5. Les ouvrages géotechniques
Pour construire avec le sol, ou sur ou dans les sols et les roches, il faut pouvoir comparer en tout point les résistances et les contraintes, celles-ci étant la somme des contraintes initiales et des contraintes engendrées par la construction.
On a vu précédemment les difficultés qui sont liées à la géologie et au comportement des sols (reconnaissance par principe imparfaite, critère de rupture qui est fonction de l'histoire du chargement, conditions aux limites incertaines, contraintes initiales souvent mal connues). En revanche, et heureusement, les types d'ouvrages géotechniques sont relativement peu nombreux, de sorte qu'à côté des études de mécanique et des calculs numériques longs et difficiles qui peuvent être faits on dispose de l'expérience de nombreuses constructions analogues sur des sols plus ou moins comparables. Cette double approche, rationnelle et empirique, permet ainsi d'accorder une grande confiance aux projets que l'on fait actuellement en géotechnique.
On peut classer les principaux ouvrages en un certain nombre de familles : fondations superficielles (fondations sur longrines ou sur appuis isolés), fondations profondes (pieux, puits, ancrages), tassement des fondations et déplacements sous charges, murs de soutènement, équilibre des talus naturels et des barrages en terre, travaux souterrains, construction des routes et des chaussées routières, silos (où les grains sont souvent déformables) et, enfin, problèmes de dynamique liés aux séismes. Chacune de ces familles de problèmes utilise des théories et des approches différentes, et on possède dans chaque cas de nombreux abaques qui permettent même d'éviter l'emploi de formules explicites ou empiriques pour résoudre les cas les plus variés.
Mais il existe des cas où l'expérience antérieure n'est pas suffisante pour éclairer les choix, par exemple parce qu'on atteint des records en dépassant tout ce qui s'est fait jusque-là ou même parce que la structure envisagée est tout à fait originale (par exemple, les premières plates-formes off-shore en béton, ou bien les stockages souterrains de déchets radioactifs). L'extrapolation des ouvrages existants et les ouvrages originaux présentent toujours plus de difficultés et nécessitent une réflexion approfondie. Les approches théoriques explicites ou numériques sont alors indispensables, les calculs en plasticité parfaite, en élastoviscoplasticité, en thermoplasticité, les méthodes d'encadrement des solutions exactes par le calcul à la rupture sont alors d'un grand secours.
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