Situé à Lubumbashi dans la province du Haut-Katanga en République Démocratique du Congo ; l’hôpital Gécamines-SUD une entité médicale ayant servi une grande partie du pays et ses voisins. Le site de cet hôpital se voit perdre une partie de son sol suite à un phénomène d’origine géologique et géophysique qui met en péril cet hôpital et cela est causé par la diminution de l’angle de frottement interne des argiles sous l’action de l’eau. La structure médicale se trouve sur un remblai et subit des érosions par manque d’équipements de protection. L’objectif du présent travail est d’apporter une contribution à la survie de l’ouvrage, d’où une conception et un dimensionnement d’un mur de soutènement en gabion seront nécessaires pour limiter les dégâts causés par ce phénomène naturel. Avec le développement des outils informatiques, la simulation numérique qui est apparue depuis 1970, possède maintenant une grande importance dans tous les domaines sans exception. L’analyse de ce genre de problème complexe, nécessite le choix d’un outil numérique puissant tel que GEO5.
Notions générales sur le mur de soutènement
Définition
Un mur de soutènement englobe les structures servant à soutenir un remblai de sol à l’aide d’élément de matériaux résistant à la poussée des terres.
Historique
Dans les premiers besoins générant le mur de soutènement se trouve la fabrication de terrasses sur des terrains pierreux en pente pour un usage agricole, terrasses bordées de murs en pierres crues (pierres brutes mises sur assise sans mortier et en opus peu élaboré) récupérées par l’érosion des sols :ces murs sont édifiés pour combattre celle-ci .puis on trouve la construction de terrasses recevant des édifices imposant .ces murs furent dès l’antiquité des murs massifs constitues en maçonnerie soignée de blocs de pierres. Depuis quelques décennies, les parois préfabriquées se sont largement substituées aux murs en béton couler sur place et aux murs en maçonnerie appareillée, par ce qu’elles sont meilleur marchées, plus rapides et plus faciles à mettre en œuvre, et plus favorables à l’environnement. (Généralité sur les murs de soutènement) .
Principe
La principale considération dans le dimensionnement des soutènements quel que soit leur type est la correcte estimation de la poussée des terres ou du matériau retenu par cette paroi. Dans leur état naturel, les terres tendent à se conformer en un tas pyramidal conique à la façon d’un tas de sable présentant une pente de talus naturel. L’interposition d’un écran de soutènement dans un massif de terre se substitue à la partie manquante a la base et reçoit une partie du poids des terres restantes en une masse composante biaise de poussée qui tend à faire basculer et en même temps glisser le mur de soutènement dispose. Pour combattre cette poussée des terres, le mur peut être constitue de différentes façons (généralité sur les murs de soutènement) :
➢ opposer un poids supérieur à la partie remplacée en contre-balancement de la poussée ;
➢ être ancré dans un corps mort fournissant une inertie ou ancré plus loin dans le sol à proximité qui ne fait pas de l’ensemble susceptible de glissement ou une meilleure composition afin que la poussée soit contenue, éviter le glissement annulé le moment de basculement ;
➢ résister au basculement par une semelle insérée sous les terres, semelle de surface de base en rapport avec la hauteur fournissant le moment de renversement ;
➢ réduire la poussée par un épaulement des terres retenues entre deux contreforts ; (Généralité sur les murs de soutènement) .
Types des murs de soutènement
Il existe 2 classes de murs de soutènement qui sont subdivisés en plusieurs types de murs. Nous avons le mur de soutènement auto-stable et le mur de soutènement poids. (Itp-geniecivilgabions.fr-2010) .
Murs de soutènement auto-stable
Ils peuvent avoir plusieurs configurations selon la constitution du sol. Il existe le mur souple, le mur souple avec tirant, le mur souple avec console. (Www. Itp-geniecivil –gabions 2010) .
Mur souple
Il s’agit généralement d’une structure en forme de <> à l’envers dont la partie inferieure la plus longue est enterré sous le remblai et possède d’une barbacane.
Mur de soutènement poids
C’est le type d’ouvrage le plus classique et archaïque et il possède une bonne résistance aux pressions de la terre. On installe toujours un système de barbacane pour l’écoulement des eaux de pénétration. (Www.Itp-geniecivil-gabions-2010) .
Mur poids en gabion
Les premiers gabions sont apparus en Chine ou en Egypte. Il s’agissait de corbeilles obtenues par tressage d’osier, remplies de pierres et de terre et destinées à protéger les berges de l’érosion. Comme pour les murs en pierres sèches, ces murs semblent remplir toutes les exigences techniques et environnementales. Leur mise en œuvre est rapide, utilisant des pierres de tout type, ce qui permet dans la plupart des cas d’utiliser des matériaux in situ et donc de diminuer sensiblement l’impact environnemental.
Un gabion désigne une cage, faite de solides fils d’acier et qui est remplie de pierres. Les ouvrages en gabions ne nécessitent pas de fondation et peuvent être réalisés directement sur le décaissement.
Il existe deux types de grillage de gabions :
➢ les gabions à double torsion, à mailles hexagonales, qui sont obtenus par tissage de fils métalliques de petits diamètres.
➢ les gabions électro soudés, à maille carrée ou rectangulaire, qui sont obtenus par soudage électrique de barrettes d’acier. Ce type de gabion possède une meilleure tenue et une très bonne rigidité. Ils sont plus faciles à mettre en œuvre, leur finition est meilleure, plus soignée. De plus, ils sont facilement récupérables et recyclables.
Les matériaux de remplissage des gabions sont des matériaux pierreux ayant la plus haute densité possible, de forme homogène, non évolutifs et insensibles au gel. Du béton concassé peut aussi être employé. La dimension des pierres est limitée à 250 mm .
Le remplissage des gabions peut être réalisé selon deux techniques :
➢ soit les gabions sont montés à part, remplis, fermés, puis disposés à leur place à l’aide d’une grue.
➢ soit les gabions sont installés déjà à leur place finale, puis remplis et fermés.
Cette deuxième solution est beaucoup plus efficace, car elle ne nécessite pas de grue, et évite le doublage des côtés et des bases. Pour plus d’esthétisme, les gabions peuvent être arrangés à la main, afin de donner une mise en place plus uniforme du mur. L’assemblage des panneaux est réalisé à l’aide d’une agrafeuse pneumatique, qui permet d’attacher les gabions entre eux grâce à des agrafes en acier. Pour plus de stabilité, des tirants de renfort, tiges d’acier aux extrémités recourbées, sont placés diagonalement entre les différentes faces de la cage.
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Table des matières
EPIGRAPHE
DEDICACE
REMERCIEMENTS
Liste de tableaux
Liste des figures
Liste des abréviations et sigles
INTRODUCTION GENERALE
Chapitre I : Notions générales sur le mur de soutènement
I.1 Introduction
I.2 Définition
I.3 Historique
I.4 Principe
I.5 Types des murs de soutènement
I.5.1 Murs de soutènement auto-stable
I.5.1.1 Mur souple
I.5.1.2 Mur souple avec tirant
I.5.1.3 Mur souple avec console
I.5.2 Mur de soutènement poids
I.5.2.1 Mur poids simple
I.5.2.2 Mur poids à redans
I.5.2.3 Mur poids en gabion
I.6 Matériaux de construction
I.5.1 Béton armé
I.6.2 Pierres sèches
I.7 Dimensionnement du mur
I.8 Notions sur l’érosion
I.8 Les agents d’érosion
I.8.1 l’eau
1.8.2 le vent
1.8.3 le gel et la glace
1.8.4 les types d’érosions
I.9 Essais géotechniques
I.9.1 essais d’identification du sol
I.9.1.1 Teneur en eau
I9.1.2 Analyse granulométrique
I.9.1.3 Limites d’Atterberg
I.9.1.4 Essai au bleu de méthylène
I.9.2 Essais de portance
I.9.2.1 Essais Proctor
I.9.2.2 Essais CBR (California bearing ratio)
I.10 Conclusion
II.1 Introduction
II.2 Considération géographique
II.3 Historique du site
II.4 Considération topographique
II.4.1 Talus
II.4.2 Types des talus
II.4.3 Nature du sol
a) Contexte géologique
b) Contexte géotechnique
II.5 Considération géotechnique
II.5.1 Essais sur le sol en place
Echantillonnage
II .5.2 Réalisation des essais
II.5.3 Interprétation des résultats
II.6 Observation actuelle
II.7 conclusion partielle
CHAPITRE III ETUDE DE STABILITE ET DIMENSIONNEMENT
III.1 Introduction
III.2 Pressions latérales des terres
III.3 Théorie de l’équilibre limite
III.3.1 Théorie de Coulomb
III.3.2 Théorie de Rankine
III.2 Stabilité d’un mur
III.2.1 Stabilité interne
III.2.2 Stabilité externe
III.2.2.1 Stabilité au renversement
III.2.2.2 Stabilité au glissement
III.2.2.3 Stabilité au poinçonnement
III.2.3 Vérification de la stabilité d’un mur en gabions
III.3 Données trouvées après analyse
III.4 Présentation du logiciel
III.4.1 Paramètres du calcul
III.4.2 Stabilité d’un mur de soutènement en gabion par Géo 5
III. 4.3 Modélisation
III.6 Conclusion partielle
BIBLIOGRAPHIE
WEBOGRAPHIE
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