La mécanique des sols

• La mécanique des sols est une partie de génie civil qui consiste à étudier les propriétés mécaniques, physiques, hydrauliques et structures des sols, suivant leurs applications à la construction (travaux publics et bâtiments).

La mécanique des sols fait ces premiers pas par Mr. Coulomb en (1773), par contre Mr. Terzaghi a initié la mécanique des sols moderne en (1936).

o    Domaines d’application :

On peut appliquer aussi la mécanique des sols dans les différents domaines tel que :

ð    Milieux naturels

On peut appliquer aussi la mécanique des sols aux milieux naturels tels que les versants (problèmes de glissement de terrain) et les bords des cours d'eau ou de retenues.

ð Ouvrages en sol

Les remblais (routes, voies ferrées, barrages, plates-formes maritimes...) ; Les déblais (talus, canaux, bassins...).

ð Ouvrages mixtes

On peut intervenir, le sol en relation avec un autre matériau tel que, le béton ou l'acier par exemple :

• Les murs de soutènements (béton, terre armée, sol renforcé par géotextile...) ;
• Les palplanches utilisées dans les canaux, les ports, les constructions urbaines... ;

ð Fondations d’ouvrages ou de bâtiments  

On distingue :

• Les fondations superficielles (semelles ou radiers) ;
• Les fondations profondes (pieux, puits, barrettes).

INTRODUCTION

Les matériaux constituants l'écorce terrestre peuvent être classés en trois catégories :

*      Les ROCHES ERUPTIVES constituées à partir du magma profond;

*      Les ROCHES SEDIMENTAIRES formées, après transport et dépôt, de débris d'altération physico-chimique et mécanique de roches préexistantes;

*      Les ROCHES METAMORPHIQUES qui proviennent de la transformation en place de roches préexistantes.

Un sol est un agglomérat naturel de particules minérales ou organiques, d’eau, de gaz pouvant être séparées par des actions mécaniques légères.

Un sol est un matériau meuble, poreux, non homogène et souvent non isotrope situé à la proximité de la surface de la terre. L’ensemble pouvant être facilement désagrégé.

On distinguera donc les Sols des Roches

*      sols : Agrégats minéraux qui peuvent se désagréger en éléments de dimensions plus ou moins grandes sans nécessiter un effort considérable. Ils résultent de l'altération :

·      Physique (oxydation par exemple)

·      Chimique (variation de température, gel, ...)

·      Mécanique (érosion, vagues,...)

*      Roches : Matériaux durs qui ne peuvent être fragmentés qu'au prix de très gros efforts mécaniques. (agglomérats de grains minéraux (Silice, calcaire, feldspath, ...) liés par des forces de cohésion fortes et permanentes)

Les propriétés des sols sont donc très variées et dépendent d’un grand nombre de paramètres.

Pour caractériser les sols, on distinguera les paramètres d’état et les propriétés mécaniques.

1 – LES PRINCIPALES CATHEGORIES des sols :

L’étude des sols permet d’autre part de distinguer trois catégories :

• Les sols autochtones :

Qui n’ont pas subi de transport, ils résultent directement de l’altération du substratum rocheux qu’ils recouvrent. Exemple typique : arène granitique ou (sable argileux grossier)

• Les sols résiduels :

Résultant de dégradation de la roche sous jacente et de roches ayant plus ou moins disparu par suite d’une décomposition intérieure. Ces sols présentent donc une parenté totale avec le substratum actuel. Ce sont essentiellement des sols à dominante argileuse. Exemple : argile à silex du bassin parisien.

• Les sols transportés :

           Le transport peut résulter de différents processus :

• Transport, limite dans l’espace, de formations résiduelles par glissement ou écoulement visqueux : colluvions de pente.
• Transport des glaciers actuels ou disparus : moraines (argiles à blocaux).
• Transport par  le vent : lœss, limon et sables éoliens.

·        Transport par les cours d’eau : dépôts alluviaux fluviaux (très hétérogènes) lacustres ou marins (homogènes).

2 - les différentes phases constitutives d’un sol :

CONSTITUANTS D’UN SOL

Un sol est constitué de particules ou grains solides formant le squelette solide séparés par des vides ou interstices occupés par des liquides ou des gaz.

On dit qu’un sol est constitué de 3 Phases :

SOLIDE + LIQUIDE + GAZ

I.	LES PARAMETRES D’ETAT DES SOLS

Les paramètres d’état expriment la proportion relative de chaque phase constitutive d’un sol.

A. Paramètres dimensionnels :

En  se reportant à la représentation conventionnelle classique d’un volume V de sol dans lequel les trois phases seraient séparées, on définit successivement les différents poids volumique. :

Paramètres Dimensionnels ou poids volumiques (kN/m³)

g =	15 à 18 kN/m3	pour les Argiles
g =	18 à 21 kN/m3	pour les sables
g =	21 à 23 kN/m3	pour les graves
gs =	27 kN/m3	sans autre précision