Soutenance mémoire
Notions sur les modules. Définitions. Liens entre les diffèrent modules
Dans la science des matériaux le terme « module » désigne, généralement, la capacité d’un matériau de résister à une action (une force) exercée sur lui sans rompre et sans produire de déformations plastiques (notions de résistance des matériaux) (Ruste, 2011). Ce « module » lie donc les déformations qui en résultent de cette action sur le matériau. L’élasticité linéaire suppose que les déformations sont proportionnelles à la contrainte appliquée, et par conséquent si la contrainte n’est plus appliquée, l’élément retourne à son état initial (théorie de Hooke). Or cette approche, ne peut pas décrire le comportement réel d’un sol. L’application de la notion de « modules de déformation » en géotechnique est beaucoup plus complexe en raison de la nature du sol, ses propriétés, ses paramètres d’état ainsi que la plage de déformations sollicitées qui sont liées à la finalité de l’étude ou fonctionnalité de l’ouvrage et du type d’essai utilisé. Souvent nous identifions le module d’Young, E, comme le module élastique du sol alors qu’il y a très peu d’élasticité dans les sols (Combarieu, 2006 ; Benz, 2007). De plus la détermination de ce module s’obtient dans les conditions d’une compression (ou extension) seule uni-axiale d’un matériau rigide (figure 2.2). Alors que les essais souvent réalisés sur les sols (œdomètre, triaxial, cisaillement direct) comprennent aussi une contrainte radiale. Donc dans les sols nous pouvons parler plutôt d’un module d’Young équivalent, qui est associé à un type de chargement et dont une solution élastique du problème est envisagée pour ce type de chargement (Gambin et al., 1996 ; Gambin et al., 2002). Cette appellation du module d’Young est utilisée pour des modélisations numériques dans le cas du modèle élastique-parfaitement plastique de Mohr-Coulomb (figure 2.3). Dans ce cas-là il s’agit plutôt d’ « ajuster » un module connu et obtenu par des essais in situ et lui associer des caractéristiques mécaniques du sol obtenues au laboratoire (Bohn 2015).
Comportement élasto-plastique avec écrouissage
Plus récemment, l’ingénieur géotechnicien fait appel à la modélisation des sols par le biais de la loi de comportement HSM (Hardening Soil Model) (figure 2.9) telle que décrite dans les travaux de Schanz et al. (1999) et Benz (2007) qui reposent sur les travaux de Vermeer (1978). En effet cette loi de comportement est implantée dans un module très populaire utilisé par l’ingénieur géotechnicien qui est Plaxis. Le Hardening Soil Model repose sur les travaux de Kondner (1963) et Duncan et Chang (1970) plus tard. Il s’agit d’un modèle avancé de simulation du comportement de diffèrent types de sol, qu’ils soient raides/fermes ou mous (Schanz, 1998). Le HSM améliore l’approche du modèle hyperbolique par :
– L’utilisation d’une théorie de plasticité plutôt que d’élasticité ;
– L’inclusion du phénomène de la dilatance des sols ;
– L’utilisation de la notion de surface de charge.
Le critère de plasticité adopté est celui de Mohr-Coulomb. En outre, le modèle HSM utilise un écrouissage plastique avant la rupture au lieu du comportement purement élastique supposé dans le modèle MC. Le modèle HSM est un dérivé du modèle hyperbolique de Duncan et Chang (1970) car il en reprend en améliorant, les formulations hyperboliques et est adapté à tous les types de sol. La surface de charge est décrite par deux mécanismes avec écrouissage isotrope contrôlant respectivement les déformations volumiques et déviatoriques (figure 2.10).
Quantification de l’influence du type de prélèvement sur le module à très faibles déformations
Une différence est souvent constatée au niveau des faibles déformations entre le module maximal déterminé en conditions de laboratoire et in situ (par propagation d’ondes) (Stokoe et al. 1994 ; Benz, 2007). Le module de cisaillement maximal en conditions de laboratoire tient compte des facteurs suivants, n’intervenant pas dans la mesure in situ :
– le degré de perturbation dû au prélèvement de l’échantillon ;
– le degré de perturbation dû à la préparation de l’éprouvette ;
– le degré de perturbation dû à l’installation de l’éprouvette ;
– l’impossibilité de reproduire au laboratoire les mêmes conditions de contraintes qu’in situ.
L’utilisation du module de cisaillement maximal obtenu en conditions in situ est encouragée et privilégiée (Stokoe et al., 2004) dans le cadre d’une étude puisqu’il est :
– pas sujet de perturbations (Borel et Reiffsteck, 2006 ; Ferber, 2003) ;
– à l’abri de la déformation due à la manipulation du sol (i.e. la préparation d’une éprouvette) ;
– représentatif du site. Les essais sismiques sur site concernent un large volume de sol, or les essais de laboratoire ne concernent que des éprouvettes de petites tailles (Foti, 2012) ;
– non soumis effets secondaires du temps, comme le vieillissement.
Plusieurs études montrent la différence entre les courbes de réduction de module en fonction de la qualité et du type de prélèvement. Le module obtenu en laboratoire (par essais à la colonne résonnante ou Bender Elements) noté Gmax, lab est comparé à celui obtenu in situ (par essais de propagation d’ondes), noté Gmax, in situ. Ainsi, afin de pouvoir illustrer la différence existante entre les modules Gmax, lab et Gmax, in situ, nous présentons sur la figure 2.19 les résultats de l’étude Rosrine (Stokoe et al., 1994). Dans une tendance générale, d’après l’étude Rosrine (Stokoe et al., 1994) (cité par Darendeli, 2001), le rapport des vitesses des ondes de cisaillement en laboratoire et in situ, peut descendre jusqu’à 0,6 et conduire par conséquent un rapport de modules de cisaillement allant jusqu’à 0,4 (avec des écart pouvant aller en dessous du rapport de 0,25) (figure 2.19). Des travaux plus récents (da Fonseca Ferreira, 2008) ont permis eux de juger de la qualité du prélèvement mais aussi de la qualité de réalisation de l’éprouvette testée à partir de la vitesse de propagation des ondes de cisaillement en conditions de laboratoire (Bender Elements) et in situ (figure 2.20 et tableau 2.1). Nous constatons sur la figure 2.20 et le tableau 2.1, qu’une perte de 15% est constatée pour des conditions de prélèvement qualifiées d’« excellentes ». La question de la production d’une éprouvette représentative du terrain persiste donc. D’autres travaux permettent de juger du degré de perturbation du sol en fonction du prélèvement et de voir son incidence sur la courbe de réduction du module, comme les travaux d’Ishihara (1993 et 1996).
Les essais in situ
Les essais in situ réalisés sur ce site comportent :
– les méthodes d’ondes de surface par l’analyse multicanaux (MASW),
– l’enregistrement des paramètres de forage,
– les essais pressiométriques sans cycle et avec cycle,
– le prélèvement par carottier triple.
N’ayant pas de coupe géologique définie du site en question, la reconnaissance géophysique par méthodes d’ondes de surface a permis dans un premier temps « un balayage » du site par la détermination des vitesses des ondes de cisaillement, fournissant ainsi « un profil de raideur » des couches de sol en place. Dans un second temps, après réalisation des essais de laboratoire, permettant de déterminer la masse volumique des sols étudiés, les méthodes d’ondes de surface ont permis d’estimer l’ordre de grandeur du module de cisaillement du sol à très faibles déformations, Gmax. A la suite nous avons réalisé des essais pressiométriques standards et avec cycle afin d’obtenir l’ordre de grandeur du module à grandes déformations. Le prélèvement du sol a été réalisé par carottier triple afin de pouvoir récupérer des échantillons les moins remaniés possible. Les paramètres de forage ont également été enregistrés afin de pouvoir obtenir la description lithologique des couches traversées et leur résistance au forage. Les paragraphes qui suivent décrivent plus en détail les expériences in situ réalisées sur le site de Bussy-Saint-Georges dont la localisation est indiquée sur la figure 3.1 (depuis géoportail.fr) et une vue du site est présentée sur la figure 3.2.
Reconnaissance géophysique par la méthode des ondes de surface Dans notre programme expérimental, nous commençons la reconnaissance du soussol par l’application des méthodes d’ondes de surface. La méthode employée dans ce cadre est l’analyse multicanaux des ondes de surface, MASW (Park et al., 1999). Le matériel utilisé pour l’expérience est constitué des éléments suivants :
– Un enregistreur de données de type TerralocPro avec 26 canaux (relié à une batterie externe d’alimentation, figure 3.3).
– Une flûte sismique réversible pour brancher 24 géophones avec des espacements de 2 m entre eux (figure 3.3).
– 24 géophones de 4,5 Hz.
– Un pénétromètre de battage manuel comportant un mouton d’une masse de 10 kg. La chute du mouton sert à déclencher la mesure à l’aide d’un accéléromètre branché à la poignée du mouton de battage.
– Une plaque en plexiglass.
Le pas d’échantillonnage choisi pour l’acquisition des données est de 400 µs pour un enregistrement de 2048 échantillons pour chacun des 24 géophones. Le temps d’acquisition est donc de 0,81 s pour chaque tir. Dans la pratique courante d’acquisition de données sismiques en méthode active, un temps d’acquisition inférieur à 1s est très répandu, et jugé suffisant pour réceptionner le signal sur tous les géophones (Park et al. 2007), pour la longueur du dispositif utilisé. A chaque position de frappe, nous avons réalisé un minimum de cinq tirs (stacks), afin de pouvoir améliorer le signal en diminuant le bruit parasite généré par le passage de camions à proximité. Nous avons espacé les 24 géophones de 2m entre eux pour une longueur totale de dispositif qui est égale à 46 m. Cette taille de dispositif permettra d’atteindre une bonne résolution à 10 m de profondeur (Bodet, 2005). La particularité du site, allongé suivant la direction SW-NE (figure 3.4), nous contraint à réaliser des profils parallèles en ce qui concerne la méthode des ondes de surface. La configuration linéaire étudiée a une étendue de 80 m et les profils sismiques sont espacés de 2 m entre eux (figure 3.5) et ont la même origine spatiale. Cet espacement restreint entre les profils nous permet de limiter la variabilité spatiale de l’emprise étudiée du site dans la détermination des courbes de dispersion. Nous avons choisi un protocole d’acquisition, demandant la réalisation d’un tir direct et d’un tir inverse de chaque côté du dispositif, dans l’objectif de mieux cerner la signature du milieu. De plus, nous avons opté pour un offset (distance à partir du premier géophone) variable qui permettra par la suite, dans l’analyse du signal, d’optimiser la distance pour le calcul de la courbe de dispersion (Bodet, 2005). Au regard de la nature du site et de l’objectif de l’étude, nous avons choisi de réaliser des tirs directs et inverses à des distances de 9 m, 7 m, 5 m, 3 m et 1 m du premier et dernier géophone. Après avoir effectué tous les tirs sur la première base (tirs d’offset et tirs entre les géophones) le dispositif a été déplacé de 4 m et il a été procédé aux tirs directs et tirs inverses (avec les offsets annoncés précédemment). Cette procédure a continué jusqu’à ce que la fin du dispositif ait atteint les 80 m d’étendue linéaire. Nous avons choisi de traiter les données acquises par deux logiciels différents, Geopsy et SeisImager. Cette démarche a été employée afin de pouvoir mettre l’accent sur les différences de traitement qui existent entre les deux logiciels. Ces différences résident essentiellement dans la méthode d’inversion employée. En effet, le logiciel Geopsyutilise la méthode d’inversion par l’algorithme de voisinage (Sambridge, 1999 ; Wathelet, 2005), tandis que SeisImager utilise une méthode locale itérative des moindre carrées pour déterminer la meilleure solution grâce à l’erreur moyenne quadratique la plus basse (RMSE, voir section 2.3.2.4). La démarche comparative adoptée, nous conduit, elle aussi, à employer la méthode des déplacements du dispositif. La raison est que le logiciel Geopsy, contrairement au logiciel SeisImager, ne permet pas d’employer la méthode MASW 2D à l’aide des points milieux communs (CMP, telle que détaillée dans la section 2.3.2.2.1). Le traitement du signal acquis consiste dans l’analyse fk (fréquence-nombre d’onde) appliquée sur les données. Dans ce cadre, nous avons présenté à titre d’exemple les courbes de dispersion obtenues suite au traitement avec les deux logiciels pour la position x=23m (B-1) sur le profil P1 (figure 3.7). Nous observons sur la figure 3.7 que les courbes de dispersion sont différentes à partir de 22 Hz et surtout entre 22 et 32 H. Pour la suite, en terme d’allure de courbes, le développement est similaire et quasiment constant avec l’augmentation des fréquences. Cependant la courbe obtenue en utilisant le logiciel SeisImager donne des valeurs supérieures de vitesses de phase si comparée à la courbe obtenue par le logiciel Geopsy. Ce phénomène n’est pas observé dans la première partie des courbes, au-dessous de 22 Hz, où la différence est minime voire inexistante pour le premier point. Nous pouvons en déduire, vu l’allure des courbes de dispersion, que les profils sismiques verticaux (1D) obtenus après inversion seront diffèrent. Cependant, l’intérêt de la comparaison de l’utilisation des deux logiciels se trouve aussi dans l’exploration des diverses techniques d’inversion qui sont utilisées dans l’étude par ondes de surface. Ainsi, le logiciel Geopsy permet une plus grande liberté dans la manipulation des paramètres d’entrée pour le processus d’inversion réalisé par le module Dinver (faisant partie de la suite du logiciel Geopsy). Le logiciel SeisImager utilise, quant à lui, la méthode itérative des moindres carrées pour offrir la meilleure solution (erreur moyenne quadratique, RMSE, la plus basse) sous la forme d’un profil vertical d’ondes de surface influencé majoritairement par le modèle initial (Strobbia, 2003). Ce modèle initial est basé essentiellement sur deux paramètres : la profondeur et le nombre de couches. Au contraire, le module Dinver installé dans Geopsy, permet la variation des paramètres tels que : la profondeur, le coefficient de Poisson, la masse volumique et le lien existant entre la vitesse des ondes de cisaillement et les ondes de compression. La méthode d’inversion utilisée par ce module est la méthode de l’algorithme de voisinage (Sambridge, 1999 ; Wathelet, 2005). Le processus commence par une recherche brute, de type Monte Carlo, sur l’espace des modèles générés et puis il suit une recherche « guidée » (Gélis, 2005 ; Renalier, 2008) pour minimiser le misfit (section 2.3.2.4). Les paramètres de base que nous avons retenus pour l’inversion sont :
– Profondeur de 12 m ;
– 4 couches de sol.
Pour l’utilisation de Geopsy, les paramètres ci-dessus ont été de plus complétés par un coefficient de Poisson entre 0,2 et 0,4, une masse volumique de 2000 kg/m3 pour toutes les couches et les vitesses de cisaillement et de compression ont été liées. Nous présentons, sur la figure 3.8, les résultats obtenus des deux inversions avec SeisImager et Geopsy, afin de mettre en évidence les différences sur les profils VS. En ce qui concerne la présentation des 10 profils verticaux ayant obtenu le misfit minimal en utilisant Geopsy (figure 3.8, diagramme à droite), nous avons préféré un affichage sous Excel détaillant en légende les valeurs du misfit (M), au lieu d’une présentation standard sous figue, module qui permet les affichages pour Geopsy. En effet figue, ne permet qu’une illustration du misfit en utilisant une échelle de couleurs. L’affichage des profils obtenus par l’analyse avec le logiciel Geopsy (à droite) correspond aux 10 profils ayant le misfit minimal (M) associé. Comme attendu, les profils verticaux d’ondes de cisaillement présentés sur la figure 3.8, obtenus par ces deux logiciels, se présentent différemment. Le logiciel SeisImager ne fournit qu’un seul profil qui a un RMS le plus bas (3,28%). Afin de mettre en évidence la non-unicité de la solution, nous avons affiché 10 profils verticaux sur les résultats obtenus par le logiciel Geopsy avec les misfits (M) associés. Ces profils sont différents pour des misfits (M) qui sont très proches (0,0448858 < M< 0,0455081). Malgré les différences constatées entre le profil obtenu par Geopsy et celui obtenu par SeisImager, respectivement à environ 1 m et 6 m de profondeur, nous constatons une ressemblance sur la figure 3.8. Concrètement, cette similitude se présente par le changement majeur qui est vérifié sur l’ensemble des profils se situe entre 3 et 3,30 m de profondeur. Ici encore l’écart observé entre les deux logiciels n’est pas de la même ampleur (100 m/s de différence pour le profil à gauche et environ 200 m/s pour l’ensemble des profils à droite). En vue des résultats présentés sur la figure 3.8 nous pensons que le changement observé sur l’ensemble des profils concerne la couverture limoneuse du site déjà mentionnée dans la littérature (Grasson, 2015). Le fait d’avoir obtenu cette ressemblance à la même profondeur en utilisant deux logiciels différents renforce l’hypothèse avancée sur la présence du limon des plateaux jusqu’à une profondeur de 3 m. Cependant dans le cadre de la démarche adoptée pour l’étude des sites par ondes de surface, la validation ne peut arriver qu’à l’étape des sondages in situ (sondages destructifs et carottés). La solution d’un problème inverse est non-unique (Tarantola, 2005) mais les différences constatées ci-dessus amènent plutôt la discussion sur le choix de la méthode d’inversion. D’un côté, l’inversion par la méthode de l’algorithme de voisinage nécessite l’utilisation d’une information préalable pas disponible mais elle offre une plus large possibilité plus grande de manipulation des paramètres d’inversion. De l’autre côté, l’utilisation des méthodes locales s’avère intéressante en coût de calcul et pour une première reconnaissance du site. Donc l’application d’une méthode ou de l’autre dépend de la finalité de l’étude, mais le traitement par les deux logiciels est encouragé compte tenu des incertitudes associées à l’inversion. Toutefois, la méthode d’inversion utilisée ne peut pas être la seule explication des différences observées pour ce cas d’étude. Les différences observées également sur les courbes de dispersion en sont la deuxième explication. Pour une plus large couverture du site et pour une densité de mesures plus élevée (en comptant également les tirs ayant eu lieu entre les géophones), nous avons présenté sur la figure 3.9, les profils 1 et 2 du site, obtenus par le traitement à l’aide du logiciel SeisImager grâce à la méthodologie du point milieu commun (CMP). Leur implantation est telle qu’indiquée sur la figure 3.4. Les erreurs moyennes quadratiques (RMS) associées aux profils sont respectivement 3,11 % pour le Profil 1 et 5,86 % pour le Profil 2. Les profils présentés sur la figure 3.9 sont obtenus en utilisant la méthode d’interpolation par krigeage sur l’ensemble des profils étudiés pour chaque position de tir. Nous constatons un horizon tabulaire se situant entre 3 et 4m de profondeur, sur toute la longueur du profil. Nous pensons qu’il s’agit de la couverture limoneuse du site. Ensuite, il a été mis en évidence une couche qui regroupe des vitesses d’ondes Profondeur (m) Profondeur (m) entre 300 et 400 m/s, laissant supposer un horizon de vitesses plus élevées qui a tendance à décroitre d’Ouest en Est. De plus étant donné que les profils sismiques ne sont espacés entre eux que de deux mètres, nous constatons une variabilité spatiale faible, avec l’horizon entre 3 et 4 m qui est détecté sur les deux profils à la même profondeur. L’horizon regroupant les vitesses d’ondes entre 300 et 400 m/s semble plus variable en profondeur entre les deux profils, néanmoins nous constatons la même épaisseur de cette couche pour le tronçon de 20 à 40 m. L’autre horizon plus compact regroupant des vitesses d’ondes entre 400 et 500 m/s est plus étendu sur le deuxième profil mais reflète la même tendance de dégradation d’Ouest en Est que le Profil 1. Notre démarche vise à utiliser les méthodes d’ondes de surface pour la reconnaissance d’un site avant réalisation de tout autre essai. De ce fait, le logiciel SeisImager fournit une première reconnaissance des horizons de vitesses sous forme de profils sismiques à deux dimensions, en absence de l’information a priori, ce qui pourrait être acceptable dans le cadre d’une première approche à la reconnaissance des sites.
Enregistrement des paramètres de forage L’enregistrement des paramètres de forage fourni une information supplémentaire en ce qui concerne la résistance des couches traversées par l’outil de forage et donc leur compacité (l’annexe 1.4.2.4) traite plus en détail cette partie). Pour le site de Bussy-Saint-Georges, nous avons réalisé 4 sondages destructifs. Le diagramme ci-dessous (figure 3.10) montre la vitesse d’avancement de l’outil de forage (VIA) en fonction de la profondeur pour le sondage destructif 3. Sur la figure 3.10, la vitesse d’avancement de l’outil est constante sur les trois premiers mètres, mettant en évidence une couche relativement homogène. Cette profondeur passée, nous observons deux variations majeures de la vitesse :
– Entre 3 et 5,50 m la vitesse varie entre 300 et 750 m/h ;
– Après 5,50 m de profondeur, la vitesse reste en dessous des 500 m/h, sauf un épisode ponctuel à environ 7m de profondeur, pouvant être lié à la présence du calcaire de Brie dans le terrain.
Cependant, cette analyse n’est que qualitative parce que la résistance des sols en place ne peut pas réellement être quantifiée en m/h. La figure 3.11 montre un profil croissant de la compacité du sol avec la profondeur (en se basant sur la variation de l’indice moyen). Nous constatons une homogénéité de l’indice, avec de faibles variations jusqu’à une profondeur d’environ 4,50 m. La variation de l’indice est plus importante au-delà de cette profondeur. Vue la particularité du site, la présence du calcaire de Brie, dont on ne connait ni les dimensions des blocs ni leur distribution sur site, peut créer ces pics ponctuels. La figure 3.12, ci-dessous, met en parallèle les profils obtenus suivant l’évolution de l’indice de Somerton avec la profondeur et les vitesses d’ondes de cisaillement. Les lieux des sondages pressiométriques y ont été notés. Pour ce faire les valeurs de l’indice de Somerton pour les quatre sondages ont été cartographiées en utilisant un processus d’interpolation spatiale par la méthode de la pondération inverse à la distance afin de lisser les horizons et ne pas « piéger » les valeurs connues dans des effets « bull’s eye » (cas en utilisant le krigeage). Le tronçon du profil sismique choisi pour la comparaison correspond au tronçon commençant de 37 m jusqu’à 60 m du profil linéaire sismique P2 (figure 3.9). Cependant pour une facilité d’affichage, le début des deux profils, Sd et VS, est situé à 0, point de réalisation du sondage SP4. Ce tronçon a été choisi parce que les sondages pressiométriques réalisés se trouvent à proximité de ce profil. La comparaison indiquée sur la figure 3.12 peut être considérée comme basique mais qui met en valeur la ressemblance qualitative du tronçon concerné du profil sismique avec la spatialisation de l’indice de Somerton en se basant sur la compacité des terrains. Dans ce cadre nous y constatons sur la figure 3.12, sur les deux profils 2D comparés, Sd et VS, qu’un horizon plus compact en ce qui concerne l’indice de Somerton et des vitesses plus élevées en e qui concerne le profil sismique, se développe à partir d’une distance de 10 m et jusqu’à 15m. Nous constatons sur la figure 3.12, cependant, une différence dans la comparaison des deux profils. Il s’agit de la partie de l’étendue initiale des profils, à 0 m, où le profil obtenu à partir de la spatialisation de l’indice montre un horizon plus compact que le profil de vitesses. Cette partie est majoritairement sous l’influence du sondage destructif SP4 qui a donné un indice plus élevé par rapport aux autres sondages (figure 3.11).
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Table des matières
Chapitre 1 : Introduction générale
1.1 Enjeux
1.2 Problématique
1.3 Sols étudiés
1.4 Sites expérimentaux
1.5 Plan du mémoire
Chapitre 2 : Eléments bibliographiques et état de l’art
Introduction
2.1 Terminologie utilisée et définitions (Notations)
2.1.1 Notation de contraintes totales et effectives
2.1.2 Notation des déformations
2.1.3 Modules et déformations associées
2.2 Modules de déformation. Module de cisaillement. Comportement non linéaire des sols
2.2.1 Notions sur les modules. Définitions. Liens entre les diffèrent
modules
2.2.1.1 Le module d’Young, E
2.2.1.2 Le module de cisaillement, G
2.2.2 Notions de base sur les principaux types de comportement des sols .Modèles hyperboliques
2.2.2.1 Comportement élastique linéaire
2.2.2.2 Comportement élasto-plastique
2.2.2.3 Comportement non linéaire des sols. Modèles hyperboliques
2.2.3 Quantification de l’influence du type de prélèvement sur le module à très faibles déformations
2.3 Le rôle croissant de l’utilisation des méthodes d’ondes de surface en géotechnique
2.3.1 La géophysique appliquée au génie civil
2.3.2 Les ondes de surface
2.3.2.1 Notions théoriques et propriétés utiles des ondes de surface
2.3.2.2 Techniques utilisées pour l’acquisition des ondes de surface
2.3.2.2.1 Les méthodes dites « actives »
2.3.2.2.2 L’enregistrement en réseau des vibrations ambiantes
2.3.2.3 Notion générales sur le traitement de signal et courbe de dispersion des ondes de surface
2.3.2.4 Inversion de la dispersion des ondes de surface
Synthèse sur la relation hyperbolique retenue dans le cadre de ce travail
Chapitre 3 : Le comportement du module de cisaillement pour des sites homogènes
Sous-chapitre 3.1 : Le site de Bussy-Saint-Georges
Introduction
3.1.1 Les essais in situ
3.1.1.1 Reconnaissance géophysique par la méthode des ondes de surface
3.1.1.2 Enregistrement des paramètres de forage
3.1.1.3 Essais pressiométriques standards et avec cycle
3.1.2 Essais en laboratoire
3.1.2.1 Essais d’identification
3.1.2.2 Essais de mécanique des sols
3.1.2.3 Les essais à petites et moyennes déformations
3.1.2.3.1 Essais à la colonne résonnante
3.1.2.3.2 Essais triaxiaux cycliques pour mesurer les propriétés dynamiques du sol
3.1.3 Synthèse des résultats globaux
Sous-chapitre 3.2 : Le site de Merville
Introduction
3.2.1 Essais de propagation d’ondes par méthodes d’ondes de surface (campagne de 2014)
3.2.2 « Valeur caractéristique » du module de cisaillement maximal obtenu par méthodes d’ondes de surface
3.2.3 Observation du comportement du module de cisaillement avec la déformation pour l’argile de Flandres
3.2.3.1 Présentation des résultats globaux disponibles
3.2.3.2 Courbes de réduction du module de cisaillement proposées dans les travaux antérieurs
Conclusions du chapitre 3
Chapitre 4 : Le comportement du module de cisaillement pour des sites hétérogènes
Sous-chapitre 4.1 : Le site de Cachan
Introduction
4.1.1 Les méthodes d’ondes de surface
4.1.1.1 Observation de la variabilité spatiale du site en fonction de l’ordre de grandeur des vitesses des ondes de cisaillement
4.1.1.2 Méthode de traitement combinée actif-passif
4.1.2 Les essais géotechniques in situ. Profil de compacité du terrain
4.1.3 Les essais de laboratoire sur le sol de Cachan
4.1.3.1 Essais d’identification et de classification des sols
4.1.3.2 Essais de mécanique des sols
4.1.4 Démarche de détermination des courbes de réduction du module de cisaillement in situ pour le site de Cachan
Sous-chapitre 4.2 : Le site de Diezma
Introduction
4.2.1 Essais réalisés dans le cadre de ce travail
4.2.1.1 Classification et identification des paramètres d’état et de nature du sol
4.2.1.2 Essais de mécanique des sols
4.2.1.3 Caractérisation du comportement de sol de Diezma entre les faibles et les moyennes à grandes déformations
4.2.1.3.1 Essais de colonne résonnante
4.2.1.3.2 Essais triaxiaux cycliques
Conclusions du chapitre 4
Chapitre 5 : Synthèse générale
Introduction
5.1 La proposition de courbes de réduction de module en ayant une information complète. Le cas du site de Bussy-Saint-Georges
5.1.1 Différence entre module maximal en conditions in situ et en laboratoire
5.1.2 Proposition de démarche pour obtenir l’imagerie 2D du module avec la profondeur
5.2 La proposition de courbes de réduction de module en ayant une information partielle
5.2.1 Des résultats issus de la littérature. Le cas du site de Merville
5.2.2 Des résultats de la donnée partielle directe. Le cas du site de Cachan
5.2.3 Des résultats de la littérature et de la donnée directe de laboratoire. Le cas du site de Diezma
5.3 Proposition méthodologique de la démarche à suivre afin d’obtenir le comportement du sol in situ en utilisant le modèle hyperbolique
5.4 Conclusion
Chapitre 6 : Conclusions générales et perspectives
Références bibliographiques
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