Soutenance mémoire
La plupart des problèmes de géotechnique relève de l’interaction sol-fondation. La configuration particulière d’une fondation superficielle reposant sur un sol gonflant est un cas d’interaction sol-fondation fréquemment rencontré dans la pratique. En effet la charge transmise par la fondation superficielle modifie les contraintes dans le massif de sol et influence le développement des déformations de gonflement.
Au Sénégal, le Sud de la zone de Diamniadio est réputé pour ses sols à caractère gonflant qui sont à l’origine de nombreux dégâts dans les constructions. Ce type de sols présente la particularité de la modification de leur état et leur consistance en fonction de leur teneur en eau ; suivant les variations saisonnières de sécheresse et d’humidité, ils sont sujets au retrait et au gonflement. Ce phénomène de « retrait-gonflement » est fonction de la composition minéralogique et chimique de la fraction argileuse du sol gonflant. Le « retrait-gonflement » se traduit, à terme, par l’apparition de fissures préjudiciables à la pérennité des ouvrages construits sur de tels sols.
CADRE GEOGRAPHIQUE
Localisation du site
Le site d’étude se situe au pôle urbain de Diamniadio qui se trouve à une trentaine de kilomètres de la ville de Dakar. Le pôle de Diamniadio est constitué des communes de Diamniadio, Bargny, Sendou et Sébikhotane. C’est une zone de transition entre l’agglomération dakaroise et le reste du pays. Il est limité à l’Ouest par l’agglomération dakaroise, au Nord par le pôle des Niayes, à l’Est par le pôle de Diass et au Sud par l’océan Atlantique .
Hydrographie et géomorphologie
La commune de Diamniadio est localisée sur un site de plateau faiblement ondulé. Le relief varie entre 25 m au Nord jusqu’à 74 m au sud de la Commune vers le village de Ndoukhoura Peulh. Dans les dépressions où convergent les eaux de ruissellement apparaissent des sols hydromorphes des Niayes au Nord de la commune. Les sols de type sablo-argileux (deckdior) sont très présents dans la zone. La nappe phréatique se situe entre 7 et 30 mètres. Elle est renfermée dans les sables et argiles du Continental terminal et les calcaires du Paléocène du bassin sédimentaire. Le relief et la nature imperméable des sols favorisent un ruissellement intense des eaux de pluies (Agence de Développement municipal, 2003).
Pluviométrie
Le climat de la commune de Diamniadio est caractéristique du climat tropical marqué par l’alternance d’une saison sèche, longue de neuf mois (Octobre à Juin), et d’une saison des pluies qui dure trois (3) mois. Le potentiel hydrique de la zone est comme celle du pays fortement réduit ces dernières décennies. La pluviométrie moyenne annuelle entre 1992 et 2002 est de 310 mm. Elle a connu une variation sensible au cours des cinquante dernières années. Le nombre de jours de précipitation par an est très faible avec une moyenne de 25 jours. La réduction de la pluviométrie, suite aux sécheresses cycliques, a une grande incidence sur le couvert végétal et sur la recharge de la nappe phréatique. Elle se traduit sur le plan agroécologique par une dégradation de la végétation et une réduction des productions agricoles (Agence de Développement municipal, 2003).
Végétation
La végétation de la Commune de Diamniadio est celle de la zone soudano-sahélienne composée par une savane arborée et arbustive. La composition floristique est dominée par Andansonia digitata et Euphorbia sp. Elle est aujourd’hui très dégradée et peu diversifiée en raison du recul de la pluviométrie et des agressions anthropiques. Un autre facteur important de la dégradation de la végétation est constitué par les activités d’extraction du calcaire. Au Nord de la ville, l’existence de sols à forte rétention hydrique favorise le développement du couvert végétal et de l’exploitation de périmètres maraîchers de contre-saison. Toutefois, ces espaces boisés sont progressivement gagnés par le front d’urbanisation (Agence de Développement municipal, 2003).
CONTEXTE GEOLOGIQUE
La géologie de Diamniadio ne peut être appréhendée que dans le contexte d’ensemble de toute la presqu’île du Cap Vert. Cette dernière correspond à la partie la plus occidentale du Bassin sénégalais. La présentation de la géologie de la presqu’île du Cap Vert et du plateau de Thiès s’appuie sur la « Notice explicative commune des cartes géologiques à 1/50 000 et 1/20 000 de la zone d’activité du Cap Vert » de Roger et al. (2009). Les formations du Tertiaire s’échelonnent du Paléocène au Pliocène. Les affleurements sont visibles en de nombreux endroits à Rufisque et Bargny. Le Paléocène est essentiellement formé de roches calcaires qui affleurent à Pout et à Bandia. L’Eocène est représenté par des marnes et des calcaires silicifiés. Les formations du Miocène comprennent les produits volcaniques du Cap Manuel, tandis que le Pliocène est caractérisé par la cuirasse ferrugineuse. Les sables dunaires du Quaternaire sont bien représentés sur la presqu’île (figure 2). Cette partie du bassin est caractérisée par une tectonique cassante avec la présence de failles NE-SW à N-S qui délimitent une succession de horsts et de grabens correspondant respectivement à la présence de caps rocheux et des plages sableuses. La ville Diamniadio se situe entre le horst de Diass et le graben de Rufisque. Elle est caractérisée par les formations du Lutétien d’une puissance d’environ 25m composé du haut en bas de marno-calcaires reposant sur des calcaires. Ces formations calcaires appelées « le calcaire de Bargny » peuvent atteindre 15 m à 30 m d’épaisseur en alternance avec des lits de marnes. Ces calcaires sont de couleur grisâtres à jaunâtres. Les formations du Lutétien reposent sur celles de Maastrichtien. Elles sont surmontées par des argiles noirâtres d’une puissance maximale de 3 m. La surface de ses sols argileux est bosselée et craquelée.
ETUDE DU PHENOMENE DE RETRAITGONFLEMENT
Le gonflement de certains sols constitue un phénomène très important en géotechnique car il est à l’origine de nombreux dommages pour les ouvrages en surface et souterrains. Ce phénomène prépondérant dans les matériaux argileux, dépend des caractéristiques minéralogiques de l’argile en question. Il s’amorce lorsque le matériau est mis en contact avec l’humidité.
NATURE ET STRUCTURE DES SOLS ARGILEUX
Caractérisation minéralogique des argiles
Les argiles sont les produits d’altération chimique des minéraux silicatés. Les minéraux argileux regroupent tous les silicates hydratés appartenant au groupe des phyllosilicates. Ils sont fondamentalement constitués de silicium, aluminium, oxygène et ions hydroxydes OH- . Ces éléments chimiques sont organisés en deux types de couche (Mitchell, 1993) :
❖ La couche tétraédrique (T) est formée de plusieurs tétraèdres dominés par (SiO4)⁴⁻ . Son épaisseur est de 4,6 A et son bilan des charges est -1 .
❖ La couche octaédrique (O) est constituée par Al3+ ou Mg2+ entourés de six groupes hydroxyles OH- . Son épaisseur est 5,05A et son bilan des charges est +1 .
Structure moléculaire des argiles
Les minéraux argileux correspondent à des silicates en feuillets qui ont tous en commun, suivant le plan, une trame silicatée de formule (SiAl)4O10(OH)2. L’interstice entre les feuillets, appelé espace interfoliaire, peut contenir de l’eau ainsi que des ions. Les forces de liaison entre feuillets sont principalement (Bultel F., 2003) :
– les forces d’attraction moléculaires de Van der Waals qui sont des liaisons faibles ;
– les liaisons hydrogènes qui apparaissent avec des atomes fortement électronégatifs, comme par exemple l’oxygène dans le cas des argiles ;
– les substitutions isomorphes qui consistent dans le remplacement de certains cations constitutifs du réseau cristallin par d’autres de moindre valence, comme par exemple le remplacement d’un Si4+ par un ion Al3+ .
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE 1 : PRESENTATION DU SITE D’ETUDE
INTRODUCTION
1.1 CADRE GEOGRAPHIQUE
1.2 CONTEXTE GEOLOGIQUE
CONCLUSION PARTIELLE
CHAPITRE 2 : ETUDE DU PHENOMENE DE RETRAIT-GONFLEMENT
INTRODUCTION
2.1 NATURE ET STRUCTURE DES SOLS ARGILEUX
2.2 APPROCHE GEOTECHNIQUE DU PHENOMENE DE RETRAIT-GONFLEMENT
CONCLUSION PARTIELLE
CHAPITRE 3 : INTERACTION SOL GONFLANT-FONDATIONS
INTRODUCTION
3.1 GENERALITES SUR LES FONDATIONS
3.2 PATHOLOGIE DES CONSTRUCTIONS SUR SOLS GONFLANTS
3.3 TECHNIQUES DE CONSTRUCTION SUR SOLS GONFLANTS
CONCLUSION PARTIELLE
CHAPITRE 4 : INVESTIGATIONS GEOTECHNIQUES ET PRINCIPE DU DIMENSIONNEMENT DU RADIER APPLIQUE A UN BATIMENT SS+R+8E
INTRODUCTION
4.1 INVESTIGATIONS GEOTECHNIQUES
4.2 DIMENSIONNEMENT DU RADIER
CONCLUSION PARTIELLE
CONCLUSION GENERALE ET RECOMMANDATIONS
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
Liste des normes citées
LISTES DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
ANNEXES
