Reconnaissance Géotechnique de Terrains à partir de sondages et essais in situ

Sondage au carottier

 Ce mode d’investigation permet d’obtenir un échantillon de sol peu ou pas remanié, prélevé à l’aide d’un outil appelé carottier. Le mode d’enfoncement du c soit par rotation (utilisation de fluide), soit par poinçonnement (battage ou pression). 

Carottage par rotation 

Le carottage rotatif est adapté à consiste à faire tourner un outil cylindrique « l’échantillon. Le couple de rotation nécessaire pour faire tourner le carottier est transmis depuis la tête de la sondeuse par un train de tige au travers duquel circule un li d’injection qui permet : o Le refroidissement de l’outil de forage o L’évacuation des cuttings o Éventuellement, le maintien des parois de forages mais si le sol est très meuble l’utilisation des tubages Le carottier utilisé présente un double tube dont le tube intérieur est indépendant du mouvement de rotation par un système de roulements sur la partie supérieure carottier. Sur la partie inférieure, permet de couper la roche et une longueur de 2,08 m et un diamètre de 116 les deux tubes sans perturbation du Figure 1 : Présentation du carottier double tube T6 Ø  – Géomine Sondage au carottier Ce mode d’investigation permet d’obtenir un échantillon de sol peu ou pas remanié, prélevé à l’aide d’un outil appelé carottier. Le mode d’enfoncement du carottier dans le sol peut se faire soit par rotation (utilisation de fluide), soit par poinçonnement (battage ou pression). Carottage par rotation Le carottage rotatif est adapté à tous les types de sols présentant une certaine cohésion ire tourner un outil cylindrique « carottier » pour découper le sol et récupérer l’échantillon. Le couple de rotation nécessaire pour faire tourner le carottier est transmis depuis la tête de la sondeuse par un train de tige au travers duquel circule un li Le refroidissement de l’outil de forage, L’évacuation des cuttings, le maintien des parois de forages mais si le sol est très meuble tubages est nécessaire tous les quatre mètres après carot Le carottier utilisé présente un double tube dont le tube intérieur est indépendant du mouvement de rotation par un système de roulements sur la partie supérieure la partie inférieure, il est terminé par une couronne diamantée ou métal dur qui permet de couper la roche et d’entraîner l’échantillon dans le tube intérieur. L’ et un diamètre de 116 mm. La circulation du fluide s’effectue entre ation du sol (figures 1 et 2). : Présentation du carottier double tube T6 Ø 116 7 Géomine Ce mode d’investigation permet d’obtenir un échantillon de sol peu ou pas remanié, prélevé à tier dans le sol peut se faire soit par rotation (utilisation de fluide), soit par poinçonnement (battage ou pression). tous les types de sols présentant une certaine cohésion. Il » pour découper le sol et récupérer l’échantillon. Le couple de rotation nécessaire pour faire tourner le carottier est transmis depuis la tête de la sondeuse par un train de tige au travers duquel circule un liquide le maintien des parois de forages mais si le sol est très meuble, est nécessaire tous les quatre mètres après carottage. Le carottier utilisé présente un double tube dont le tube intérieur est indépendant du mouvement de rotation par un système de roulements sur la partie supérieure de la tête du antée ou métal dur qui entraîner l’échantillon dans le tube intérieur. L’ensemble fait irculation du fluide s’effectue entre : Présentation du carottier double tube T6 Ø 116 mm Mémoire de fin d’étude Licence Professionnelle Géo L’extracteur est un élément important de la couronne qui permet de garder l’échantillon dans le tube intérieur afin que ce dernier où le carottier est soulevé pour le relevage du carottier). Figure 2 Après la sortie du carottier dans le trou, l envoyant de l’eau à travers une chasse à carotte de l’eau qui est envoyée, l’échantillon est Figure – Géomine L’extracteur est un élément important de la couronne qui permet de garder l’échantillon dans dernier ne tombe pas sous l’effet de son propre poids au m soulevé pour le sortir du trou (par exemple, le cas des 2 : Circulation du fluide dans le carottier Après la sortie du carottier dans le trou, l’échantillon est récupéré du à travers une chasse à carotte montée sur la tête du tube l’échantillon est expulsé. (Figure 3). Figure 3 : L’utilisation de la chasse à carotte 8 Géomine L’extracteur est un élément important de la couronne qui permet de garder l’échantillon dans ne tombe pas sous l’effet de son propre poids au moment le cas des opérations de du tube intérieur en tube. Avec la pression Mémoire de fin d’étude Licence Professionnelle Géo Les échantillons récupérés sont appel leurs identités, notamment la profondeur destinés aux essais de laboratoire et leurs intégrités, y compris pendant le transport. Figure 4 

Carottage par poinçonnement _ Appareil à Paroi Mince (APM)

 Principe : Plusieurs moyens sont utilisés pour déroulement des essais auxquel consiste à battre un carottier appelé APM dans d’un mouton pour récupérer l’échantillon (figure 5). coupante et a les dimensions suivantes Le treuil de manipulation de la sondeuse est utilisé p l’opération de battage. – Géomine Les échantillons récupérés sont appelés carottes et sont présentés dans des caisses précisant , notamment la profondeur à laquelle ils ont été prélevés (figure 4). destinés aux essais de laboratoire et sont immédiatement conditionnés de manière à préserver , y compris pendant le transport. 4 : Disposition des carottes dans la caisse Carottage par poinçonnement _ Appareil à Paroi Mince (APM) Plusieurs moyens sont utilisés pour le carottage par poinçonnement sais auxquels j’ai participé, la technique de battage consiste à battre un carottier appelé APM dans un sol meuble au fond d’un forage à l’aide on pour récupérer l’échantillon (figure 5). Le carottier utilisé est muni d’une trou coupante et a les dimensions suivantes : Longueur : ≥ 130 mm, Diamètre extérieur Le treuil de manipulation de la sondeuse est utilisé pour soulever le mouton Figure 5 : Dispositif de battage 9 Géomine és carottes et sont présentés dans des caisses précisant à laquelle ils ont été prélevés (figure 4). Ils sont s de manière à préserver Carottage par poinçonnement _ Appareil à Paroi Mince (APM) le carottage par poinçonnement. Dans le est exécutée. Elle au fond d’un forage à l’aide Le carottier utilisé est muni d’une trousse Diamètre extérieur : 65 mm. le mouton lors de Mémoire de fin d’étude Licence Professionnelle Géo Note : L’utilisation de ce type de récupérer dans une zone meuble de la profondeur d’investigation pour évi cours d’opération de battage. carottier et ceci peut causer un retard considérable Pour cela, il faut bien identifier la nature de l’échantillon après la passe précédente les dispositions nécessaires pour une bonne récupération (figure 6). Le battage se fait en quatre étapes. Le nombre de coups de mouton N enfoncement de 15 cm est relevé, soit o N0 : Enfoncement d’amorçage de 0 o N1 : Premier enfoncement d’essai de 15 o N2 : Deuxième enfoncement d’essai de 30 o N3 : Troisième enfoncement d’essai de 45 Lorsqu’un nombre de coup supérieur à 50 ne permet pas d’obtenir un l’essai est arrêté et l’enfoncement correspondant est noté, on dit qu’on a un N (N = N1 + N2 + N3) est appelé résistance à la pénétration En fin de battage, la carotte récupérée est paraffinée les essais de laboratoire. Figure 6 : Exemple d’échantillons récupérés Remarque : Il est possible aussi de récupérer l’échantillon en appliquant une pression qui permet d’enfoncer par vérinage le carottier d – Géomine type de carottier est un peu délicate. Car, comme il s’agit de récupérer dans une zone meuble, il devient donc obligatoire de descendre le tubage au de la profondeur d’investigation pour éviter que le sol ne s’affaisse sur le carottier A ion de battage. Par conséquent, un affaissement peut entraî un retard considérable dans les travaux. il faut bien identifier la nature de l’échantillon après la passe précédente res pour une bonne récupération (figure 6). Le battage se fait en quatre étapes. Le nombre de coups de mouton Nj nécessaires à chaque cm est relevé, soit nfoncement d’amorçage de 0 cm à 15 cm, on suppose que le sol a été remanié remier enfoncement d’essai de 15 cm à 30 cm euxième enfoncement d’essai de 30 cm à 45 cm Troisième enfoncement d’essai de 45 cm à 60 cm supérieur à 50 ne permet pas d’obtenir un enfoncement de 15 cm, l’essai est arrêté et l’enfoncement correspondant est noté, on dit qu’on a un est appelé résistance à la pénétration. carotte récupérée est paraffinée afin d’apprécier les propriétés : Exemple d’échantillons récupérés avec le carottier APM Il est possible aussi de récupérer l’échantillon en appliquant une pression qui permet d’enfoncer par vérinage le carottier dans le sol. 10 Géomine comme il s’agit de de descendre le tubage au-dessus sur le carottier APM en un affaissement peut entraîner un coinçage du il faut bien identifier la nature de l’échantillon après la passe précédente et prendre nécessaires à chaque on suppose que le sol a été remanié enfoncement de 15 cm, l’essai est arrêté et l’enfoncement correspondant est noté, on dit qu’on a un refus. Le nombre opriétés du sol avec avec le carottier APM Il est possible aussi de récupérer l’échantillon en appliquant une pression qui Mémoire de fin d’étude Licence Professionnelle Géo Quelques matériels indispensables permettant de faire le sondage au carottier Description de la sondeuse La sondeuse est utilisée pour le carottage, l’essai SPT, l’essai APM, le forage destructif. Elle est totalement autonome (figure 7) Avec son double frein de tige pour les opérations de manipulation permet de soulever les tiges, de taper le mouton mélangée dans la cuve et l’envoi équipée d’un moteur qui permet d’obtenir une large gamme de couple et de vitesses de rotations. Le couple ou moment de force de rotatio de rotation est de 6 tours /s. La translation de la tête sur le porte également des chenilles pour les déplacements de courte distance et à la capacité de s’adapter à tout type de travail géotechnique. – Géomine Quelques matériels indispensables permettant de faire le sondage au carottier Figure 7 : Matériels utilisés La sondeuse est utilisée pour le carottage, l’essai SPT, l’essai APM, le forage destructif. Elle (figure 7). Avec son double frein de tige pour les opérations de serrages et de desserrages, l permet de soulever les tiges, de taper le mouton. Sa pompe aspire la dans la cuve et l’envoie directement dans le trou de forage. La tête rotation est équipée d’un moteur qui permet d’obtenir une large gamme de couple et de vitesses de Le couple ou moment de force de rotation moyenne est de 275 daN.m et l La translation de la tête sur le mât se fait par vérin et chaî porte également des chenilles pour les déplacements de courte distance et à la capacité de s’adapter à tout type de travail géotechnique. 11 Géomine Quelques matériels indispensables permettant de faire le sondage au carottier La sondeuse est utilisée pour le carottage, l’essai SPT, l’essai APM, le forage destructif. Elle serrages et de desserrages, le treuil de Sa pompe aspire la boue dans le trou de forage. La tête rotation est équipée d’un moteur qui permet d’obtenir une large gamme de couple et de vitesses de aN.m et la vitesse moyenne se fait par vérin et chaîne. Elle porte également des chenilles pour les déplacements de courte distance et à la capacité de Mémoire de fin d’étude Licence Professionnelle Géo

Essais mécanique Les essais de battage sont utilisé d’autres essais, ils permettent

 Essai de pénétration au carottier Standard Pénétration Test (SPT) Norme NF

Principe : L’essai consiste à battre dans le sol, au fond d’un forage, un carottier caractéristiques et de dimensions définies. C’est un moyen d’investigation rapide et simple son domaine d’application peut être limité grains est inférieure ou égale à 20 Le carottier SPT utilisé a les dimensions suivantes Longueur utile : ≥ 450 mm ; Diamètre extérieur Le battage du carottier SPT se étapes (figure 9). Le nombre de coups de mouton N cm est relevé, soit o N0 : enfoncement d’amorçage de 0 cm à 15 cm on suppose que le sol a été remanié o N1 : premier enfoncement d’essai de 15cm à 30cm o N2 :deuxième enfoncement d’essai de 30cm à 45cm Le nombre N = N1 + N2 est appelé résistance à la pénétration Figure 9 : Exemple d’échantillons récupérés – Géomine mécaniques : essais de battage essais de battage sont utilisés au stade de l’étude préliminaire ou en aussi le maillage de la reconnaissance à moindre Essai de pénétration au carottier Standard Pénétration Test (SPT) Norme NF P 94-116 L’essai consiste à battre dans le sol, au fond d’un forage, un carottier caractéristiques et de dimensions définies. C’est un moyen d’investigation rapide et simple d’application peut être limité aux sols fins ou au sol grenus dont la taille des ou égale à 20 mm. SPT utilisé a les dimensions suivantes (figure 8): Diamètre extérieur : 51 mm Figure 8 : Carottier SPT SPT se fait de la même manière que celui de l’APM mais en trois . Le nombre de coups de mouton Nj nécessaires à chaque enfoncement de 15 : enfoncement d’amorçage de 0 cm à 15 cm on suppose que le sol a été remanié mier enfoncement d’essai de 15cm à 30cm. :deuxième enfoncement d’essai de 30cm à 45cm. Le nombre N = N1 + N2 est appelé résistance à la pénétration. : Exemple d’échantillons récupérés avec le carottier SPT 12 Géomine s au stade de l’étude préliminaire ou en complémentarité le maillage de la reconnaissance à moindre coût. Essai de pénétration au carottier Standard Pénétration Test (SPT) L’essai consiste à battre dans le sol, au fond d’un forage, un carottier de caractéristiques et de dimensions définies. C’est un moyen d’investigation rapide et simple u au sol grenus dont la taille des fait de la même manière que celui de l’APM mais en trois nécessaires à chaque enfoncement de 15 : enfoncement d’amorçage de 0 cm à 15 cm on suppose que le sol a été remanié. avec le carottier SPT Mémoire de fin d’étude Licence Professionnelle Géo 

Essai au pénétromètre dynamique lo Principe

 La pénétration dynamique consiste à enfoncer dans le sol, par battage et de manière quasi-continue, un train de tiges muni à son extrémité d’une pointe débordante. Le nombre de coups de mouton correspondant à un enfoncement de 1 mesure de la pénétration de la pointe dans le sol. mouton qui coulisse sur la tige battage au train de tiges et à la pointe Figure Les matériels utilisés sont normalisés Tableau 1 : Caractéristiques des matériels normalisés pour l’essai PDL type B – Géomine Essai au pénétromètre dynamique lourd type B (PDL) La pénétration dynamique consiste à enfoncer dans le sol, par battage et de continue, un train de tiges muni à son extrémité d’une pointe débordante. Le de mouton correspondant à un enfoncement de 10 cm est noté au fur et à mesure de la pénétration de la pointe dans le sol. Le battage se fait par l’utilisation d’un sse sur la tige-guide et frappe l’enclume, transmettant ainsi l’énergie du battage au train de tiges et à la pointe (figure 10).