Projet d'Amenagement et d'Urba - El MSIEH Ouiam_1586.pdf

Anne Universitaire : 2012-2013

Licence Sciences et Techniques : Eau et Environnement

MEMOIRE DE FIN DTUDES

Pour lObtention du Diplme de Licence Sciences et

Techniques

tude Gotechnique

Projet dAmnagement et dUrbanisation des Immeubles du

Lot 126 de lancien aroport dAnfa Casablanca

Prsent par:

Ouiam El MSIEH

Encadr par:

- Aziza KASSAM : Ingnieur LPEE

- Abderrahim LAHRACH : professeur FST - Fs

Soutenu Le 13 Juin 2013 devant le jury compos de:

- Monsieur A. LAHRACH - Monsieur M. BENABDELHADI - Monsieur L. BENAABIDATE Stage effectu : LPEE, Casablanca

2

Remerciements

Il mest agrable de macquitter dune dette de reconnaissance auprs de toutes les personnes

qui mont bien accueilli et qui sont intervenus dans la russite de ce stage.

Ma profonde gratitude est adresse Monsieur GOURRI directeur du CES.

Je remercie aussi Mme GHARBI chef Division ouvrages dart et ouvrages portuaires pour son

aide.

Jexprime ma profonde reconnaissance Mme Aziza KASSAM, Ingnieur dans le CES pour

sa disponibilit, sa sympathie, ses orientations et son accueil.

Mes vifs remerciements aussi Mme KOBEIS, secrtariat division reconnaissances et essais,

pour son aide et son soutien.

Mes vifs remerciements aussi sont adresss Monsieur LAHRACH Abderrahim, professeur

la FSTF ainsi qu lensemble du corps professoral de la filire Eaux et Environnement pour

leurs formations.

Je tiens remercier spcialement le Professeur Mohammed BENABDELHADI pour son

aide, ses conseils prcieux et sa grande disponibilit.

Je prsente aussi mes remerciements lensemble du personnel du CES, qui de prs ou de

loin mont apport un soutien moral et technique.

3

Sommaire

Introduction .................................................................................................................... 4

Chapitre 1 : Prsentation de lorganisme daccueil ......................................................... 5

I. Prsentation du LPEE ...................................................................................................... 5

1. Gnralits ............................................................................................................................... 5

2. Secteurs dactivits .................................................................................................................. 5

3. Organigramme de la socit .................................................................................................... 5

4. Les centres et les missions du LPEE Casablanca .................................................................... 6

II. Le Centre Exprimental des Sols : CES ........................................................................ 7

1. Gnralits ............................................................................................................................... 7

2. Secteurs dactivits .................................................................................................................. 7

3. Organigramme de CES ............................................................................................................ 7

Chapitre 2 : Prsentation du projet ................................................................................. 8

I. Objet de ltude ..................................................................................................................... 11

II. Programme de reconnaissance .............................................................................................. 11

Chapitre 3 : Prsentation du site de projet ...................................................................... 13

Chapitre 4 : Reconnaissances gotechnique ................................................................... 20

I. Les essais de laboratoire ................................................................................................. 20

3. Les essais didentifications .................................................................................................... 21

4. Essai mcanique sur sols ...................................................................................................... 26

5. Expression des rsultats ......................................................................................................... 27

II. Essai in situ ................................................................................................................ 28

1. Lessai Pressiomtrique ........................................................................................................ 29

Chapitre 5 : Etude gotechnique ..................................................................................... 34

I. Les fondations ................................................................................................................ 34

1. Les diffrents type de fondations .......................................................................................... 34

2. Facteurs de choix du type de fondation ................................................................................. 35

3. Calcule de contrainte admissible ........................................................................................... 36

4. Calcule de tassement ............................................................................................................. 37

5. Modalits de fondation .......................................................................................................... 38

6. Terrassements ........................................................................................................................ 38

Conclusion ..................................................................................................................... 39

Bibliographie ................................................................................................................. 40

Annexes ......................................................................................................................... 41

4

Introduction

La prsente mmoire est ralis dans le cadre spcialis de la formation licence Eau et

Environnement la facult des sciences et techniques de Fs il sest programm un stage

de fin dtudes visant accomplir nos tudes thoriques par une exprience au niveau

professionnel.

De ce fait, mon projet de fin dtudes a t effectu au sein de laboratoire public des essais

et des tudes (LPEE) et plus prcisment au Centre Exprimentale des Sols (CES), dans le

but de raliser une tude gotechnique du site rserv au future projet damnagement et

durbanisation des immeubles du lot 126 de lancien aroport dAnfa.

ASMA INVEST (La Socit Soudio-Marocaine dInvestissement pour le

Dveloppement) confi la mission de ralisation de la campagne gotechnique au

LPEE/CES. Cette campagne de reconnaissance gotechnique comprend la ralisation

dessais in situ et de laboratoire.

Pour mieux cerner ltude, Nous avons commenc par lidentification du contexte

gologique de la zone dtude , regrouper tous les rsultats dessais in situ et de laboratoire

pour enfin raliser une corrlation entre les principales paramtres gotechniques

indispensables pour le calculs de la contrainte admissible et du tassement fin de

dterminer les modalits de la fondation

5

Chapitre 1 : Prsentation de lorganisme daccueil

I. Prsentation du LPEE

1. Gnralits

Le Laboratoire Public dEssais et dEtudes (LPEE) est lun des intervenants majeurs dans

la ralisation des grands chantiers relatifs aux travaux publics et au btiment au Maroc.

La cration de LPEE remonte la date de 1947. Depuis son existence, le Laboratoire

contribue activement la ralisation de la plupart des grands chantiers au Maroc. Et ce

nest quen 1973 quil est devenu une entreprise publique au statut de socit anonyme,

mais toujours sous la tutelle du Ministre de lEquipement et des Transports. Sa

contribution dans le dveloppement du Maroc se manifeste travers les prestations quil

offre dans les diffrents domaines du btiment, des travaux publics, de lenvironnement et

des industries associes.

2. Secteurs dactivits

Comme activits de base, le LPEE a commenc par le sol, les matriaux et structures, les

infrastructures de transport, les amnagements hydrauliques et portuaires, ensuite il a

tendu ses activits lenvironnement et la pollution, la mtallurgie, lemballage et le

conditionnement, la mtrologie et la certification, et la prvention des risques naturels.

3. Organigramme de la socit

DIRECTION GNERALE

6

4. Les centres et les missions du LPEE Casablanca

DIRECTION

FINANCIERE &

COMMERCIALE

DIRECTION DE

LORGANISATION

& DES SYSTEMES

DINFO

DIRECTION

CONTROLE

DE GESTION

DIRECTION

AUDIT, CONSEIL &

INSEPCTION

DIRECTION QUALITE

HYGIENE &

SECURITE

DIRECTION DE LA

LOGISTIQUE & DE

RESSOURCES

HUMAINES

DIRECTION EXPORT

DIRECTION DE LA

COORDINATION & DU

DEVELOPPEMENT

REGIONAL

DIRECTION

TECHNIQUE &

SCIENTIFIQUE

Centre

Exprimental des

Sols

Centre

Exprimental des

Grands Travaux

Centre

Exprimental de

lHydraulique

Centre

Exprimental des

Matriaux &

Gnie Industriel

Centre

Exprimental &

de Recherche des

Infrastructures

des Transports

Centre Exprimental &

de Recherche de

lEnvironnement &

Pollution

Centre Scientifique

des Techniques de

Construction

Laboratoire

National de

Mtrologie

Centre

Exprimental des

Essais & Etudes

Electriques

Centre Spcialis de

Btiment

Centre Technique

Rgional Casablanca

Centre Technique

Rgional Agadir

Centre Technique

Rgional Fs

Centre Technique

Rgional Kenitra

Centre Technique

Rgional Marrakech

Centre Technique

Rgional Tanger

Centre Technique

Rgional Mekns

Centre Technique

Rgional Ttouan

Laboratoire

Rgional El Jadida

Laboratoire

Rgional Safi

Centre Technique

Rgional Oujda

Laboratoire

Rgional Beni Mellal

7

Le L.P.E.E Km 7 route dEl JADIDA est compos de plusieurs centres :

C.E.E.E : Centre dEssais et dEtudes Electriques.

C.E.H : Centre Exprimental de lHydraulique.

L.N.M : Laboratoire National de Mtrologie.

C.E.R.I.T : Centre dEtudes et Recherche des Infrastructures de Transport.

C.E.G.T : Centre Exprimental des Grands Travaux.

C.E.S : Centre Exprimental des Sols.

Mon stage cest droul au sein du CES de LPEE central Casablanca (Km 7 route dEL JADIDA). Il ferra lobjet donc de cette prsentation.

II. Le Centre Exprimental des Sols : CES

1. Gnralits

Le CES reprsente le ple gotechnique du LPEE et il est le premier centre dans les tudes

gotechniques au Maroc. Il a pour vocation de traiter des questions relatives aux sciences

de la terre regroupant les domaines de la gologie, de la gophysique, de lhydrogologie

et de la gotechnique.

Le centre est compos de trois laboratoires et une agence des essais in-situ :

Le laboratoire des essais didentification.

Le laboratoire des essais de mcanique des sols.

Le laboratoire des essais mcaniques sur roches.

A.C.R.E.I.: Agence Centrale de Ralisation des Essais In-situ.

2. Secteurs dactivits

Parmi les domaines dintervention du CES, il y a : Les barrages et les digues, les travaux

souterrains, les ouvrages portuaires, les ouvrages darts, le btiment, la recherche de leau

3. Organigramme de CES

CORRSPONDANT QUALITE,

SECURITE & ENVIRONNEMENT

M. N. AZIZI ALAOUI

DIRECTEUR DU CES

M. A. GOURRI

8

Chapitre 2 : Prsentation du projet

Le site Casablanca Anfa est un ancien aroport proche du centre-ville de Casablanca :

capitale conomique du pays situe sur la cte atlantique au centre ouest du Maroc

environ 80 km au sud de Rabat, la capitale administrative.

SECRETARIAT

Mme L. KOBEIS

SERVICE ESSAIS PARTICULIERS &

ESSAIS DEAU

M. Y. EL KHAMMARI

DIVISION RECONNAISSANCES &

ESSAIS

M. M. HADJAM

SERVICE PRELEVEMENTS & ESSAIS

IN SITU

M. A. SASSAOUI

SERVICE ESSAIS DE

LABORATOIRE

M. K.KHABBAZ

OPERATEURS

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OK

I

TECHNICIENS

SONDEURS

AIDES SONDEURS

TECHNICIENS

9

Fig 1 : vue arienne du site

Dune superficie de 359 hectares, le site de lancien aroport dAnfa est structur autour de huit quartiers dont le quartier Anfa Cit de lAir .

Lobjectif de ce projet est de :

Favoriser la mixit sociale en reliant, en quipant et en compltant les quartiers existants

Construire une nouvelle centralit pour Casablanca

Concevoir un quartier emblmatique du Maroc daujourdhui en termes conomique, culturelle et environnemental

Pour ce rapport, on se limite ltude gotechnique dune partie de ce projet. Il sagit du

lot 126 ANFA AUDA.

10

Fig 2 : localisation du terrain dtude

Le futur projet consiste la ralisation dun ensemble immobilier avec deux sous sols, un

rez-de-chausse et des tages variant de R + 4 R + 9.

La figure ci-aprs illustre la conception architecturale de la zone dtude.

11

Fig 3 : conception architecturale de la zone dtude

I. Objet de ltude

Conformment la demande formule par ASMA INVEST et dans le cadre du projet

damnagement et durbanisation de laroport dANFA-AUDA, le LPEE a procd une

tude gologique et gotechnique du site rserv au futur projet afin de dfinir les

contraintes gotechniques du projet.

Dans cette tude, on a tenu compte de deux sous-sols. Sur toute la surface du projet,

nous avons procd la caractrisation des lments gotechniques suivants :

Etude du contexte lithologique local.

Dfinition des modalits de fondation : contrainte admissible du sol, assise et

niveau de fondation.

Apprciation des tassements et des oprations de terrassement.

Dtermination du niveau de la nappe phratique.

Classification du sol suivant le code parasismique RPS2000.

II. Programme de reconnaissance

La reconnaissance gotechnique a t entreprise au moyen de diffrents essais, la fois in

situ savoir les sondages carotts (SC), les sondages pressiometriques (SCP) et de

laboratoire comme lanalyse granulomtrique, les limites dAtterberg, la valeur au bleu de

mthylne et lessai de gonflement.

En effet, ces essais ont t raliss dans le but de caractriser le sol tudi du point de vue

mcanique, pour enfin dterminer la capacit portante du sol et calculer le tassement de ce

dernier sous une charge donne.

Le programme de reconnaissance consiste la ralisation de :

2 sondages carotts profond de 15 m.

6 sondages carotts profond de 15 18.50 m, jumel des essais

pressiometriques avec un pas de 1.5 m.

Des essais en laboratoire.

12

Le tableau ci-aprs rcapitule les coordonnes Lambert des sondages raliss

Sondages

Cordonnes Lambert Profondeur (m)

X Y Z

SCP1 290858 331303 44 15.50

SCP2 290832 331323 45 15

SC3 290812 333290 47 15

SCP4 290787 333242 50 15

SCP5 290777 331212 55 18.50

SC6 290789 331182 60 15

SCP7 290821 331237 52 17

SCP8 290756 331119 57 17

Tableau 1 : coordonnes Lambert et de la profondeur des sondages

Raliss.

13

Fig 4: implantation en 2 D des sondages raliss

dans la zone dtude.

Chapitre 3 : Prsentation du site de projet

14

1. Gologie rgionale

La rgion de Casablanca fait partie de la grande unit gologique connue sous le nom de la

Meseta Ctire marocaine s'tendant entre l'Atlantique et l'ensemble des massifs et plaines du

Maroc Central.

La srie stratigraphique rgionale dbute par des schistes et des quartzites marins trs pais

dge Cambrien et Ordovicien passant des psammites dans leur partie suprieure. Ces terrains primaires sont recouverts par des formations permo-triasiques, formes de

conglomrats la base, auxquels font suite des argiles rouges. Ces dpts sont surmonts de

calcaire et marno-calcaires cnomaniens et miocnes.

cette srie succdent des formations plio-quaternaires recouvrant la totalit des plateaux

renfermant des calcaires dunaires, des conglomrats rgressifs, des limons et des argiles

sableux. Durant le Quaternaire, la Meseta ctire a subi une succession dpisodes marins (transgression et rgression) qui ont donn lieu des limons rouges, des pandages

caillouteux et des boulis de pente.

Fig 5 : carte gologique (MONITION.L 1958 )

Le tableau ci-dessous synthtise lensemble des ges traverss et les formations rencontres.

Age Srie

T e r t i a i r e Lumachelles et conglomrats

15

Tableau synthtique de la succession lithostratigraphique de la rgion de Casablanca et ses

environs.( MONITION .L 1953 Etude gologique et hydrogologique du primtre

Casablanca-sidi hajaj-ain et harouda ) .

2. Gologie locale

La colonne lithologique du site tudi est constitue de haut en bas de :

Un remblai htrogne pais de moins de 0.40 m.

Une terre vgtale rougetre de type Hamri, paisse de 0.30 1.50 m.

Des tufs calcaires limono-graveleux compacts, ont t traverss sur des profondeurs variant de 0.80 2.50 m.

Des sables graveleux tuffacs, ont t recoups localement, au niveau des sondages carotts SC 6 et SCP 8. Ces passages sableux stalent sur une profondeur moyenne de 2.20 m.

Des grs calcaires conglomratiques indurs, entrecoups de passages fragments, Ces formations se prsentent avec des paisseurs variant de 1.60 4 m.

Des alternances de marne et de calcaire marno-sableux indur et/ou altr. Ces alternances sont atteintes des profondeurs variant entre 4.80 et 9 m.

Des schistes du substratum primaires, altrs en surfaces, ont t recoups des profondeurs variant entre 11.20 m au niveau du SC3 et 16.80 m dans le SCP 5.

Les figures en annexe synthtisent les coupes lithologiques des sondages carotts raliss.

Plio-Quaternaire surmonts de calcaire dunaires et

coiffs de limons

Miocne (mm) Marnes sableuses jaunes M

sozo

qu

e Cnomanien (cm) Calcaires et marno-calcaires

Permo-Trias (pt)

Argiles rouges et vertes parfois

gypsifres, entrecoupes de coules

basaltiques

Pri

mair

e

Ordovicien

Llandeillo (Si2) Quartzites et psammites intercals

avec les schistes

Arenig (Si1) Schistes et psammites

Cambrien

Cambrien sup. (Ks2) Quartzites dEl Hank

Acadien (Ks1) Schistes paradoxides coiffs de

grs psammitiques

16

Lexamen corrlatif des coupes lithologiques ainsi leves (voir annexes), laisse dduire une

relative homognit et continuit horizontale des facis, notamment les grs calcaires

conglomratique et les marno-calcaires qui constitueront en gnral lassise de fondation des

immeubles.

Le substratum schisteux est surmont soit par des marno-calcaire soit par des grs calcaires

conglomratique.

3. Aperu hydrogologique

La nappe scoulant dans la rgion de Casablanca est celle de la Chaouia ctire, existant cheval entre la wilaya de Casablanca, la wilaya de Settat et la province dEl Jadida. Laquifre est totalement dpourvu de nappes deaux souterraines continues et tendues. Lhorizon aquifre est constitu par les calcarnites plio-quaternaires, mais qui peut stendre aux zones fractures ou altres des formations schisto-quartzitiques dge primaire.

4. Caractrisation du niveau de la nappe du site dtude

Dans le but davoir une ide sur la circulation de la nappe lchelle de la rgion dtude

nous avons effectues des mesures pizomtriques durant la ralisation des sondages qui

laissent dduire que la nappe deau scoulant lchelle du site tudi a t intercepte

des profondeurs variant entre 8 et 11 m alors que les niveaux pizomtriques mesurs

oscillent entre 37 et 49 m.

A partir de lanalyse de la carte pizomtrique ainsi tablie (Fig.6) on constate que la

direction gnrale de lcoulement de la nappe une direction de SW vers le NE.

Sondages X Y Z NE (m) NP (m)

SCP1 290858 331303 44 7,9 36,1

SCP2 290832 331323 45 8,1 36,9

SCP3 290812 331290 47 8,32 38,68

SCP4 290787 331242 50 8,8 41,2

17

SCP5 290777 331212 55 7,8 47,2

SCP6 290789 331182 60 11 49

SCP7 290821 331237 52 11 41

SCP8 290756 331119 57 8 49

Tableau rcapitulatif des niveaux deau mesurs dans les sondages raliss de la zone dtude.

Fig 6: Reprsentation en 2 D de la carte pizomtrique de la nappe circulant

lchelle du site dtude (ralisation en Mai 2013 avec le logiciel Surfer

5. Climatologie

Suite aux donnes climatiques de la station Casablanca Anfa, la rgion de Casablanca est

classe en zone semi-aride.

La moyenne pluviomtrique annuelle sur une priode de trente annes de mesure (1933-1963)

est de 443mm.

Le mois le plus pluvieux est Dcembre, par contre les mois secs sont Juillet et Aot.

Y

y

y

X

18

Les statistiques des tempratures moyennes de Casablanca varient de 21,25 Pour la

temprature maximale et 13,61C pour la temprature minimale.

Lvapotranspiration relle daprs Thornthwait est de 400 mm. La rgion est souvent vente. Les vents dominants sont nord-sud, avec des vitesses infrieures

7m/s.

JANV FEV MARS AVRIL MAI JUIN JUILLET AOUT SEPT OCT NOV DEC ANN

Pluvio moyenne (mm)

71 55 53 37 22 3 0 1 6 38 67 90 443

Tmin(C ) 7.9 8.2 11.0 11.5 14 17.1 19.0 19.3 16.0 15.1 11.8 9.4 13.4

Tmax(C) 17.2 17.9 22.0 20.8 22.2 24.1 26.0 26.7 25.9 18.0 24.0 20.8 18

Tableau : donnes climatiques de la station Casablanca Anfa (1933-1963)

6. Classification de la zone sismique du site

Le territoire national est divis en 3 zones sismiques classes comme suit

Zone 1 : Faible sismicit

Zone 2 : Moyenne sismicit

Zone 3 : Forte sismicit

19

A chaque zone correspond un coefficient dacclration

Zones A=Amax/g

1 0.01

2 0.08

3 0.16

Lintensit avec laquelle un sisme est ressenti en un lieu donn, dpend dans une large

mesure de la nature des sols traverss par londe sismique. un classement des sites en trois

types est adopt en fonction de la classe des sols. Les sols sont classs selon leurs

caractristiques mcaniques.

Le choix du site tient compte la fois de la classe de sol et de son paisseur.

Sites Classe du sol

S1 Rocher sur toute la profondeur

On trouve le Sol ferme a une paisseur 15 m

Sol moyennement ferme paisseur 10 m

chaque type de site correspond un coefficient dinfluence donn.

Sites Coefficient

S1 1

S2 1,2

S3 1,5

Dans notre cas les paramtres prendre en compte sont :

Zone sismique : II

Acclration maximale : 0,08g

20

Type de site : S1

Cfficient du site : 1

Chapitre 4 : Reconnaissances gotechnique

I. Les essais de laboratoire

Le droulement du travail au Centre Exprimental des Sols (CES) suit les tapes

suivantes :

Prlvement dchantillons.

Rception dchantillons.

Elaboration du programme dessais.

Excution des essais.

Rdaction des rapports des essais.

Lors de la sortie sur terrain nous avons prlev des chantillons afin danalyser leurs

proprits au laboratoire. Il existe plusieurs techniques de prlvement qui sont toutes

normalises:

Prlvements dans des puits.

Prlvements grce un forage .

Prlvements manuels de blocs.

Prlvements manuels laide de botes.

1. chantillonnage :

21

Les chantillons doivent tre reprsentatifs de lchantillon global. Cette prparation

seffectue de manires diffrentes :

Par quartage ou fractionnement manuel dune quantit de matriau (si les quantits

prparer sont importantes).

Au moyen de diviseurs chantillonneurs (il permet de sparer en parties gales une

quantit donne du matriau).

2. Lavage :

Le lavage est une mthode trs importante et essentielle pour aborder nimporte quels

essais didentification.

Les chantillons prlevs et pess en fonction du type dessai raliser, sont pess afin de

dterminer leur teneur en eau. On les place ensuite dans une tuve 105 C pendant une

heure sil sagit dun matriau peu sensible la chaleur, ou dans une tuve 50 C pendant

deux heures si le matriau est sensible la chaleur (sil contient des matires organiques

par exemple).

Le matriau est ensuite lav leau et bross sur des tamis dont louverture dpend du

type dessai effectuer.

Essai Granulomtrie Valeur au bleu de mthylne

V.B.S

Limites

dAtterberg

Ouverture

tamis Refus 80 m Passants 5mm Passants

400m

Tableau : rcapitulatif de la granulomtrie de lchantillon en fonction de lessai raliser

3. Les essais didentifications

Les essais didentification sont les premiers essais raliser sur un sol. Ils vont permettre

de dterminer les caractristiques lmentaires de ce dernier et dtablir ainsi ses proprits

physiques Dans le but de dterminer les caractristiques gotechniques de notre sol tudi

Lanalyse granulomtrique : Mthode par tamisage sec aprs lavage

Principe de lessai :

Lessai consiste sparer les grains agglomrs dune masse connue du matriau par

brassage sous leau (lavage). Une fois sch ce sol est fractionn laide dune srie de

tamis. Le refus cumul sur chaque tamis est ensuite pes. Cette masse de refus cumule sur

chacun des tamis est enfin rapporte la masse totale sche de lchantillon soumis

lanalyse.

22

Dtermination de la granularit ou de la granuolomtrie :

La totalit du matriau sec est vers au sommet dune colonne dau moins trois tamis de

mailles dcroissantes du haut vers le bas. Le dernier tamis a des mailles gales celles sur

lesquelles sest fait le fractionnement, sous ce dernier tamis on dispose dun fond de tamis

pour recueillir les passants ventuels.

On agite manuellement la colonne de tamis, on termine le tamisage en remuant le matriau

la main afin de sassurer que plus aucun lment ne passe travers les mailles de chaque

tamis.

Les refus sur chaque tamis sont pess successivement puis cumuls.

La valeur au bleu de methylne dun sol V.B.S


La dtermination de la valeur au bleu de mthylne dun sol (V.B.S.) a pour but de

mesurer la quantit et lactivit argileuse dun sol par dosage de la quantit de bleu de

mthylne pouvant sadsorber sur la prise dessai. Cette valeur est rapporte par

proportionnalit directe la fraction 0/50 mm du sol.

Dtermination de la V.B.S. :

On prpare trois prises dessais de la fraction 0/5m de masse .

La premire prise dessai sert la dtermination de la V.B.S. La deuxime servira la

mesure de la teneur en eau. Quant la troisime, elle est conserve en prvision au cas o

lessai devrait tre renouvel.

On introduit la premire prise dessai dans un bcher de 3000 ml. On ajoute 500 ml deau

distille. Cette solution est homognise par agitation mcanique pendant 5 minutes 700

tours par minute.

Grce au dispositif de dosage, on injecte 5 10 ml de bleu de mthylne dans la solution

en agitation, au bout dune minute, on procde lessai la tche. Pour ce faire on prlve

laide dune baguette en verre une goutte de la solution et on la dpose sur un papier filtre

La tche ainsi forme se compose dun dpt central de matriau color bleu sombre

entour dune zone humide incolore.

23

Fig7 : tche avec aurole sur papier filtre

On procde des injections successives, par paliers de 5 10 ml, avec prlvements

comme indiqu ci-avant jusqu ce quapparaisse une aurole bleu clair dans la zone

priphrique de la zone humide de la tche.

Expression des rsultats :

La masse de bleu (B) introduite est directement dduite du volume:

B=V*0.01

O: V: volume de solution de bleu utilise (cm3).

La Valeur au Bleu de mthylne du Sol (V.B.S.) (en grammes de bleu pour 100 g de sol

sec) vaut donc:

VBS= (B/ m0)*100

O: m0: masse sche de la prise dessai :

m0 = m1 / (1 + w)

Avec m1: masse humide de la prise dessai

W : teneur en eau

Les limites dAtterberg

24


Les limites dAtterberg sont des paramtres gotechniques permettant didentifier un sol.

Ces limites ont donc pour but de dfinir les tats dhumidit correspondant aux limites

entre les tats liquide, plastique et solide, ltat dhumidit du sol tant exprim par sa

teneur en eau.

Les limites dAtterberg sont :

la limite de liquidit wL qui traduit le passage entre ltat liquide et plastique.

la limite de plasticit wP traduisant le passage entre ltat plastique et solide.

Ces limites permettent de calculer lindice de plasticit not Ip.

Dtermination des limites dAtterberg:

principe de lessai

A fin de derminer les limites de liquidit et celle de plasticit on passe par ltape suivante : On prlve une prise dessai que lon tale sur une plaque en marbre afin dhomogniser cette prise dessai et de lhumidifier.

Fig 8 : talage de chantillon

Limite de liquidit

Mthode de pntromtre cne :

25

Fig 9 : pntromtre cne Fig 10: contacte pntromtre/pte avant

pntration

Une portion de la pte homognise est prleve et introduite dans une coupelle que lon place sous le cne du pntromtre. Il faut veiller ce que la pointe du cne soit en contact

avec la pte mais ne sy enfonce pas.

Le pntromtre est ensuite dclench et le cne senfonce dans la pte ; il suffit alors de lire la profondeur denfoncement sur le cadran.

On cherche obtenir de lchantillon une teneur en eau telle que lon puisse avoir quatre valeurs de pntration du cne dans lintervalle 10-25mm.

La limite de liquidit wl est la teneur en eau du matriau qui correspond

conventionnellement un enfoncement de 17mm du cne.

Limite de plasticit

On prlve une portion dchantillon afin de former une boule. Celle-ci est roule la

main sur la plaque de marbre dans le but dobtenir un rouleau qui est aminci

progressivement jusqu ce quil atteigne 3 mm de diamtre. Au moment o il atteint 3 mm

de diamtre, le rouleau doit mesurer environ 10 cm de long. La limite de plasticit est

atteinte lorsque simultanment le rouleau se fissure et que son diamtre est de 3 mm 0.5

mm.

Une fois les fissures apparues, le centre du rouleau est prlev et plac dans une bote de

Pitri afin de mesurer sa teneur en eau.

La limite de plasticit wP est la teneur en eau conventionnelle dun rouleau de sol qui se

fissure au moment o son diamtre atteint 3 mm 0.5 mm.

Indice de plasticit =limite de liquidit limite de plasticit

IP = wL - wP

Avec lindice de plasticit on peut classer un sol suivant son degr de plasticit :

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IP Degr de plasticit

du sol

0 5 Sol non plastique

5 15 Sol peu plastique

15 40 Sol plastique

>40 Sol trs plastique

Plus lindice de plasticit est lev, plus le sol est sensible aux effets de gonflement

par son humidification ou de retrait par sa dessiccation.

4. Essai mcanique sur sols

Essai de compression l'oedomtre :

Le sol est un matriau compressible, lorsqu'une charge est applique sa surface, le sol se

dforme, le tassement cest la dformation verticale par diminution de lpaisseur de la

couche sollicite.

Les tassements subis par le sol sous l'effet d'une contrainte sont dus 3 phnomnes :

La compression des grains solides du sol.

La compression de l'air contenu.

L'vacuation de l'eau et de l'air contenu.

Sous l'action d'une charge, le sol se consolide : son indice de vide dcrot pour se stabiliser

une valeur en fonction de la charge applique.

Lessai oedomtrique est un essai de compression de sol avec un champ de dformation

uni axial aussi appel essai de compression confine ou encore essai de consolidation.

27

Fig 11 : Photo dune cellule oedomtrique avec son schma

Principe :

Lessai Oedometrique permet de dterminer certaines caractristiques du sol ncessaire

pour pouvoir valuer les tassements de celui-ci suite lapplication de charges.

Lessai consiste exercer des cycles de chargement et de dchargement sur un chantillon

de sol drain sur deux faces lintrieur dune cellule rigide.

La courbe Oedomtrique qui reprsente lindice des vides (e) en fonction de la contrainte

verticale effective applique () nous permet destimer :

Lindice de gonflement : Cs = pente de la courbe de dchargement

Lindice de compression : Cc = pente de la courbe de chargement

La pression de pr-consolidation : p qui correspond a la plus grande contrainte supporte

par le sol

5. Expression des rsultats

Dans le but de dfinir les caractristiques intrinsques de lassise de fondation, il a t

procd la ralisation dune srie dessais en laboratoire sur les passages marno-sableux

(analyse granulomtrique, limites dAtterberg, essai oedomtrique)

28

Les passages marno-sableux : montrent les caractristiques gotechniques

suivantes

- Une plasticit non mesurable

- Une granulomtrie comportant

- 87 98 % de fines

- 2 13 % de sable

Un indice de gonflement de : Ig = 0.01 traduisant un sol non expansif.

Un indice de compression de : Ic = 0.09 ce qui implique un sol peu compressible.

Lexamen analytique des rsultats obtenus montre quil sagit dun sol fin non plastique, non expansif et peu compressible.

II. Essai in situ

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Les essais in situ (ou en place) de gotechnique servent dterminer des paramtres de

comportement mcanique du sol en place.

1. Lessai Pressiomtrique

Fig 12 : principe de lessai pressiomtrique

Lessai pressiomtrique de Mnard est un essai de chargement du sol en place. Il consiste dilater radialement au sein du sol, une sonde cylindrique et dterminer la relation entre la

pression applique, selon un programme de chargement impos, et le dplacement de la

paroi de la sonde. Il permet de dterminer une caractristique de dformabilit (Em) et une

caractristique de rupture (PL).

Un pressiomtre est lensemble de lappareillage ncessaire la ralisation de lessai. L'appareil comprend 2 parties :

la sonde (introduite dans le forage) : La sonde est constitue d'une armature

cylindrique recouverte d'une enveloppe en caoutchouc. Cette armature se

dcompose en 3 cellules une cellule mdiane dite cellule de mesure et deux cellules

extrieures dites cellules de garde. Les cellules de garde sont soumises une

pression de gaz alors que la cellule de mesure est soumise une pression d'eau.

le dispositif de mesure (restant la surface du sol) : se compose d'un contrleur

pression-volume (CPV) constitu d'un volumtre et d'un manomtre de mesure. La

source de pression est une bouteille de CO2 dlivrant jusqu' 60 bars.

30

Fig 13: Sonde / Pressiomtre

1. Conduite de l'essai

La pression rgnant l'intrieure de la sonde est absorbe en partie par la dformation de

l'enveloppe. Il y a donc lieu de procder avant tout essai un talonnage de la sonde en

traant la courbe donnant l'augmentation de volume V en fonction de la pression P. Il en

rsulte une correction de pression variable avec le volume d'eau injecte. De plus, la pression

de la sonde est gale la pression lue au manomtre augmente de la hauteur d'eau jusqu'au

Niveau de mesure.

L'essai est ralis en augmentant la pression par palier. A chaque palier, on note les valeurs

de l'augmentation de volume V au bout de 15s, 30s et 60s aprs la fin de la mise la

pression. On trace la courbe : V60 = f(P)

Fig 14 : Courbe de pressiomtre

31

2. Paramtres gomcaniques mesurs

Lessai pressiomtrique est le seul essai en place permettant de donner une loi de

comportements en contraintes dformations. Les paramtres dduits cet effet sont les

suivants :

Le module pressiomtrique Em qui dfinit le comportement pseudo lastique du sol.

La pression limite PL qui caractrise la rsistance de rupture du sol.

La pression de fluage Pf qui dfinit la limite entre le comportement pseudo lastique et

ltat plastique.

La courbe pressiomtrique est compose des trois phases suivantes :

Phase I de recompactage :

Il sagit de la mise en contact de la paroi de la sonde avec le sol, elle est limit par la

Pression horizontale totale des terres au repos.

Phase II pseudo lastique :

Elle est dlimite par la pression horizontale totale des terres au repos et la pression de

fluage Pf qui caractrise lapparition de dformations plastiques importantes au voisinage de

la sonde (limite suprieure de la phase pseudo lastique). Cette phase est caractrise par un

module pressiomtrique (Em) dfini par lexpression suivante :

Em= 2 .(1+ ).(V0-Vm).P/V

: Coefficient de poisson du sol.

V0: Volume initial de la sonde au repos.

Vm: Variation de volume correspondant la valeur moyenne de la pression

applique dans la phase pseudo lastique.

P/V : Linverse de la pente de la partie linaire de la courbe.

Phase III de grandes dformations :

Elle est dlimite par la pression de fluage Pf et lasymptote verticale caractrisant la

rupture du sol appele pression limite PL, par convention cette pression est enregistre

lorsque le volume de la sonde est gal au double de son volume initial.

3. Avantages et inconvnients du Pressiomtre

Avantage :

L'appareillage est relativement simple, robuste et lger. Les essais sont ralisables dans

32

tous les types de sols condition de bien choisir la technique de mise en place de la sonde.

Cet essai permet d'valuer valablement les tassements lorsque ceux-ci sont faibles (quelques

centimtres),de plus on obtient quasi instantanment un ordre de grandeur de contrainte

admissible du sol.

Inconvnients :

Pour la mise en place de la sonde, il est ncessaire de faire un forage de bonne qualit.

C'est un essai rapide ne permettant pas d'aborder les problmes de consolidation ou de

stabilit long terme.

4. Rsultats de lessai pressiomtrique

Six sondages prssiomtriques ont t raliss dans le site dtude. Le pressiomtre utilis est un pressiomtre Mnard. Le principe de lessai consiste descendre diffrents intervalles de profondeur 1.5m dans notre tude une sonde lectrique gonflable

e. Bien entendu, on mesure la rsistance du sol vis-vis de la contrainte horizontale applique

par la sonde sur les parois du sondage. Les variations du volume du sol sont mesures en

fonction de la pression radiale applique selon un pas de chargement conditionn par la

lithologie des terrains traverss.

Trois paramtres sont dduits travers cet essai :

le module pressiomtrique EM

La pression limite Pl

La pression de fluage Pf

Les rsultats des essais pressiomtriques sont rcapituls dans les tableaux en annexe de ce

rapport, les variations verticales des diffrents paramtres prssiomtriques sont enregistrs

sous forme de diagrammes synoptiques dans les coupes lithologiques joint en annexe

En se rfrant aux mesures effectues dans les sondages pressiomtriquse, nous constatons un

caractre mcanique htrogne le long des formations traverses.

Les rsultats obtenus par les essais pressiomtriques sont :

Les tufs calcaires :

1.12 Mpa PL 2.76 Mpa

19.5 Mpa EM 50.5 Mpa

33

Les sables graveleux tuffacs :

2.01 Mpa PL 3.56.30 Mpa

42.9 Mpa EM 68.1 Mpa

Les grs calcaires conglomratiques:


34.3 Mpa EM 600 Mpa

Les alternances marneuses et marno-calacire indurs et altrs:


57.6 Mpa EM 190 Mpa

Le substratum schisteux :

PL > 5.03 Mpa

133.6 EM 1627 Mpa

Au vu de ces rsultats, on constate que les formations rencontres entre 0 et 18 m de

profondeur sont dots dune rsistance mcanique leve trs levs et montrent des

caractristiques prssiomtriques dun sol surconsolid.

34

Chapitre 5 : Etude gotechnique

I. Les fondations

La fondations dun ouvrage est llment de liaison fondamentale entre celui-ci et le sol , elle est chargs de transmettre ce dernier des charges et des surcharges engendres par la

construction en service .

1. Les diffrents type de fondations

Il existe deux grandes familles de fondations :

Fondations superficielles

Fondations profondes

Entre les deux extrmes, fondations superficielles et fondations profondes, on trouve les

fondations semi-profondes.

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Fondations profondes

Les fondations profondes sont celles qui permettent de reporter les charges dues louvrage quelles supportent sur des couches situes depuis la surface jusqu une profondeur variant de quelques mtres plusieurs dizaines de mtres: ce sont les pieux, les puits et les barrettes.

Fondations semi-profondes

Ce sont les fondations, dont la base se situe au-dessus de la profondeur critique, il sagit des pieux. Il ny a pas de mthode de calcul propre cette catgorie de fondations qui ne constituent que des cas.

Fondations superficielles :

La fondation supercielle est, par dnition, une fondation qui repose sur le sol ou qui ny est que faiblement encastre. Les charges quelle transmet ne sollicitent que les couches supercielle et peu profondes.

On distingue :

Les semelles filantes, gnralement de largeur B modeste et de grande longueur L.

Les semelles isoles, dont les dimensions en plan B et L sont toutes deux au plus de quelques mtres ; cette catgorie inclut les semelles carres (B/L = 1) et les semelles

circulaires (de diamtre B).

Les radiers ou dallages, de dimensions B et L importantes.

2. Facteurs de choix du type de fondation

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La nature de l'ouvrage fonder : pont, btiment Dhabitation, btiment industriel, soutnement.

La nature du terrain : reconnaissance gotechnique du terrain par sondages et apprciation des caractristiques.

Le site : urbain, campagne, montagne, bord de mer.

La mise en uvre des fondations : terrain sec, prsence d'eau.

Le type d'entreprise : matriel disponible et comptences.

Le cot des fondations : facteur important mais non dcisif.

Faisant rfrence au descriptif lithologique des sondages ralis et aux proprits du terrain

en place, les fondations adoptes seront des fondations superficielles laide dappuis isols ancrs dans les grs calcaires conglomratiques ou les calcaires marno-sableux indurs.

3. Calcule de contrainte admissible

Pour le calcul de la contrainte admissible on va se baser sur le calcul au pressiomtre de

Mnard. Les calcules on t effectus avec le logiciel FOXTA 2

La Contrainte admissible est la valeur limite que peut supporter le matriau pour le mode de

sollicitation (compression, traction, flexion).

La contrainte admissible est calcule par la formule suivante :

a = Pl*. Kp /F

Avec :

Pl* pression limite dans les calcaires marno-sableux passages marneux.

Kp facteur de portance pressiomtrique (Kp = 0.8 ) ;

F : Coefficient de scurit (F = 3).

Compte tenu de lhtrognit de lassise de fondation, la prsence de passages, fracturs,

fragments et altrs et les intercalations marneuses peu compressibles, la contrainte

admissible du sol en place sera :

a = 3 bars

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4. Calcule de tassement

Le tassement pour une semelle isole de largeur B = 2 m se calcule de la manire suivante:

S

f = S

c + S

d

.

Coefficient rhologique =

q : la contrainte applique par la semelle.

EC et Ed : sont les modules pressiomtriques quivalents du sol

Le calcul des modules Ec et Ed se fait de la manire suivante : Ec est pris gal au module E1

mesur dans la tranche dpaisseur B/2 situe sous la fondation : Ec = E1.

Ed est obtenu par lexpression :

O Ei,j est la moyenne harmonique des modules mesurs dans les couches situes de la

profondeur i B/2 la profondeur j B/2 .

Si les valeurs de E9 E16 ne sont pas connues, on calcule Ed de la manire suivante :

Il en est de mme si les valeurs de E6 E8 ne sont pas connues :

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Compte tenu des paramtres obtenus et le taux de travail recommand, les tassements obtenus

demeurent admissibles.

5. Modalits de fondation

Faisant rfrence au descriptif lithologique du sondage ralis et aux proprits intrinsques

des terrains en place, les modalits de fondation ainsi recommandes seront comme suit :

Adopter un systme de fondation superficiel laide dappuis isols ancrs dans les grs calcaires conglomratiques ou les calcaires marno-sableux indurs.

Lassise de fondation correspond aux formations grso-calcaires ou aux calcaires marno-sableux, atteints entre 2.30 et 5 m de profondeur avec un ancrage de 0.40 m.

Le taux de travail sera limit 3 bars.

6. Terrassements

Les terrassements seffectueront sur :

La partie meuble (remblai, terre vgtale, tufs-calcaires, sable tuffac graveleux) laide doutils classiques telles que les pelles, les pioches ou la pelle mcanique.

La partie rocheuse (grs calcaire conglomratique, calcaire sablo-marneux indur), sur une paisseur variable, ncessite lemploi des engins pneumatiques adquats tels que la brise- roche ou le marteau piqueur.

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Conclusion

La prsente tude sinscrit dans le cadre du projet damnagement des immeubles du lot 126 de lancien aroport Anfa. La campagne de reconnaissance, par sondages mcaniques et essais pressiometriques, dans le site dtude montre que le sol de ce site est essentiellement constitu par :

une formation superficielle de nature tuffac

Des sable graveleux tuffacs.

Des grs calcaires conglomratiques indurs, entrecoups de passages fragments

Des alternances de marne et de calcaire marno-sableux indur et/ou altr.

Des schistes du substratum primaires, altrs en surfaces.

En se basant sur les coupes des sondages et sur les rsultats des essais pressiometriques et en

tenant compte du type de louvrage projet nous proposons les lments de fondation suivants :

Assise de fondation : grs calcaires conglomratiques ou les calcaires marno-sableux indurs

Ancrage : 0.40 m

Taux de travail : 3 bars

Tassements : admissible

les paramtres prendre en compte sont

Zone sismique : II

Acclration maximale : 0,08g

Type de site : S1

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Cfficient du site : 1

Bibliographie

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sec aprs lavage)

Norme Franaise P 94-068 (1993): mesure de la quantit et de lactivit de la

fraction argileuse, dtermination de la Valeur au Bleu de mthylne dun Sol par

lessai la tche.

Norme Franaise P 94-051 (1993): dtermination des limites dAtterberg, limite de

liquidit et limite de.

Norme Franaise P 94-090-1 (1997): essai oedomtrique.

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M. COMBE, M.FERR & Jean-Pierre THAUVIN : Msta centrale et Msta

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Parasismique (R.P.S 2002) rglement de construction

Document interne de LPEE .

Carte gologique : MONITION.L 1958 5( ressources en eau Maroc )

41

Annexes

Documents

Projet d'Amenagement et d'Urba - El MSIEH Ouiam_1586.pdf