1. Introduction et rappels Plan de cours, directives générales 1.1 Définitions, historique 1.2 Formation des sols (section 1.5)

1.3 Relations de phases (sections 2.2 et 2.3) 1.4 Texture des sols (sections 2.4 à 2.7)

1.5 Classification des sols (chapitre 3)

1.6 Minéraux argileux (sections 4.1 – 4.6) 1.7 Structure de sols (sections 4.7 – 4.9)

1.1 Définitions Géotechnique

Application des techniques du génie civil/construction à l’étude du sol et de la roche pour l ’analyse et la conception d’ouvrage tels:

barrages tunnels canaux fondations (bâtiments, routes, ponts) sites d ’enfouissement confinement souterrain

Mécanique des sols

Partie de la géotechnique qui applique les principes de la mécanique des solides et des fluides à la résolution de problèmes reliés à l ’utilisation des sols comme matériau de fondation et de construction

1.1 Définitions

Sol Matériau non-consolidé, de compacité variable,

composé de minéraux, de matières organiques et de sédiments que l’on retrouve au-dessus du substrat rocheux.

Agencement de particules solides définissant un réseau de vides remplis par une phase liquide, principalement constituée d’eau, et d’une phase gazeuse, principalement constituée d’air.

1.1 Définitions

1.1 Historique Antiquité

Tâtonnement (essais et erreurs) « Règles du pouce » Ex. Vitruvius, 1er siècle av. J-C.

Identification évidente des sites inappropriés Chute d’une masse et observation des vibrations

Constructions modestes Pas trop de problèmes

1.1 Historique Moyen-Âge et Renaissance

Cathédrales et autres bâtiments plus importants Redéfinition des règles du pouce Ex. Léonard de Vinci, Charles-Augustin

Coulomb Début de la théorie; pas de techniques de

mesure

1.1 Historique Ex. Tour de Pise

Coduto (1999)

1.1 Historique Révolution industrielle (19e siècle)

Expansion des villes et de la taille des ouvrages de génie civil Fondations sécuritaires et économiques Il faudra prévoir:

les tassements la rupture les effets de l’eau les effets des tremblements de terre

Besoin d’un corpus théorique qui décrit le comportement des sols

1.1 HistoriqueRupture – Transcona (1913)

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1.1 HistoriqueLiquéfaction – Niigata (1964)

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1.1 Historique

20e siècle Karl Terzaghi (1883-

1963) Il a rationalisé les

connaissances empiriques sur le comportement des sols

Théorie de la consolidation (prévoir les tassements des sols sous une charge)

Il a développé la mécanique des sols et une nouvelle branche du génie civil (en 1925): la géotechnique

Coduto (1999)

1.1 Historique 20e siècle

Arthur Casagrande R.R Proctor

Au Canada (parmi d’autres…) G. Meyerhof R.B. Peck D. G. Fredlund S. Leroueil

1.1 Historique Géotechnique moderne

Nouvelles branches Géotechnique environnementale Géosynthétiques

Discipline a ses propres « traits de personnalité » Beaucoup de labo et de terrain

Sol est un matériau naturel, donc complexe Comportement varie beaucoup d’un projet à l’autre

Étendue des explorations limité par facteurs économiques Connaissance limitée d’un site (interpolation entre les forages) Précision limitée facteur de sécurité élevé, design

conservateur Capacité analytique (théorie) dépasse la précision des données

expérimentales/terrain Analyse rarement précise au-delà de 2 à 3 chiffres significatifs

1.2 Formation des solsAltération de la roche-mère(ignée, sédimentaire, métamorphique) Physique (même composition, minéraux primaires)

Exfoliation, érosion, gel-dégel, sels expansifs

Chimique (composition modifiée, minéraux secondaires) Hydrolyse (réaction avec des solutions acides)

Oxydation (réaction avec l’O2 ex.  rouille)

Hydratation (eau dans la structure des minéraux)

(CaSO4 (anhydrite) + H2O CaSO4·2H2O (gypse))

1.2 Formation des sols:Sols résiduels

Sols demeurés sur leur lieu d’origine Altération

chimiqueimportante

(ex. latérites)

Surface (sol organique)Zone superficielle(sol + âgé)

Roche complètement altérée (sol)Roche très altérée(surtout sol)

Roche modérément altéréeRoche peu altérée

Roche-mèreMcCarthy, (1993)

1.2 Formation des sols:Sols transportés

Endroit différent de leur lieu d’origine

Vents (dépôts éoliens, loess) Action des glaciers (moraines ou tills) Eau

Dépôts fluviaux, alluvions Dépôts lacustres Dépôts marins, argiles marines

Vents dépôts éoliens,

loess

1.2 Formation des sols:Sols transportés

©J.-S. Dubé

Dunes de Tadoussac