Article de recherche / Research Article

Prix de thèse de Boussinesq – Sols quasi-saturés et dimensionnement des ouvrages au séismes : quelle marche à suivre ?

Recommendations as to the seismic design of geotechnical structures in quasi-saturated soils

¹ Egis, Seyssins, France
² Navier, ENPC, Institut Polytechnique de Paris, Université Gustave Eiffel, CNRS, Marne-la-Vallée, France

^* Auteur de correspondance : This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Reçu : 18 Septembre 2025
Accepté : 27 Janvier 2026

Résumé

Cet article s’intéresse au rôle du degré de saturation dans l’évaluation du potentiel de liquéfaction des sols. L’objectif central est de proposer une méthodologie robuste de modélisation du comportement cyclique des sols quasi-saturés. Ces derniers, assez communs à proximité de la nappe et/ou en présence de beaucoup de matières organiques, présentent une bien meilleure résistance à la liquéfaction que les sols pleinement saturés, mais ils demeurent cependant liquéfiables. Ainsi, l’hypothèse d’un sol saturé associé à un comportement non-drainé peut être très pénalisant, alors qu’un comportement apparenté à un sol sec ne serait pas sécuritaire. Deux méthodes sont discutées ici. Nous montrons d’abord que la première, adoptant une loi de comportement avancée conçue pour modéliser la liquéfaction, peine à correctement prendre en compte l’incertitude inhérente à un problème de géotechnique. Ensuite, une seconde approche basée sur des relations constitutives empiriques est employée avec davantage de succès. Enfin, cet exercice de modélisation est utilisé comme base pour une discussion sur l’importance d’intégrer une estimation du degré de saturation dans une campagne de reconnaissances géotechniques, notamment si l’on veut estimer les marges cachées dans l’évaluation du risque de liquéfaction.

Abstract

This article looks into the role of the degree of water saturation in the estimation of liquefaction potential of soils. The main objective is to develop a robust modelling methodology for the cyclic behaviour of quasi-saturated soils. This type of soil, commonly found near the water table and in soils containing significant quantities of organic matter, display considerably greater resistance to liquefaction than fully saturated soils, while still remaining liquefiable. Therefore, adopting saturated and undrained hypotheses when modelling their behaviour can be highly penalising. Meanwhile, modelling them as dry soils would be unsafe. Two modelling strategies are discussed here. The first, employing an advanced constitutive model designed for modelling liquefaction is shown to struggle with accounting for any uncertainty in constitutive parameters, implying it is ill suited to geotechnical engineering. A second methodology based on more empirical constitutive equations is then proposed and is shown to give satisfying results. Finally, this modelling exercise is used to discuss the importance of estimating the water content of soils in engineering projects, especially when aiming to optimise the evaluation of soil liquefaction potential.