Article de recherche / Research Article

Prix Boussinesq 2021 : « Détermination du module de cisaillement des sols sous faibles déformations à partir d’une sonde pressiométrique innovante »

Determination of soil shear modulus at low strain level using an innovative pressuremeter probe

Terrasol, Setec, 42-52, quai de la Rapée, CS 71230, 75583 Paris Cedex 12, France

^* Auteur de correspondance : alexandre.lopes@setec.com

Résumé

L’essai au pressiomètre Ménard est l’essai de référence pour la reconnaissance des sols en vue du dimensionnement des ouvrages géotechniques en France. Réalisé selon les normes en vigueur, il fournit un paramètre de déformation et de rupture du sol, respectivement le module pressiométrique Ménard et la pression limite pressiométrique. Ces paramètres peuvent être utilisés pour la conception de fondations superficielles et profondes sous chargements monotones, en s’appuyant sur des méthodes bien établies et comprises dans les normes d’application nationales françaises de l’Eurocode 7. Cependant, pour certaines structures telles que les fondations soumises à des charges cycliques répétées, les paramètres de calcul à prendre en compte correspondent à un niveau de déformation plus faible, qui ne peut être évalué à l’aide des procédures et des équipements pressiométriques usuels. Cet article présente le travail mené dans le cadre de la thèse de doctorat lauréate du Prix Boussinesq 2021 (Lopes A. 2020. Determination of soil shear modulus at low strain level using an innovative pressuremeter probe. Application to cyclic pile design. Thèse de doctorat). Cette thèse avait pour objectif le développement d’une nouvelle méthode de dimensionnement des fondations profondes sous charges axiales cycliques en utilisant l’essai pressiométrique. La recherche était inscrite dans le contexte du Projet National ARSCOP (nouvelles Approches de Reconnaissance des Sols et de la Conception des Ouvrages géotechniques avec le Pressiomètre). La démarche suivie permettant de surmonter les limitations de la pratique pressiométrique actuelle sera présentée, ainsi que la sonde innovante utilisée et les procédures d’essai et d’interprétation proposées. Les résultats obtenus, d’abord en condition d’essai contrôlée en chambre d’étalonnage au laboratoire, et puis en conditions réelles in situ, permettant de valider les procédures, sont présentés et discutés. Les applications à la pratique de l’ingénierie sont ensuite discutées.

Abstract

The Ménard pressuremeter test is the reference ground investigation test for the design of geotechnical structures in France. Carried out in accordance with the current standards it provides a soil deformation and failure parameter, respectively the Ménard pressuremeter modulus and the pressuremeter limit pressure. These parameters can be used for the design of shallow and deep foundations under monotonic loading, based on well-established methods included in the French national application standards of the Eurocode 7. However, for some structures such as foundations subjected to repeated cyclic loading, the design parameters to be taken into account correspond to a lower strain level, which cannot be assessed using the usual pressuremeter procedures and equipment. This paper presents the work carried out in the framework of the doctoral thesis awarded the Boussinesq Award 2021 (Lopes A. 2020. Determination of soil shear modulus at low strain level using an innovative pressuremeter probe. Application to cyclic pile design. Thèse de doctorat). The goal of this thesis was to develop a new method for the design of deep foundations under cyclic axial loads using the pressuremeter test. The research was carried out in the context of the ARSCOP National Project (improvement of the ground investigation and the design of geotechnical structures with the use of pressuremeter). The approach adopted to overcome the limitations of current pressuremeter practice will be presented, as well as the innovative probe used and the testing and interpretation procedures proposed. The results obtained, first under controlled test conditions in a calibration chamber in the laboratory, and then under real conditions in situ, allowing the validation of the procedures, are presented and discussed. Applications to engineering practice are then discussed.