supporter la superstructure qui sera réalisée sur des fondations sur pieux.

Notre manuscrit est organisé en quatre chapitres de la manière suivante : - Introduction Générale

- Chapitre I : Généralités

- Chapitre II : Cadre géologique local

- Chapitre III : Synthèse hydro-climatologique - Chapitre IV : Etude géotechnique

- Conclusion Générale et recommandations

Chapitre I

Généralités

2

I. Cadre géographique du site

I.1.Situation géographique du site du projet étudié

Le site de notre étude se situe dans la zone dite Sidi Bourouh surmontant l’Oued Mencha commune de Kaous. Cette dernière est située à environ 8 Km au Sud-Est de la ville de Jijel chef-lieu de la wilaya. Cette dernière s’étale sur superficie globale de 2398.69 Km ² . Elle recouvre une superficie de 51.92 Km ² .

Elle est limitée administrativement par les communes suivantes :

- Au Nord par la commune de Jijel ; -Au Sud par la commune de Texenna ;

-A l’Est par la commune d’Emir Abdelkader ; -A l’Ouest par la commune d’El Aouana.

Figure 1. Localisation du site la région étudié

(Extrait de la carte topographique de Texenna NJ-31-VI-4 EST au 1/25.000)

3

La commune de Kaous est située dans un espace physique appelé bassin de Jijel ; et à proximité des axes de communication important qui sont la R.N 43, la R.N 77, ainsi que les chemins de la wilaya 150 et 135 qui la relie aux autres communes de la wilaya.

I.2.Climat

La région d’étude fait partie de la wilaya de Jijel, cette dernière est considérée parmi les régions les plus pluvieuses d’Algérie, elle est caractérisée par un climat méditerranéen, pluvieux et froid en hiver, chaud et humide en été.

Les températures moyennes saisonnières sont de 23.84 C° en été, et de 12.25 C° en hiver.

Les précipitations d’eaux annuelles varient entre 1000 et 1200 mm/an, et de ce fait cette région est classée parmi les zones les plus arrosées de l’Algérie. Elle révèle un potentiel hydrique très important. Ce potentiel hydrique se manifeste par l’émergence de nombreuses sources d’eau.

I.3.Végétation

Le secteur d’étude est dépourvu de la végétation sauf des arbres et des arbustes localisés par endroit.

I.4.Orographie

La wilaya de Jijel est caractérisée par un relief montagneux .bien que l’altitude moyenne soit comprise entre 600m à 1000m, on distingue principalement deux régions physiques :

 Les zones plaines

Situées au nord, le bassin de Nil-Djen djen, les vallées de Oued Kebir, Oued Boussiaba et les petites plaines de Oued Z’hor.

 Les zones de montagnes

Elles constituent l’essentiel du territoire de la wilaya (82%) et sont composées de deux groupes :

-Groupe1 : zones moyennes montagnes situées dans la partie littorale centrale de la wilaya,

caractérisée par une couverture végétale très abondante et un réseau hydrographique

important.

4

-Groupe 2 : zones de montagnes difficiles situées à la limite sud de la wilaya, elles comportent les plus hauts sommets de la wilaya dont les principaux sont : Tamesghida 1600 m, Tababour 1500 m Bouazza 1490 m et Sedat 950 m.

Le reste du territoire de Jijel, est représenté par des dépressions intra-montagneuses et littorales comblées par des dépôts néogènes, alluvions et cordons sableux.

Figure 2. Carte des reliefs de la région d’étude

Figure 3. Morphologie de la région dans le tronçon analysé

5 I.5.Réseau hydrographique

La région d’étude est caractérisée par un réseau hydrographique assez important en relation surtout avec la lame d’eau précipitée durant l’année.

Ce réseau est représenté par différents drains, alimentés surtout par les sources résurgentes et les ruissellements superficiels en liaison surtout avec la fonte des neiges des reliefs élevés. Au niveau de la région de Kaous les eaux de surface s’écoulent de manière très aléatoire. Les lignes de partage des eaux de surface occupent la partie centrale de Kaous, les eaux s’écoulent du Sud vers le Nord, de l’Est vers l’Ouest et d’Ouest vers L’Est.

 Les principaux cours d’eau :

-L’Oued Mencha : il prend sa source dans le massif d’El-Ma el-Bared dans le massif de Texenna et se jette en mer Méditerranéen.

-L’Oued Bouradjah : il forme la limite orientale Est et qui délimite la commune de Kaous et L’Emir Abdelkader et prend sa source dans les versants Nord de Texenna. Ce dernier devient confluent avec celui de Mencha qui traverse la commune en sa partie Est, au niveau Machouk au Nord de C.W.135, pour ensuite continuer sa course jusqu’à la mer, en traversant la commune de Jijel sur longueur d’environ 01km.

-L’Oued Bouchmat : ou convergent les eaux pluviales du versant de Chaddia conflue avec l’Oued Bouradjah.

-L’Oued Kissir : il forme la limite occidentale de la commune de Kaous, il conflue avec Oued Tekielt, et prend également sa source dans le massif d’El-Ma el-Bared dans le massif de Texenna.

Ces oueds coulent dans le sens S-N et se jettent dans la mer. A signaler également l’existence

d’un réseau de chaabats plus ou moins importantes réparties à travers le territoire de la

commune déversant leurs eaux dans ces oueds.

6

Figure 4. Les principaux cours d’eau (Benarab.S et Bouhnna.K 2016)

7 I. 6.Sismicité

Le Nord de l’Algérie est connu pour son intense activité sismique. Elle est essentiellement marquée par des séismes superficiels qui causent des dégâts considérables dans la zone épicentrale. A titre d’exemple, le violent séisme, du 21 mai 2003, de Boumerdès, de par son intensité, à causer des dégâts matériels et des pertes humaines considérables.

Selon le RPA (2006), cinq zones sont définies en Algérie en fonction de leur activité sismique croissante (figure I.3) :

Zone 0 : sismicité négligeable Zone I : sismicité faible ; Zone II- a : sismicité moyenne ; Zone II- b : sismicité élevée ; et Zone III : sismicité très élevée.

La région de Jijel est classée dans la zone de moyenne sismicité (zone II-a).

Figure 5. Carte sismique de l’Algérie selon le RPA version 2006

Chapitre II

Cadre géologique local

7

I. Caractéristique lithologique de la région étudiée

La région de Kaous fait partie du bassin néogène de Jijel. Ce bassin forme une vaste dépression comblée par des dépôts mio-plio-quaternaire bordée au Nord par la mer méditerranée, au Sud par les massifs montagneux de Beni-Khatab (Texenna), à l’Est par l’arête montagneuse de Beni-afeur (Seddat), et à l’Ouest par les massifs montagneux de Bouhanach, Guerrouch (El-Aouana).

II. Principales formations du bassin néogène de la région étudiée

 Les dépôts du quaternaire

 Les formations Post-nappes :

 Les formations du Pliocène

 Les formations du miocène supérieur (Tortono-Messinien)

 Les formations de l’Oligo-Miocène Kabyle (OMK)

 La molasse d’âge Aquitano-Serravallien

 Faciès à caractère numidien

 Faciès à caractère massylien

 Faciès à caractère maurétanien

 Faciès à caractère gréso-micacé

 Faciès à caractère tellien

 L’Oligo-Miocène Kabyle : d’âge oligocène-sup grés micacés

 Substratum : Socle Kabyle effondré.

8

Figure 6. Carte géologique de la Petite Kabylie [Extrait de la carte structurale de la chaîne Alpine d’Algérie orientale et des confins Algéro-Tunisiens au 1/500 000]

(Vila, 1980)

9 II.1.Description lithologique des différents termes II.1.1. Les dépôts du quaternaire

Les dépôts récents datant du quaternaire sont représentés dans la région de Jijel-Kaous par plusieurs faciès généralement à caractère détritique. Les recouvrements les plus vastes occupent les zones basses, comme le littoral de la ville de Jijel, les berges des cours d’eau importants comme l’Oued Kissir ainsi que le lit de l’oued Mencha ou les terrasses récentes constituent de vastes plaines alluviales cultivables. On distingue trios types essentiels de dépôts quaternaires :

 Colluvions : formés d’éléments anguleux de nature gréseuse, de taille centimétrique à métrique avec une forme allongée emballée dans une matrice argilo-limoneuse avec une épaisseur faible forment des reliefs variant de 0.5 à 4m. et couvrant la totalité des pentes de la commune. Ils affleurent en amont et en aval des Oueds, ainsi que le relief gréseux à l’Ouest de la région, entre les deux Oueds Kissir et Tekielt.

 Les terrasses récentes : ce sont des dépôts essentiellement gréseux, à granulométrie grossière constituants les berges des cours d’eau et les plaines alluviales cultivables.

Sur le plan lithologique, on distingue deux types de dépôts caractéristiques de ces terrasses.

 Alluvions actuelles : des dépôts grossiers formés de tout venant et éboulis, brèches, sables grossiers jaune mal classé longeant les cours d’eau actuel comme : Oued Mencha, Tekielt, Kissir, Djen-Djen et Bourajah.

Transversalement à ces cours d’eau, on retrouve des dépôts alluvionnaires récents : ils sont plus fins et formés des terres limoneuses cultivables riches en matière organique.

II.1.2. Les formations Post-nappes II.1.2.1 Les formations du Pliocène

Elles sont représentées par des dépôts marneux à la base (marnes jaunâtres à passées gréseuses), et au sommet des conglomérats grossiers polygéniques à matrice limono-argileuse rougeâtre.

Ces formations recouvrent de larges territoires entre l’Oued Mencha (Beni Ahmed) et l’Oued

Bouradjah (Kaous Est).

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Ces conglomérats reposent généralement sur les marnes bleues Post-nappes d’âge Tortono- Messinien. Ces dépôts affleurent sur un vaste territoire dans la région Sud de Kaous Chadia II.1.2.2 Les formations du Miocène supérieur (Tortono-Messinien)

Elles sont représentées par des marnes bleues à miches calcaires, au sommet on rencontre des bancs décimétriques de grés calcaires grisâtres à jaunâtres.

Leur épaisseur de ces dépôts marneux dépassent les 300 m et recouvrent la quasi-totalité des zones Sud de Jijel et la région d’El Emir Abdelkader et Beni Ahmed. (Djellit, 1987)

Ces marnes sont fortement ravinées par l’érosion.

II.2.3. Les formations de l’Oligo-Miocène Kabyle (OMK) et la Molasse Olistostromique : II.2.3.1. la Molasse d’âge Aquitano-Serravallien

Les olistostromes sont des formations Tectono-sédimentaires de nature, de taille et d’âge variés noyées dans une matrice argilo-marneuse légèrement micacée jaunâtre parfois grisâtre La majeure partie de ces unités provient de la dilacération des flysch Crétacé-Eocénequi ont glissé dans le bassin en phase de comblement (glissement aquatique)

Elle couvre une grande partie du territoire de la commune de Jijel El-Aouana-Oudjana, et le Nord de Texenna

 Les différents faciès molassique sont :

 Faciès à caractère Numidien :

Généralement le flysch numidien occupe une position structurale la plus haute dans l’édifice Alpin. Ce flysch comporte de bas en haut :

 Des argiles colorées dites « argile sous numidiennes » de teinte verte, rouge ou violacée à tubotomoculum d’âge Oligocène supérieur.

 Des grés numidien en banc épais, à grains hétérométriques, et à dragées de quartz datés Aquitanien à Burdigalien inférieur (Durand Delga, 1955).

 Le sommet se termine par des silexites dont la partie supérieure atteint le

Burdigalien basal (Bouillin, 1977 et Lahonder 1979).

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Le flysch numidien est attribué en partie à l’Aquitano-Burdigalien (depuis la base des grés aux argiles à silexites). Les argiles sous numidiennes sont en effet azoïques.(Bouillin, 1977).

 Faciès à caractère Massylien

Il est caractérisé essentiellement par des alternances de petits bancs de quartzites et d’argile schistosés à aspect chaotique, des microbrèches à éléments calcaire et ciment pélétique et des marnes allant du Néocomien à l’Albien supérieure (Raoult, 1969), présent sous forme de blocs ( olistolites).

 Faciès à caractère Maurétanien

Ce terme a été proposé pour la première fois par (Gélard, 1969).Le flysch Maurétanien comporte des terrains allant du Néocomien au Lutétien. Il comporte de bas en haut :

 un préflysch calcaire du Tithonique-Néocomien constitué d’une alternance de marnes grises et de turbidites calcaire.

 Un ensemble d’environ 300m de grés homométriques à cassure verte (flysch de Guerrouch) attribué à l’Albo-Aptien.

 Localement, des phtanites rouges et blancs du Cénomanien supérieure.

 Un Sénonien microbrèchique, des microsbrèches à ciment spathique riche en quartz détritique, et parfois des microconglomérats du Sénonien.

En fin, au sommet des conglomérats puis des grés micacés Tertiaire (Eocène à l’Oligcène).

(Gélard, 1969) présent sous forme d’olistolites dans le bassin.

 Faciès à caractère Gréso-Micacé (Nummulitique II)

Il est constitué de plusieurs termes allant de bancs gréseux micacés métrique à pluri métriques couleur brun tabac et d’une alternance centimétrique à décimétrique des grés et de pélites micro-plissé et au sommet un terme a tendance pilitique noir grisâtre. Il affleure au Sud de Jijel sous forme de klippe formant le Djebel Talouda Sidi Saïd, Bouyouder et leur prolongement Nord-Est.

 Faciès à caractère Tellien

Le faciès tellien représenté par des olistolites à caractère argileux rougeâtre noyé dans la

molasse.

12

II.2.3.2 l’Oligo-Miocène Kabyle (OMK) d’âge Oligocènes supérieur

Ces dépôts représentent la première transgression marine sur le socle Kabyle resté émergé durant tout le Mésozoïque et sur lequel il y repose en discordance

L’Oligo-Miocène Kabyle est constitué par des formations détritiques comportant trois termes (Bouillin, 1977)

 Un terme de base, formé de conglomérats grossiers polygénique reposant en discordance sur le socle Kabyle et remaniant des éléments de celui-ci.

 Un terme médian, comportant des grés lithiques micacés à débris de socle associés à des pélites micacées jaunâtre.

 Un terme sommital formé de marne jaunâtre et des silexites.

Ces grés affleurent uniquement dans la zone côtière de Jijel plage de 2 ^ème Km.

Remarque

Le substratum du bassin de Jijel dont fait partie de la région de Kaous est caractérisé par le

socle Kabyle (métamorphisé, faillé et effondré).

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Figure 7. Colonne litho-stratigraphique schématique établie par Durand Delga, (1955) et par Djellit (1987) ; légèrement modifié.

III. Géologie du site

Les formations géologiques concernant le site de notre viaduc V15 sont :

- Des dépôts Quaternaires : alluvions actuelles et récentes de L’Oued Mencha ;

généralement caractérisé par des sédiments fins, argilo-limoneux ou sablo-limoneux,

avec un niveau plus grossiers (blocs et galets arrondis et enrobés dans une matrices

graveleuse et sableuse), très abondants en particulier dans les oueds principaux.

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Figure 8. Les alluvions d’oued Mencha au niveau du viaduc

- Substrat rocheux-Miocène : Miocène marin ; se caractérise principalement par les marnes bleus ou grises fossilifères passant en surface aux argiles marneux verdâtres ou jaunâtres en raison d’un profil d’altération de nature argileuse bien développé selon les secteurs et qui peut atteindre une épaisseur supérieure au 15m. Intercalations de grés grossiers sableux et graviers, peuvent être rencontrées dans la série sédimentaire marneuse.

Figure 9. Photos illustrant les formations marneuses au niveau du site du projet.

15

Figure 10. Coupe géologique au niveau de la région de Sidi Bou Rouh (réalisé par Rouikha.Y, 2016)

Figure 11. Colonne litho-stratigraphique au niveau du site étudié (réalisé par Rouikha.Y,

2016)

Chapitre III

Synthèse hydro-climatologique

16

I. Introduction

Les reconnaissances de l’hydrogéologie et l’hydrologie appliquées aux études du génie géologique sont des disciplines indispensables pour compléter les études et reconnaissances géotechniques et reconnaitre plus précisément les propriétés mécaniques des sols et leur comportement vis-à-vis de leur saturation en eau.

Figure 12. Délimitation du sous-bassin versant de l’oued Mencha de Kaous (Extrait de la carte Srtm_38_05 au 1/25.000).

II. Hydro-climatologie

II.1. Climat

La région de Jijel fait partie du littoral Est-Algérien, elle est caractérisée par un climat méditerranéen avec des hivers humides et pluvieux et des étés chauds.

Pour les informations sur le climat de la zone étudiée, nous nous basons sur des données

météorologiques recueillies au niveau de la station du barrage d’El-Agrem (ANRH, Jijel).

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Figure 13. Carte pluviométrique de la wilaya de Jijel (ANRH, 1996).

II.1.2.Analyse des paramètres climatiques :

Les conditions climatiques jouent un rôle principal dans la détermination de la chimie des eaux (superficielles et souterraines). Parmi les facteurs hydro-climatologiques, nous étudions la pluviométrie, la température du l’air et l’évaporation à partir des données des périodes récentes qui s'étalent de 2005 au 2015 pour la station d'El-Agrem (Agence Nationale des Ressources Hydrauliques).

II.1.2.1.Précipitations

L’examen de l’évaporation mensuelle des précipitations durant la période du 2005 au 2015

(figure ci-dessous), montre que les quantités de pluies les plus élevées sont enregistrées durant

l’hiver et que les précipitations minimales sont observées en été.

18

Tableau 1. Précipitations moyennes mensuelles durant la période 2005-2015 Station du Barrage El-Agrem.

Saison Automne Hiver Printemps Eté Annuelle

Mois Sep Oct Nov Déc Jan Fév Mar Avr Mai Jui Juil Aou

1153,69 p

(mm)

74.93 117.91 162.39 193.93 143.16 167.27 140.29 71.27 43.73 13.11 1.09 12.14

118.41 168.12 85.09 8.78

La valeur maximale saisonnière de précipitations est observée à l’hiver avec une valeur de 168.12mm, tandis que la valeur minimale est observée en été avec une valeur de 8.78mm.

Figure 14. Réparation mensuelle des précipitations enregistrées à la station du barrage El- Agrem de la période (2005-2015)

II.1.2.2. Température de l’air

La température de l’air est un facteur qui a une grande influence sur le bilan hydrologique du fait de son impact sur le déficit d’écoulement (évapotranspiration). Le tableau ci-dessous résume les données concernant ce paramètre, mesurées à la station du barrage d’El-Agrem.

0 50 100 150 200 250

Sep Oct Nov Déc Jan Fév Mar Avr Mai Jui Juill Aou

P ré cip itat ion

Mois

p (mm)

19

Tableau 2.Températures moyennes mensuelles durant la période 2005-2015 Station du barrage EL-Agrem

Saison Automne Hiver Printemps Eté T°moyenne

Mois Sep Oct Nov Déc Jan Fév Mar Avr Mai Jui Juil Aou

17.51 T (°C)

19.03 17.4 16.26 12.96 12.13 11.68 12.34 14.91 19.31 23.04 24.15 24.35

17.56 12.25 16.40 23.84

Le tableau (III.2) indique que la saison la plus froide est l’hiver avec une température moyenne saisonnière de 12.25°C, par contre l’été représente la saison la plus chaude avec une température moyenne saisonnière de l’ordre de 23.84°C.

Figure 15. Données des températures moyennes mensuelles de la station du barrage El- Agrem (2005-2015)

II.1.2.3. Evaporation

L’évaporation représente la qualité d’eau perdue pendent une période déterminée par l’évaporation directe et par consommation due aux végétaux.

C’est un processus physique de transformation d’un liquide en gaz. L’évaporation est la source de la création des masses nuageuses et constitue de ce fait, une phase essentielle du cycle d’eau.

0 5 10 15 20 25 30

T em p ér at u re ( °C )

Mois

T (°C)

20

Tableau 3. L’évaporation moyenne mensuelle durant la période (2005-2015) Station du barrage d’El-Agrem

Le tableau (3) indique que la valeur moyenne maximale de l’évaporation est observée en été avec une valeur de 191.31mm, alors que la valeur moyenne minimale est observée en hiver avec 52.64mm.

Figure 16. Réparation mensuelle de l’évaporation enregistrée à la station du barrage El-Agrem de la période (2005-2015)

II.2.Relation températures – précipitations

 Diagramme Ombrothermique

Le diagramme Ombrothermique résulte de la combinaison des deux paramètres climatiques principaux (précipitations et températures). Cette relation permet d’établir un graphique Ombrothermique sur lequel les températures sont portées à l’échelle double de précipitations.

Le diagramme Ombrothermique permet de déterminer les mois les plus secs correspondants

0 50 100 150 200 250

E vap or at ion (m m )

Mois

Evp (mm)

Saison Automne Hiver Printemps Eté Annuelle

Mois Sep Oct Nov Déc Jan Fév Mar Avr Mai Jui Juil Aou

451,66 Evp (mm)

131.89 101.82 70.17 53.72 51.75 52.47 88.13 94.46 136.69 183.63 193.4 196.9

101.29 52.64 106.42 191.31

21

selon la définition de Gaussen et Bagouis au moins ou les précipitations moyennes sont inférieures ou égales aux doubles des températures moyennes (P  2T).

Lorsque la courbe des précipitations passe au-dessus de celle des températures, la période correspondante est excédentaire. Par contre, si la courbe des températures passe au-dessus de celle des précipitations, la période sera déficitaire.

Figure17. Diagramme Ombrothermique de la Station du barrage El-Agrem (Période 2005-2015)

Le diagramme Ombrothermique permet de donner une idée générale sur la période sèche et la période humide. Comme le montre la figure (III.3) ; la période sèche s’étend de la fin de Mai jusqu’à la mi-septembre tandis que la période humide s’étend de la fin de Septembre jusqu’à la fin de Mai.

II.3.Bilan hydrologique

a- Approche du bilan hydrologique

L’établissement du bilan hydrologique d’une région consiste à évaluer la répartition des précipitations reçues sur une surface, entre les différentes composantes suivantes :

 Evapotranspiration réelle (ETR), ruissellement (R) et l’infiltration dans le sous-sol l’équation du bilan hydrologique s’exprime par la relation :

P = ETR + R + Wa………(1) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Jan Fév Mar Avr Mai Jui Juill Aou Sep Oct Nov Déc

T ( °C)

P (m m )

Mois

p (mm)

T(°C)

22 Avec :

P : précipitations moyennes annuelles en mm, R : ruissellement en mm,

I : infiltration moyenne en mm, Wa : variation des réserves (souvent négligeable).

b- Calcul de l’évapotranspiration potentielle (ETP)

L’évapotranspiration potentielle (ETP) correspond à l’évapotranspiration d’une surface qui serait suffisamment approvisionnée en eau pour évaporer la quantité d’eau maximale permise par les conditions climatiques.

La famille utilisée pour le calcul d’ETP est la famille de Thornhwaite.

Selon cette méthode, l’estimation de l’ETP s’effectue à l’aide d’une formule empirique permettant de calculer le pouvoir évaporant (en mm) pour chaque mois.

ETP = 16 ( ) ª………. (2) Avec :

ETP : évapotranspiration potentielle annuelle en mm, T : température moyenne mensuelle en °C,

I : somme des indices thermiques mensuels i : I =41.512, i = (T/5) ^1.514 K : facteur de correction mensuel, fonction de la durée de la journée, a : exposant climatique : a = 0.016 I+ 0.5.

ETP corrigé = ETP……….(3)

23

Tableau 4 .Calcul de l’évapotranspiration potentille (ETP) selon Thornthwaite durant période 2005-2015 station du barrage El Agrem (A.N.R.H.)

c-Calcul de l’évapotranspiration réelle (ETR)

L'évapotranspiration réelle désigne la quantité d'eau réellement perdue sous forme de vapeur d'eau par le couvert végétal. L'ETR traduit l'ensemble des intéractions: sol, plante, climat.

 Calcul de l’ETR

Pour calculer l’E.T.R on utilise la méthode de Thornthwaite :

1) Si les précipitations du mois (P) sont supérieures à l’évapotranspiration potentielle : L’évapotranspiration réelle est égale à l’évapotranspiration potentielle.

2) Si les précipitations du mois (P) sont inférieures à l’évapotranspiration potentielle on a deux cas :

a) Si P + RU > ETP  ETR = ETP b) Si P + RU < ETP  ETR = P+RU

 Calcul du déficit agricole (DA) :

Le déficit d’eau que l’on appelle parfois le déficit agricole égale à la différence entre L’évapotranspiration potentielle et l’évapotranspiration réelle.

DA=ETP-ETR………..(4)

Il représente la quantité d’eau supplémentaire qui aurait pu être utilisée par les plantes (et les sols) si les disponibilités en eau avaient pu être artificiellement complétées par un système d’irrigation.

mois Sep Oct Nov Déc Jan Fév Mar Avr Mai Jui Juil Aou Année P(mm) 74.93 117.91 162.39 193.93 143.16 167.27 140.29 71.27 43.73 13.11 1.09 12.14 1141,22 T(°C) 19,03 17.4 16.26 12.96 12.13 11.68 12,34 14.91 19.31 23.04 24.15 24.35 207,56

I 3.806 3.48 3.252 2.592 2.426 2.336 2.468 2.982 3.862 4.608 4.83 4.87 41.512

ETP(mm) 94.15 84.83 78.39 60.2 55.74 53.34 56.86 70.87 95.76 117.62 124.24 125.44 

k 1,03 0,97 0,86 0,84 0,87 0,85 1,03 1,1 1,21 1,22 1,24 1,16 

ETP C (mm) 96.97 82.29 67.42 50.57 48.49 45.34 58.57 77.96 115.87 143.50 154.06 145.51 1086.53

24

Pour la station d’El-Agrem, les résultats obtenus par cette méthode sont portés dans le tableau ci-dessous :

Tableau 5. Résultats de calcul de l’évapotranspiration réelle (Station du barrage EL-Agrem, 2005-2015)

Figure 18. Graphe du Bilan hydrologique par la méthode de Thornthwaite durant la période 2005-2015, station du barrage El-Algrem.

a) Interprétation du Bilan d’eau de Thornthwaite

Le tableau (5) et la figure (18) permettent de faire les observations suivantes :

mois Sep Oct Nov Déc Jan Fév Mar Avr Mai Jui Juil Aou Année P(mm) 74.93 117.91 162.39 193.93 143.16 167.27 140.29 71.27 43.73 13.11 1.09 12.14 1141,22 ETP(mm) 96,97 82,29 67,42 50,57 48,49 45,34 58,57 77,96 115,87 143,50 154,06 145,51 

P-ETP

(mm) -22,04 35,62 94,97 143,4 94,67 121,9 81,72 -6,69 -72,14 -130,4 -153 -133,4 / ETR(mm) 74,93 82,29 67,42 50,57 48,49 45,34 58,57 71,27 43,73 13,11 1,09 12,14 

Da(mm) 22,04 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 6,69 72,14 130,39 152,97 133,37 

Ws(mm) 0 35,62 94,97 143,4 94,67 121,9 81,72 0 0 0 0 0 572,27

RFU(mm) 0 100 100 100 100 100 100 0 0 0 0 0 /

25

 Les hauteurs des précipitations atteignent leur maximum en décembre, là où l’ETP corrigée atteint son minimum.

 Le déficit agricole s’étale au long de la période sèche de l’année.

 La constitution de la RU s’étend d’octobre à Avril.

 Les écoulements deviennent importants à partir du mois de septembre jusqu’au le mois d’Avril.

b) Exploitation du bilan hydrologique

Pour le calcul des ruissellements, et des infiltrations on utilise :

Evapotranspiration potentielle : ETP=1086.55mm.

Précipitations moyennes annuelles : P= 1141.22mm.

Lame évapotranspirée : ETR=569mm.

 Ruissellement (R)

La formule de Tixeront-Berkaloff, 1956 que nous donnons ci-après permet d’évaluer le ruissellement :

………...(5)

L’application numérique de la formule donne un ruissellement égal à 0.419 m ou encore 419.65 mm, soit environ 36.77% des précipitations.

 Infiltration (I)

L’infiltration représente la quantité d’eau qui pénètre dans le sol et le sous-sol, elle alimente les eaux souterraines, eau rétention, écoulement hypodermique, écoulement souterrain et la reconstitution des réserves aquifères.

L’excédent des précipitations engendre l’infiltration vers la nappe quand la réserve facilement utilisation ou RFU est maximale. Donc on peut estimer l’infiltration à partir de l’équation du bilan (Penman-Monteith, 1965), c'est-à-dire :

P= ETR + (R + I) ΔW……….(6)

Avec:

26

ΔW: lames des variations des réserves de la nappe (mm) (négligeable).

L’application numérique de la formule donne : 1141.22 = 569 + (419.65 + I)

I = 1141.22 – 988.65 I = 152.57mm I = 13.36% des précipitations.

III. Conclusion

L’étude hydro-climatologique montre que la région d’étude est caractérisée par un climat

méditerranéen avec une température moyenne de 18.02 °C. Les précipitations annuelles sont

de l’ordre de 1141.22mm dont 36.77% sont des ruissellements, et 13.36% sont sous forme

d’infiltrations.

Chapitre IV

Etude géotechnique

28 I.Introduction

Les reconnaissances et études géotechniques complètent celles réalisées par la géologie et l’hydrogéologie; elles doivent permettre de préciser la description des terraines en questions, leur état de contraintes in-situ et de prévoir leur comportement pendant l’exécution puis l’exploitation de l’ouvrage concerné, enfin, de définir les méthodes d’exécution, le dimensionnement des ouvrages, les précautions particulières et/ou les traitements spéciaux à envisager pendant la construction.

II. Description du projet

Le projet d’étude est un Viaduc V15.7 qui se localise entre le PK15+694 et le PK16+086; il est caractérisé par 5 tabliers de 60m et 2 tabliers 46m, pour une longueur totale de 392m et 6 piles de hauteur de 6.4 à 10.6 m avec fondations sur 12 pieux forés de 1.2m de diamètre.

Les culées présentent des hauteurs de 9.5 à 11.8m reposantes sur fondations sur 12 pieux.

III. Moyens de reconnaissances géotechniques

Plusieurs types d’essai et mesures in-situ peuvent être réalisés à différents stades de l’étude.

III.1.Essais in situ

a- Sondage carottés

Quatre (04) sondages carottés ont été réalisés par le laboratoire d’Analyse de sol et de contrôle ‘Alger’ (en 2015), de 20 m de profondeur, leur répartition spatiale a été faite de manière à couvrir toute la superficie de la zone étudiée. Les résultats de ces sondages carottés sont représentés sur les tableaux ci-dessous :

Sondage N°1 : S-OA04-1 au PK 15+600

Tableau 6. Résultats des sondages carottés (L.A.S.C)

Profondeur (m) Nature lithologique

0,00 – 1,00 m Argile brunâtre et cailloux.

1,00 – 3,80 m Argile brunâtre à peu sableuse avec des traces noirâtres de Charbon et matière organique.

3,8 – 4,20 m Galets sableuse ; Argileux ; sableux.

4,20 – 5,80 m Sable fin limoneux à passage argileux beige

29 Sandage N°2 : S-OA04-2 au PK 15+750

Tableau 7. Résultats des sondages carottés (L.A.S.C)

Sandage N°3 : S-OA04-3 au PK 15+900

Tableau 8. Résultats des sondages carottés (L.A.S.C)

Sandage N°4 : S-OA04-4 au PK 16+066

Tableau 9. Résultats des sondages carottés (L.A.S.C) 5,80 – 20,00 m Marnes

Profondeur (m) Nature lithologique

0,00 à 10,00 m Argile graveleuse rougeâtre avec des passages de roches 10,00 à 20,00 m Marnes

Profondeur (m) Nature lithologique

0,00 à 10,00 m Argile graveleuse beige avec passages de grés 10,00 à 18,98 m Marnes argileuse

18,98 à 20,00 m Marnes

Profondeur (m) Nature lithologique

00,00à 6,00 m argile beige graveleuse

6,00à 14,00 m Marnes argileuses

14.00à 20,00 m Marnes

30

Figure 19. Coupe géotechnique de la zone d’étude à partir des sondages carottés b- Sondage préssiométrique

Sept (07) sondages préssiométriques ont été réalisés, dont six (06) sondages sont localisés proche des (04) sondages carottés réalisés, tandis qu’un sondage préssiométrique a été réalisé spécifiquement au niveau de la pile N°5.

Tableau 10. Les essais préssiométriques réalisés dans le secteur d’étude(L.A.S.C)

Code sondage Progressive Profondeur Sondage [m] Essais Préssiométriques Menard

S-OA04-1 #1 15+598 20 Tous les 2 m

31

S-OA04-1 #2 15+598 20 Tous les 2 m

S-OA04-2 #1 15+777 25 Tous les 2 m

S-OA04-2 #2 15+777 25 Tous les 2 m

S-OA04-3 15+918 25 Tous les 2 m

S-OA04-P5 15+980 25 Tous les 2 m

S-OA04-4 16+081 20 Tous les 2 m

Figure 20. Profil de situation des sondages préssiométriques.

c- Essai SPT :

Quatre (04) essais de pénétromètre dynamique SPT ont été exécutés, en forme systématique

chaque 3m de perforation, principalement dans les terrains alluvionnaires, fins et granulaires,

et dans les roches tendres surtout en présence d’un profil d’altération bien développé au-

dessus du substrat marneux.

32

Tableau 11. Valeurs des essais SPT et paramètres géotechniques(L.A.S.C)

SC PK

Profondeur essai

(m)

Valeur

NSPT Unité géologique φ° Cu (kPa)

SC N°1

15+598

2.00 11 Alluvions fins (limon sableux-

argileux), dépôts colluviaux 30 55

4.00 30

Alluvions grossiers (sables, graviers, cailloux), dépôts colluviaux de lithologies rocheuses

36 150

6.00 19 Marnes argileuses 33 95

8.00 23 Marnes argileuses 34 115

10.00 21 Marnes argileuses 33 105

12.00 22 Marnes argileuses 33 110

14.00 23 Marnes argileuses 34 115

16.00 24 Marnes 34 120

18.00 24 Marnes 34 120

20.00 27 Marnes 35 135

SC N°2

15+777

1.50 17 Alluvions fins (limon sableux-

argileux), dépôts colluviaux 32 85 4.00 19 Alluvions fins (limon sableux-

argileux), dépôts colluviaux 33 95 7.00 19 Alluvions fins (limon sableux-

argileux), dépôts colluviaux 33 95 10.00 21 Alluvions fins (limon sableux-

argileux), dépôts colluviaux 33 105

13.00 29 Marnes argileuses 35 145

16.00 33 Marnes argileuses

36 170

19.00 34 Marnes argileuses 37 167

1.00 16 Alluvions fins (limon sableux-

argileux), dépôts colluviaux 32 80 4.00 18 Alluvions fins (limon sableux-

argileux), dépôts colluviaux 32 90 7.00 22 Alluvions fins (limon sableux-

argileux), dépôts colluviaux 33 110 10.00 34 Alluvions fins (limon sableux-

argileux), dépôts colluviaux 37 170

33 SC

N° 3

15+918

13.00 44 Marnes argileuses 40 220

16.00 56 Marnes argileuses

43 280 19.00 Rufus Marnes

__ __

SC

N°4 16+081

2.00 2 Alluvions fins (limon sableux-

argileux), dépôts colluviaux 28 10 4.00 11 Alluvions fins (limon sableux-

argileux), dépôts colluviaux 30 55 6.00 45 Alluvions fins (limon sableux-

argileux), dépôts colluviaux 40 255

8.00 56 Marnes argileuses 43 280

10.00 69 Marnes argileuses 47 345

12.00 80 Marnes argileuses 50 440

14.00 78 Marnes argileuses 49 390

16.00 Rufus Marnes __ __

18.00 Rufus Marnes __ __

20.00 Rufus Marnes __ __

d- Essais de perméabilité : Essais Lefranc

L’essai Lefranc est un essai qui permet d'évaluer ponctuellement la perméabilité horizontale d'un terrain aquifère situé au-dessous de la nappe (sol saturé).

Pendant la phase d’exécution quatre (04) essais de perméabilité Lefranc ont été exécutés dans les sondages suivants:

 S-OA04-1, PK 15+598 (1 essai);

 S-OA04-2, PK 15+777 (1 essai);

 S-OA04-3, PK 15+918 (1 essai);

 S-OA04-4, PK 16+081 (1 essai);

Les résultats des essais sont reportés synthétiquement dans le tableau suivant :

34

Tableau 12. Résultats des essais de perméabilité Lefranc(L.A.S.C)

Sandage PK Profondeur

d’ essai [m]

Type

d’essai Lithologie

Coefficient de Perméabilité K

[m/sec]

S-OA04-1 15+598 10.20 Lefranc Marnes 5.40E-06

S-OA04-2 15+777 8.00 Lefranc argile graveleuse 6.00E-06 S-OA04-3 15+918 13.20 Lefranc Marnes argileuse 4.50E-05 S-OA04-4 16+081 8.80 Lefranc Marnes argileuse 5.60E-06 III.2.Essais au laboratoire :

Les essais de laboratoire ont pour but de déterminer les paramètres physiques et mécaniques du sol. Ils sont réalisés sur des échantillons prélevés à partir des carottes.

III.2.1. Essais physiques :

a) Granulométrie et Sédimentométrie

Des analyses granulométriques et sédimentométriques ont été réalisées sur des échantillons prélevés des sondages de profondeurs variables.

Les pourcentages des passants inférieurs à 2mm et 80 sont reportés dans le tableau suivant : Tableau 13. Présentation des résultats des analyses granulométriques et sédimentométriques

[sondages n°1 et n°4] (L.C.T.P).

Type d’essai Granulométrie % Sédimentométrie

Tamis (mm)

<5mm <2mm <0.08mm 20 μm 2 μm N° et Profondeur de

l’échantillon(m) Sondage

No1Pk 15+600

ECH N°01 3.25/3.50 91 89 69 43 5

ECH N°02 13.70/14.50 98 56 37 16 3

ECH N°03 15.60/16.20 100 97 34 15 4

Sondage No1 Pk 16+066

ECH N°01 1.60/1.70 95 87 59 41 4

ECH N°02 1.70/1.85 98 66 47 26 3

ECH N°03 8.80/9.00 100 96 35 16 4

35

On remarque que le pourcentage d’éléments entre 5mm et 2 mm constituant le sol est très élevé sur la majorité des échantillons prélevés, on considère donc que le sol est de nature sableuse avec présence d’argiles et de limon.

Tableau 14. Présentation des résultats des analyses granulométrique et sédimentométriques [sondages n°2et n°3] (L.C.T.P)

b) Teneur en eau

Les valeurs de la teneur en eau sont variables, elles sont comprises entre 6.97% à 32.46 %.

Une telle fourchette dénote un sol peu à moyennement humide.

Tableau 15. Présentation des résultats de la teneur en eau(L.C.T.P) Code

Forage Profondeur(m) Nature lithologique

W %

Interprétation des résultats

SOA 04- 2

6.03 – 6.35

Argile graveleuse rougeâtre avec des passages de roches

13.98 Très bon sol (très peu humide) sol à bon sol

(peu humide)

14.75 – 15.00 Marnes 6.97

19.00 – 19.26 Marnes 14.39

S-OA 04-3

10.23 – 10.36 Argile graveleuse beige

avec passages de grés 16.47

Bon sol (peu humide) 16.63 – 16.80 Marnes argileuse 16.20

19.19 – 19.40 Marnes 17.26

S-OA 1.00/1.30 Argile brunâtre et

cailloux Marnes ^18.52

Bon sol (peu humide) à sol de qualité moyenne Code

Forage

Profondeur

(m) % < 2 mm % < 80 μ Interprétation des résultats

S-OA 04-2

6.03 – 6.35 94 72.9 Sable à matrice fine

18.34 –18.46 90.63 65.23 Sable à matrice fine 19.00 –19.26 85.3 58.86 Sable à matrice fine

S-OA 04-3

10.23 –10.36 95.63 67.07 Sable à matrice fine

13.00 –13.15 95.57 66.60 Sable à matrice fine

19.19 –19.40 96.62 67.55 Sable à matrice fine

36 04-1

5.80/6.00 Sable fin limoneux à

passage argileux beige ^22.98

(moyennement humide)

15.00/15.20 Marnes 32.46

S-OA 04-4

1.60/1.70 argile beige graveleuse 19.33

8.00/8.30 Marnes 28.88

c) Poids volumiques et degrés de saturation :

Les résultats obtenus sur les échantillons de sol prélevés indiquent des valeurs de Sr qui sont de l’ordre de 9 % à 16 %. Ce qui nous permet de conclure que les formations en place sont très peu humides.

Tableau 16. Récapitulatif des résultats du poids volumiques et degré de saturation au PK : 15+600(L.C.T.P)

Nº du Sondage Nº1 au PK : 15+600

Nº de l’échantillon ECH N 1 ECH N 2 ECH N 3 ECH N 4 Profondeur (m) 1.00/1.30 3.00/3.20 5.80/6.00 15.00/15.20

Nature lithologique

Argile brunâtre et

cailloux Marnes

Argile graveleuse

rougeâtre avec des passages de roches

Marnes

argileuse Marnes

Poids volumique sec (t/m3) γd 1.59 1.48 1.51 1.56

Poids volumique apparent (t/m3) γh 1.89 1.93 1.85 1.87

Poids spécifique des grains (t/m3) γ s 2.68 2.69 2.70 2.70

Indice des vides e e 0.68 0.82 0.79 0.73

Porosité (%) n 41 45 44 42

Degré de saturation (%) Sr 9 16 12 11

Teneur en eau desaturation(%) Wsr 25.6 30.35 29.18 27.06

37

Tableau 17. Récapitulatif des résultats de densité et degrés de saturation au PK : 16+066(L.C.T.P)

D’après les valeurs trouvées, lors de l’essai effectué sur l’échantillon prélevé, on constate que le sol est peu dense a dense et saturé en profondeur.

Tableau 18. Récapitulatif des résultats des poids volumiques et du degré de saturation au Sondage N°2(L.C.P.T)

Nº du Sondage Nº1 au PK : 16+066

Nº de l’échantillon ECH N 1 ECH N 2 ECH N 3 ECH N 4

Profondeur (m) 1.60/1.70 1.70/1.85 5.90/6.00 8.00/8.20

Nature lithologique

Argile brunâtre et

cailloux Marnes

Argile graveleuse rougeâtre avec des

passages de roches Marnes

argileuse Marnes Poids volumique sec

(t/m3) γd 1.61 1.58 1.56 1.54

Poids volumique

apparent (t/m3) γh 2.03 2.02 2.01 1.85

Poids spécifique des

grains (t/m ³ ) γs 2.68 2.69 2.70 2.70

Indice des vides e e 0.70 0.72 0.79 0.73

Porosité (%) n 51 55 44 42

Degré de saturation

(%) Sr 15 16 13 11

Teneur en eau de

saturation Wsr (%) Wsr 24.00 25.44 24.88 27.06

Code forage

Profondeur (m) W % γh( t/m 3) γd(t/m 3) Sr % Interprétation des résultats 6.03 – 6.35 13.98 1.91 1.68 61.85 Sol peu dense,

partiellement saturé 7.54 – 7.83 9.50 1.92 1.75 47.76

9.64 – 9.98 11.64 1.90 1.70 53.56 Sol dense,

partiellement saturé

10.62 – 10.98 9.71 1.95 1.78 50.70

38

Tableau 19. Récapitulatif des résultats des poids volumiques et du degré de saturation au Sondage N°3(L.C.T.P)

d) Porosité et Indice des vides

Tableau 20. Résultats de la porosité et l’indice des vides(L.C.T.P) Code Forage Profondeur

(m)

Porosité

%

Indice des vides

S-OA 04-2

6.03 – 6.35 38 0.59

7.54 – 7.83 33 0.53

9.64 – 9.98 36 0.60

10.62 – 10.98 33 0.54

14.75 – 15.00 33 0.47

S-OA 04-2

14.75 – 15.00 6.97 1.99 1.86 41.66 Sol dense, partiellement saturé 18.34 – 18.46 18.51 1.98 1.67 81.01 Sol dense, saturé 19.00 – 19.26 14.39 2.01 1.76 72.71

Code forage

Profondeur (m)

Nature lithologique

W % γh t/m

γd t/m

Sr % Interprétation des résultats

S-OA 04-3

10.23 – 10.36 Argile graveleuse beige avec passages de

grés

16.47 2.05 1.76 83.22

Sol dense, saturé 13.00 – 13.15 Marnes

argileuse

15.40 2.05 1.78 80.42

14.00 – 14.23 Marnes argileuse

15.23 2.01 1.74 74.51

16.63 – 16.80 Marnes argileuse

16.20 2.02 1.74 79.26

18.85 – 18.98 Marnes 13.95 2.03 1.78 72.84

19.19 – 19.40 Marnes 17.26 2.06 1.77 86.65

39

18.34 – 18.46 39 0.63

19.00 – 19.26 36 0.55

S-OA 04-3

10.23 – 10.36 36 0.55

13.00 – 13.15 35 0.52

14.00 – 14.23 36 0.57

16.63 – 16.80 35 0.56

18.85 – 18.98 34 0.53

19.19 – 19.40 35 0.53

e) Limites d’Atterberg

La fraction fine des échantillons de sols soumise au test de plasticité au moyen de l’essai des limites d’Atterberg a révèle selon le diagramme de Casagrande, un sol peu plastique à plastique en profondeur.

Tableau 21. Classifications du sol à partir des résultats de limites d’Atterberg (L.C.T.P) N° du

Sondage

Profondeur de l’échantillon

(m)

Nature

lithologique WL% Wp% Ip % Ic Classification

Pk 15+600

3.25/3.50 argile beige graveleuse

29 22 7 1 Sol Peu

plastique 10.80/11.00 Sable fin limoneux

à passage argileux beige

47 24 23 0.65 Sol plastique

15.80/16.00 Marne 33 22 11 0.09 Sol Peu

plastique

Pk 16+066

3.00/3.50 Argile beige graveleuse

30 22 7 1 Sol Peu

plastique 7.50/8.00 Marnes argileuses 40 24 16 0.55 Sol plastique 8.80/9.00 Marnes argileuses 35 24 11 0.29 Sol Peu

plastique

40 S-OA 04-2

6.03 – 6.35 Argile graveleuse rougeâtre avec des

passages de roche

28.71 20.21 8.50 1,73 Sol peu plastique

9.64 – 9.98 Argile graveleuse rougeâtre avec des

passages de roche

26.67 18.50 8.17 1,55 Sol peu plastique

10.62 – 10.98 Marnes 52.69 34.58 18.01 2,53 Sol plastique 19.00 – 19.26 Marnes 46.54 29.45 17.09 2,23 Sol plastique

S-OA 04-3

10.23 – 10.36 Marnes argileuses 48.61 31.89 16.72 1,92 Sol plastique 14.00 – 14.23 Marnes 50.63 31.37 19.20 1,77 Sol plastique 16.63 – 16.80 Marnes 44.74 27.25 17.49 1,63 Sol plastique 19.19 – 19.40 Marnes 53.75 33.25 20.50 1,78 Sol plastique

Exemple de résultats des limites d’Atterberg :

41

Figure 21. Résultats des limites d’Atterberg d’après l’Abaque de Casagrande III.2.2. Essais mécaniques :

a) Essai de Cisaillement à la boite de Casagrande

L’essai de cisaillement à la boite a pour but d’étudier la rupture des sols. C’est un essai rapide, non coûteux, destiné à évaluer les caractéristiques mécaniques d’un sol : la cohésion (C) et l’angle de frottement interne (φ).

Les valeurs d’essai de cisaillement sont présentées sur le tableau suivant:

Tableau 22. Résultats de l'Essai de cisaillement à la boite de Casagrande (L.C.T.P)

Sondage

Profondeur en (m)

Nature lithologique

Angle de frottement

φ en (°)

Etat du sol Cohésion C U (Bars)

Etat du sol

S-OA04-1

3.00-3.40 Galets sableux ;

argileux 29.99 Sol frottant 0.56 Sol cohérent 5.50-5.80 Sable fin limoneux

à passage argileux 35.64 Frottant 0.05 ^{sol peu}

cohérent