4.1. Le Laboratoire de Géotechnique du chantier

4.1.a. Les sondages.

Une campagne de sondages est menée dans le cadre de la reconnaissances géotechnique préliminaire. Les sondages sont réalisés sur l'axe de la section courante, un profil sur deux, soit distants de soixante mètres. L'équipe de laborantins présente à ce moment procède à des prélèvements de matériaux afin de constituer des échantillons représentatifs du terrain. De même, les laborantins notent différentes observations visuelles qui sont importantes dans la constitution des coupes de sondages. Il s'agit de la couleur des matériaux, de leur aspect, de leur nature et d'éventuelles arrivées d'eau. Ce sont de précieuses informations qui nous renseignent sur les difficultés qui pourront être rencontrées lors des travaux d'exécution. Les sondages sont menés jusqu'à un arrêt sur refus (présence de blocs rocheux), jusqu'à deux mètres sous l'arase ou jusqu'à cinq mètres de profondeur (limite du bras de la pelle hydraulique utilisée pour cette tâche). Un échantillon représentatif du terrain en place est prélevé tous les mètres ou à chaque changement de matériaux.

Plus précisément, le CCTP recommande d'effectuer :

· des prélèvements de petits échantillons pour mesure de teneur en eau naturelle tous les 50 cm dans chaque sondage,
· des prélèvements de gros échantillons pour identification des sols, essais PROCTOR, essais C.B.R., mesures I.P.I. et pour densité blocs (se reporter à l'Annexe VIII pour les références normatives).

4.1.b. Les essais.

En vue de classer les matériaux rencontrés, des essais vont être réalisés sur les échantillons prélevés sur le site. Pour faire face au nombre important de sacs d'échantillons (plusieurs milliers), les équipes chargées des essais ont travaillé en poste. Les matériaux sont classés d'après leur nature, leur état et leur comportement. On pourra se référer aux normes correspondantes pour connaître le mode opératoire de ces essais.

Les essais réalisés et leur fréquence sont précisés dans le tableau suivant :

Lorsque tous ces essais ont été réalisés, il est possible de classer un matériau donné suivant la Classe G.T.R..

4.1.c. La Classification G.T.R..

Le GTR est un outil méthodologique utilisé dans les projets de terrassements dont le but est la construction de remblais et de couches de forme.

La classification GTR permet de rassembler des sols présentant un comportement suffisamment similaire pour que l'on puisse leur appliquer les mêmes modalités de mise en œuvre en remblai ou en couche de forme.

Un sol est donc classé selon sa granulométrie, son argilosité, son comportement mécanique et son état hydrique. Le synoptique GTR qui suit, résume ces critères de classification. L'Annexe IX présente la référence normative. Il est intéressant de la consulter, car elle donne pour chaque classe les intervalles dans lesquels doivent se situer les résultats des essais précédemment cités. Elle nous informe également sur les critères (qui n'apparaissent pas dans le synoptique) à retenir pour déterminer l'état hydrique du sol.

Les sols sont classés suivant des lettres :
· A Sols fins
· B Sols sableux et graveleux avec fines
· C Sols comprenant des fins et des gros éléments
· D Sols insensibles à l'eau
· R Matériaux rocheux
· F Sols organiques et sous-produits industriels

4.1.d. Réalisation de dossiers de reconnaissance géotechnique complémentaire.

Ma participation au sein de l'équipe du Laboratoire de Géotechnique à la réalisation de quelques-uns uns de ces dossiers a été une étape fondamentale dans mon étude puisque l'élaboration du mouvement de terres se fonde sur les résultats de ces dossiers.

Pour se conformer aux exigences du client précisées au paragraphe D.4.1.3.2. du CCTP, les dossiers de reconnaissance géotechnique regroupent notamment :
· une vue en plan avec repérage des sondages,
· une coupe géologique à l'échelle 1/2000 - 1/2000 faisant apparaître les différentes couches rencontrées · les fiches d'essais
· les grilles de décision pour chaque déblai précisant pour les matériaux rencontrés sa classification et ses conditions de mise en œuvre.

Pour chaque déblai un tel dossier technique est constitué. Pour leur réalisation concernant quelques déblais, mon travail a consisté à interpréter les résultats des essais et à dessiner des coupes géotechniques. Cette période m'a été très profitable dans le cadre de mon TFE car elle m'a permis de me familiariser avec les matériaux et les documents qui sont le fondement d'une stratégie d'utilisation des matériaux.

4.1.e. Analyse des résultats des essais et classification des matériaux suivant le GTR.

Mon outil de travail était le GTR. Mon travail a été la synthèse de plusieurs documents.

Ainsi pour un échantillon donné, étaient reportés dans un tableau :
· sa situation géographique (le pk et la profondeur),
· une description du sol
· les résultats d'essais vis-à-vis de la granulométrie (le plus gros diamètre, le pourcentage inférieur à 80µ, 2 mm et 50 mm), du comportement (W% naturelle, IPI, gd) et de l'argilosité (VBS),
· la classe GTR (A, B, C, D, R) et son état (ts, s, m, h ou th) qui étaient déduits des résultats des essais.

Dans un premier temps les matériaux sont reportés suivant leur point kilométrique puis une fois classés, ils sont regroupés suivant leur nature. Il est alors possible de donner pour chaque classe GTR les caractéristiques extrêmes et moyennes, ce qui permet de mieux apprécier les types de matériaux rencontrés. L'Annexe X présente pour le déblai D770, les tableaux de caractéristiques des sols que j'ai pu établir. Je n'ai travaillé que sur quelques déblais durant cette période au laboratoire.

J'ai eu ainsi une bonne vision géotechnique du chantier en consultant les dossiers géotechniques des déblais du chantier. D'autres déblais avaient déjà été analysés avant mon arrivée. Le mouvement de terres n'a pu être abordé que lorsque tous les déblais eurent été reconnus.

4.1.f. Profils en long géotechniques.

Durant cette même période au laboratoire, j'ai également dessiné des profils en long géotechniques. Le support était un profil en long du projet et du terrain naturel (échelle horizontale 1/200 et échelle verticale 1/2000). L'hétérogénéité du terrain et la diversité des matériaux rencontrés, nous ont conduit à confondre dans ces coupes géotechniques les matériaux charpentés avec leur matrice.

Par exemple, on confond C1Ai avec Ai. Pour dessiner ces coupes, on reporte à chaque profil où il y a eu un sondage les profondeurs de chaque classe de matériaux. La difficulté consiste à interpoler par un coup de crayon la forme de la lentille ou la poche de la classe de matériaux entre deux sondages. Il faut donc se replacer dans le contexte du projet pour essayer de voir juste dans ce dessin. L'A77 est parallèle dans son tracé à la Loire. On peut considérer que les matériaux sont le fruit d'anciennes alluvions. Par conséquent les lentilles que j'ai tracées sont plus allongées dans le sens longitudinal du tracé et elles ont plus tendance à se superposer qu'à s'enchevêtrer. C'est donc à partir des ces hypothèses que j'ai dessiné des coupes géotechniques.

Il faut également apporter une nuance dans l'interprétation de ce type de coupes. Il s'agit de coupes géotechniques (représentant des matériaux ayant des comportements comparables) et non de coupes géologiques. On reporte alors dans chaque lentille les symboles de la légende correspondant à la classe GTR.

L'étape suivante est le coloriage qui doit nous informer sur l'état hydrique des matériaux :
· le vert pour une humidité moyenne,
· le jaune pour des matériaux humides,
· le rouge pour des matériaux A4 ou très humides.

Les couleurs ont pris une grande importance car elles permettent d'un coup d'œil d'apprécier la qualité d'un déblai. Le rouge représente des matériaux impropres à la réalisation d'un remblai et devant être mis en dépôt. Quand un déblai a des dominantes vertes ou jaunes, c'est bon signe… Le coloriage présentait également une difficulté. Une lentille de classe de matériaux peut avoir des états hydriques différents. L'Annexe V (Profil en long géotechnique du déblai D770) permet d'apprécier le résultat de la démarche décrite ci-dessus. La reconnaissance géotechnique des sols et les coupes géotechniques constituent les données géotechniques du mouvement de terres.

4.1.g. Recommandations particulières et grilles de décision d'utilisation des matériaux et de traitement.

Ces recommandations particulières sont pour chaque classe de matériaux la synthèse des informations fournies par le GTR.

Ces recommandations portent en fonction des conditions météorologiques sur :
· les moyens d'extraction (SCRAP ou Pelle hydraulique),
· les traitements, arrosages ou aérations éventuels,
· les utilisations possibles (Zones inondables, Blocs techniques, Arase, Remblais de grandes hauteurs),
· les moyens de mise en œuvre (compacteurs).

D'autres recommandations concernent pour un déblai donné, les arrivées d'eau ou les arrêts sur refus rencontrés par les laborantins lors de la campagne de sondages.

A titre d'exemple, l'Annexe XI regroupe les grilles de décision des matériaux rencontrés dans le déblai D770. Les recommandations particulières ont contribué à définir les hypothèses du mouvement de terres.