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GÉOTECHNIQUE

Les déformations du sol engendrées par les charges apportées par les ouvrages de génie civil ou par les contraintes provoquées par les travaux en souterrain ne doivent pas mettre en péril les structures elles-mêmes. Elles ne doivent pas a fortiori atteindre la limite qui provoque la rupture des massifs de sol ou de roche, par exemple lors du poinçonnement du sol sous une fondation ou lors du glissement de terrain qui bouscule un mur de soutènement en entraînant la ruine de l'ouvrage. Dans certains cas, c'est la structure qui apporte des contraintes sur les massifs (appuis d'un barrage-voûte sur ses rives), dans d'autres, c'est le sol qui exerce des contraintes sur la structure (revêtement d'un tunnel). Dans tous ces exemples, il s'agit de problèmes ordinaires de mécanique, comme on en rencontre pour la construction d'une machine, d'un pont, d'un navire ou d'un avion.

Dans le génie civil cependant, la détermination des déformations des appuis sous les charges et de la charge ultime qui provoque la rupture des massifs est un problème mécanique tout à fait particulier parce qu'il se heurte à une double incertitude. Il y a d'abord celle qui est liée à la définition géométrique du milieu géologique étudié : on ne connaît bien de notre Terre que sa surface, généralement cachée sous un manteau de 5 à 20 centimètres de terre végétale ; même si celui-ci est enlevé, ne disposant ni des rayons X ni du radar, la structure d'un sol sur un site donné n'est connue en profondeur que d'une façon approximative.

La seconde incertitude est celle qui règne sur les propriétés mécaniques – sur les qualités rhéologiques – des matériaux constitutifs des massifs de terre ou de roche ; ces propriétés sont en effet très différentes, comme le montrent les dénominations utilisées (sable, limon, argile, roches), les diverses compositions minérales, les compacités, qui sont fonction de l'histoire antérieure des chargements des massifs naturels. À l'opposé des matériaux industriels, les sols et les roches sont remplis d'imprévus, et il est nécessaire de faire sur chaque site une reconnaissance pour identifier et éprouver les matériaux naturels.

La géotechnique est la discipline qui tente la synthèse des informations nécessaires pour résoudre les problèmes appliqués que la pratique de la construction rencontre pour chaque nouveau site, pour chaque nouvelle structure. Elle fait appel à la géologie pour établir le schéma géométrique le plus proche de la réalité du sol et pour la détermination des conditions aux limites du problème mécanique. Elle fait appel à la mécanique des sols et à la mécanique des roches pour la définition du modèle de comportement des matériaux rencontrés, le but final étant la résolution d'un problème d'équilibre statique, de déformation sous charge ou de dynamique, posé par nos structures ou par la nature, comme dans le cas des glissements de terrain ou des séismes.

La géotechnique est une science appliquée et, à ce titre, elle a une incidence économique importante. Le coût des fondations d'un immeuble de grande hauteur, comme la tour Maine-Montparnasse, à Paris, représente 5 p. 100 du coût total des travaux mais, pour un garage enterré en site urbain, le coût des fouilles peut atteindre 25 p. 100 de l'ensemble ; bien entendu, il atteint 100 p. 100 pour la construction d'une digue ou d'un remblai. Une statistique portant sur trente années (de 1960 à 1990) montre que, sur 10 000 accidents de bâtiments en France, 3,5 p. 100 proviennent du sol. La statistique serait probablement moins sévère aujourd'hui, du fait des progrès réalisés dans la reconnaissance des sols depuis le milieu des années soixante-dix.

Il est difficile de situer les débuts de la géotechnique, même si le mot est moderne.[...]

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Écrit par

  • : professeur, conseiller scientifique du laboratoire de mécanique des solidesprésident de G3S (GIP Etude des structures souterraines de stockage)

Classification

Pour citer cet article

Pierre HABIB. GÉOTECHNIQUE [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Article mis en ligne le et modifié le 14/03/2009

Médias

Sol limoneux - crédits : Encyclopædia Universalis France

Sol limoneux

Loi de Coulomb : une Terre se réduit à une droite - crédits : Encyclopædia Universalis France

Loi de Coulomb : une Terre se réduit à une droite

Surface de rupture et angle de dilatance - crédits : Encyclopædia Universalis France

Surface de rupture et angle de dilatance

Autres références

  • BARRAGES

    • Écrit par et
    • 15 835 mots
    • 17 médias
    Les études géologiques et géotechniques donnent des informations concernant la nature des matériaux qui constituent la fondation du barrage ou les berges de la retenue, leurs caractéristiques mécaniques et leur étanchéité, aussi bien en surface qu'en profondeur. Elles nécessitent la réalisation de travaux...
  • CANYONS SOUS-MARINS

    • Écrit par
    • 7 547 mots
    • 4 médias
    C'est essentiellement aux progrèstechnologiques réalisés après 1960 par les chercheurs et industriels des États-Unis que nous devons cette évolution. Des instruments furent adaptés à l'étude des marges et des canyons et provoquèrent un prodigieux enrichissement de nos connaissances sur la géologie...
  • DIAGRAPHIES, géophysique

    • Écrit par
    • 6 081 mots
    • 7 médias

    On désigne par diagraphie (du grec dia, « à travers », et graphein, « dessiner ») ou, plus couramment, par le terme américain log (qui signifie bûche, rouleau...) tout enregistrement continu des variations, en fonction de la profondeur, d'une caractéristique donnée des formations traversées...

  • ÉROSION DU LITTORAL

    • Écrit par et
    • 3 916 mots
    • 6 médias
    Certains versants des falaises, malgré la difficulté technique de la tâche, ont été intégralement stabilisés par de complexes parades géotechniques. Sur la côte des Basques à Biarritz (64), plusieurs techniques ont été conjuguées : renforcement des pieds de falaise avec établissement de digues...