Le pénétromètre statique

Le pénétromètre statique, inventé aux Pays-Bas dans les années 1930, est souvent utilisé pour la détermination de la stratification et paramètres du sol. Cette méthode de sondage a largement fait ses preuves dans le monde entier.

Domaines d’application :

  • La fondation d’un immeuble ou d’un ouvrage d’art
  • Lignes TGV et autoroutes
  • Contrôle de traitement ou compactage de sol

Le sondage par pénétrométrie permet une intervention rapide, flexible, sans forage préalable contrairement à d’autres techniques de sondage tel que la pressiométrie qui requiert une double intervention.

Avantages :

  • Mesure et enregistre en continu (tous les 2 cm)
  • Rapidité (30 minutes pour une profondeur de 20 m)

Paramètres de mesure

Suivant le but de la reconnaissance pour un projet on mesure:

  • La résistance à la pointe qc
  • Le frottement latéral local fs pour la détermination de l’indice de frottement qc/fs
  • L’inclinaison de la pointe
  • La pression interstitielle ui sous l’effort de fonçage
  • La pression interstitielle ut en fonction du temps pendant l’arrêt du fonçage (essai de dissipation)

L’enregistrement de l’essai pénétrométrique se fait sur le disque dur de l’ordinateur de bord. Pendant l’essai, le diagramme pénétrométrique est visualisé sur l’écran. Les fichiers des essais sont transmis à nos bureaux par e-mails pour le traçage et l’édition des diagrammes définitifs. Ces diagrammes sont envoyés aux clients par e-mail (format PDF) accompagnés des fichiers numériques au format EXCEL.

 

Lankelma en France

CF Cone

Les essais au pénétromètre

Les essais au pénétromètre (CPT) sont exécutés conformément à la norme NF EN ISO 22476-1 avec un cône cylindrique comportant une pointe conique qui pénètre dans le sol à vitesse constante. Pendant la pénétration, les forces sur la pointe et sur le manchon de frottement sont mesurées. Les mesures sont enregistrées tous les 2cm, ce qui permet d’avoir une information détaillée des conditions du sol. Le schéma à droite représente un cône électrique.

Piezocone

Les essais au piezocône (CPTU) sont des essais au pénétromètre statique (CPT) mesurant également la pression interstitielle à un ou plusieurs endroits sur le cône. Ce essais sont réalisés suivant la norme NF EN ISO 22476.
Le piezocône peut être utilisé pour mesurer la pression interstitielle en fonction du temps (l’essai de dissipation).

Le schéma à droite illustre les principales composantes d’un piézocône:

Résultats

Les essais au pénétromètre statique, avec une mesure de la pression interstitielle, fournissent une détermination plus fiable de la stratification du sol qu’un essai standard (CPT). D’autre part, le CPTU fournit une meilleure base pour l’interprétation des résultats quant aux propriétés mécaniques des sols.

Les propriétés mécaniques à évaluer sont:

  • résistance au cisaillement
  • caractéristiques de déformation et de consolidation

Les résultats sont présentés comme le diagramme CPTU ci-dessous

Exemple diagramme

Essai de dissipation

Les essais au piezocône (CPTU) permettent de mesurer la pression interstitielle en fonction du temps (essai de dissipation). Le sol est soit comprimé par la pénétration de la pointe, ce qui génère en général un excès de pression interstitielle, soit le cisaillement du sol autour de la pointe crée une dilatance ce qui a un effet négatif sur la pression. A n’importe quel moment la pénétration peut être arrêtée pour mesurer la dissipation de la pression interstitielle, générée par la pénétration.

L’essai de dissipation permet:

  • De dériver le coefficient de consolidation
  • De dériver le coefficient de perméabilité

Avantages

Le temps nécessaire, de quelques minutes à plusieurs heures, dépend entièrement du sol. Aucun temps de préparation n’est nécessaire pour commencer le test.

Un essai de dissipation peut être fait à n’importe quel moment, ce qui permet une décision en temps réel.

Les résultats sont visualisables en temps réel, ce qui permet de bien sélectionner les emplacements des sondages pressiométriques et carottés.

Les essais de dissipation gardent tous les avantages du sondage CPTU car aucune modification du système est nécessaire.

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