Thèse soutenue

Développement et validation expérimentale d'un nouvel essai géotechnique in-situ - CPT cyclique, avec l'accent mis sur l'identification des sols liquéfiables
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Auteur / Autrice : Ankit Sharma
Direction : Bruno Chareyre
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Matériaux, mécanique, électrochimie, génie civil
Date : Soutenance le 16/12/2022
Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Sols, solides, structures - risques (Grenoble)
Jury : Président / Présidente : Fabrice Emeriault
Rapporteurs / Rapporteuses : Marcos Arroyo Alvarez de Toledo, Philippe Reiffsteck

Résumé

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Avec la croissance rapide des projets dans les régions éloignées et inexplorées, il devient impératif de trouver des méthodes efficaces en termes de temps pour identifier les risques potentiels sur ces sites. De plus, ces risques doivent être étudiés pendant tout le cycle de vie du projet pour décider de la viabilité du projet et, souvent, de sa conception.Les ingénieurs géotechniques dépendent de plusieurs tests pour prévoir ces risques et leurs impacts. Ces tests géotechniques sont censés fournir une compréhension détaillée des conditions du sol, sans laquelle aucune fondation ne devrait être construite. Les essais géotechniques in situ sont souvent la solution la plus précise et la plus rentable pour définir ces conditions du sol. Cependant, la plupart de ces tests in situ estiment conventionnellement les propriétés statiques du sol in situ et s'appuient sur des corrélations pour prédire la réponse du sol à des perturbations répétées comme celle provoquée par un tremblement de terre.L'essai de pénétration au cône (CPT) est l'un des essais géotechniques in situ les plus utilisés dans de grandes parties du monde. Sa répétabilité, sa rapidité et sa relative facilité en ont fait une option prévalente parmi les ingénieurs géotechniques. Ce test s'appuie sur les données de plusieurs capteurs tels que le capteur de pression de pore, le capteur à manchon de friction, la résistance de pointe, etc. En utilisant les données de ces capteurs, l'utilisateur se fie généralement aux corrélations entre les mesures et les propriétés du sol. Cependant, ce test a ses limites et applique une charge différente de celles subies par le sol lors d'événements réels comme un tremblement de terre.Cette recherche se concentre sur le développement d'un nouveau test géotechnique. Ce test, appelé test CPT cyclique, utilise une pointe de Gouda mécanique sans capteurs intégrés. Cette pointe, associée à un module de chargement cyclique développé par la société Equaterre, permet de contrôler la contrainte et le déplacement de la pointe. Une pointe robuste rend ce test beaucoup plus durable et rentable, tandis que la possibilité d'avoir un test contrôlé en contrainte, permet d'appliquer une charge cyclique sur la pointe et donc sur la couche de sol.Cette thèse aborde les différentes étapes de ce test CPT cyclique et les informations qui en sont extraites. Lors de l'application de cycles de contraintes uniformes, la mesure du déplacement de la pointe permet de calculer les paramètres de rigidité. On tente d'étudier les changements de ces paramètres de rigidité pendant le chargement cyclique. La dépendance de ces changements à différentes conditions de contrainte verticale, de saturation et de densité est également discutée. Cette thèse implique également la caractérisation du sable propre (Fontainebleau GA39) et l'introduction de nouveaux équipements expérimentaux conçus pour ce projet. Les résultats de la campagne in-situ sont utilisés pour démontrer la possibilité et la facilité de réaliser ce test.Enfin, sur la base des expérimentations de ce travail de recherche, les paramètres d'entrée pour les futurs tests et une méthodologie d'interprétation sont suggérés.