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C’est au milieu des années 1950 que Louis MÉNARD, Ingénieur Civil des Ponts et Chaussées et Master of Sciences de l’Université de l’Illinois, met au point un appareil de dilatation cylindrique qui, en dépit d’une théorie semi-empirique, est de nos jours l’essai géotechnique in situ le plus utilisé en France. Le pressiomètre MÉNARD est un essai de chargement de sol en place, réalisé à l’aide d’une sonde cylindrique dilatable, laquelle est disposée au sein du terrain, dans un forage préalable. Cette sonde, constituée de trois cellules, est gonflée par de l'eau et de l'air comprimé, exerçant ainsi sur la paroi du forage des pressions rigoureusement uniformes. Les déplacements de cette paroi s'accompagnent donc d'une augmentation de volume de la sonde qui est alors lue, pour chacune des pressions, en fonction du temps. Le pressiomètre représente un type d’essai géotechnique évolué puisqu’il permet d’obtenir une relation entre contrainte (pression appliquée) et déformation (variation du volume d'eau dans la sonde). Le pressiomètre est constitué de trois éléments principaux :
Il permet d’exercer les pressions dans la sonde et de mesurer la variation correspondante de volume de celle-ci. Il comprend un réservoir de liquide à niveau visible (eau additionnée d’un peu d’antigel coloré afin d’améliorer la visibilité du ménisque) ainsi qu’un système de mise en pression (manomètres pouvant atteindre 100 bars).
2) une sonde pressiométrique
Cette sonde se présente sous la forme d’un unique cylindre en acier, dont la partie centrale de mesure est recouverte d’une membrane souple. Une gaine plus rigide recouvre ensuite l’ensemble de la sonde, isolant donc de part et d’autre de la cellule centrale deux petites cellules de garde. Lors de l’essai, l’opérateur met sous pression ces deux dernières grâce à un gaz comprimé, tandis que la cellule de mesure est remplie par le liquide du C.P.V.
3) une tubulure de liaison
Les trois grandeurs déduites de l’essai pressiométrique, sont :
La pression de fluage définit la limite entre le comportement pseudo-élastique et l’état plastique du sol.
La pression limite PL :
Cette pression correspond à la rupture du sol en place (directement liée à la portance maximale de celui-ci). Elle se traduit lors de l’essai pressiométrique par, sous une faible augmentation de la pression appliquée, une forte augmentation du volume injecté, c’est-à-dire de grandes déformations.
Le module de déformation pressiométrique E :
A un coefficient près, ce module est égal à l’inverse de la pente de la partie linéaire de la courbe pressiométrique nette. Cette partie linéaire représente en fait une réaction pseudo-élastique du sol sous la sollicitation pressiométrique. Le module E est directement lié à la compressibilité du sol ; c'est pourquoi il est utilisé dans les calculs de tassements de sols.
Le pressiomètre est un appareil délicat à manier, qui donne une loi rhéologique complète (E, Pf et Pl). Toutefois, le pressiomètre ne permet pas de donner de solutions pour des problèmes de consolidation et de résistance au cisaillement.
Cet essai ne fournit qu’une reconnaissance ponctuelle (tous les mètres au mieux) au droit du forage préalable. De plus, c’est essentiellement l’expérience de l’opérateur qui garantit la qualité de ce type d’essai.
Qu’est ce que le pressiomètre ?
