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mardi 17 août 2010

Le Pénétromètre Dynamique

Abordons le sujet des outils permettant de mesurer des caractéristiques mécaniques du sol.
Résultats d'un essai au pénétromètre dynamique
Le moins couteux mais le moins précis aussi est sans aucun doute le pénétromètre dynamique (léger ou lourd) qui permet d'obtenir une valeur : la résistance dynamique de pointe (QD), de laquelle se déduit la contrainte maximale admissible.  Il est très utilisé mais malheureusement pas toujours à bon escient.
Son principe repose sur une conception simple : une masse d'un poids défini (appelé mouton) est levée à une hauteur régulière et retombe sur une surface (l'enclume) qui transmet l'énergie de l'impact à un train de tige qui s'enfonce dans le sol.
A l'extrémité des tiges est placée une pointe, perdue ou récupérable, dont la surface doit être connue. Le nombre de coups nécessaire pour enfoncer 10cm ou 20cm est noté par l'opérateur et cette opération est renouvelée jusqu'à l'arrêt du sondage à la profondeur désirée ou au refus.

Par sa maniabilité, son encombrement réduit, son coût limité, ses résultats convenables et une orientation correcte sur le choix des fondations, cet outil est très utilisé.
Pénétromètre dynamique type B
En pratique, il est certainement trop utilisé et surtout à mauvais escient. En effet, pour des raisons économiques, beaucoup de bureaux géotechniques peu conscienceux utilisent exclusivement ce type d'essai. Cependant, hormis en phase d'esquisse et afin de disposer d'une idée du système de fondation à choisir, cet essai ne donne pas de valeurs assez fines du sol. Selon le DTU 13.2, l'essai de pénétration dynamique ne doit être envisagé que comme un moyen complémentaire d'investigation compte tenu du caractère semi-empirique des résultats. Les essais de pénétration dynamiques ne permettent pas de réaliser des vérifications de tassement. En choisissant en phase G12, une étude peu onéreuse à base de pénétromètre dynamique, le client s'expose à des surcoûts dans les fondations car les coefficients de sécurité pris sur le taux de travail sont très élevés. Parfois même, des solutions de fondations profondes sont retenues, alors que des semelles superficielles avec un taux de travail faible (tout de même moins couteuses mais exigeant des mesures fines et précises), pourraient être prises dans le cas d'une étude adaptée.

11 commentaires:

  1. je suis parfaitement de votre avis.

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  2. Explication très précise et qui a le mérite de bien montrer les limites de cet essai tout en montrant son utilité

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  3. je vais effectuer des essais au penetrometre dynamique a energie constante et je recherche un logiciel qui me permetrais de faire un rapport pour mon client .savez vous ou je peu trouver ce logiciel ?
    merci d'avance

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  4. Il existe des logiciels comme solstice 4 ou solsweb+
    Cependant il me semble que le moins onéreux est l'utilisation d'Excel en se créant une feuille avec la formule suivante permettant de calcul la résistance dynamique de pointe Qd(en Pa) :
    qd = ((m.g.H)/(A.e)).(m/(m+m')

    avec m = masse du mouton (kg)
    g = accélération de la pesanteur (m/s²)
    H = hauteur de chute du mouton (m)
    A = section droite de la pointe (m²)
    e = enfoncement moyen sous un coup (e=0,1/Nd)
    m'=masse frappée comprenant l'enclume, la tige guide, les tiges et la pointe (kg)

    Une fois les valeurs obtenues pour chaque longueur, une mise en page sous forme de graphe peut convenir.
    Attention toutefois à ne pas confondre qd obtenu avec le qu (contrainte admissible sur le sol de fondation) et à n'utiliser le pénétromètre dynamique que comme un moyen d'approche et non de dimensionnement...

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  5. Je me trouve dans la situation que vous décrivez !

    D'après le rapport G12, il est impératif de réaliser des fondations sur puits ancrés à 2, 80m dans le " bon sol", difficiles et coûteuses à réaliser dans mon contexte ( c'est en zone de montagne, et on ne peut pas forer avec une tarière).

    Il s'agît de fondations sur un terrain plat pour une MOB R+1, avec plancher bois posé sur 3 rangées de 3 plots , avec 4m de distance entre plots . Les descentes de charge sont relativement faibles ( 10t sur le pilier central, 6T sur les piliers intermédiaires, 3 T sur les piliers d'angle)

    Le résultat de l' esssai au pénétromètre pour mon terrain donne une résistance dynamique de l' ordre de 2 MPa sur le premier mètre

    Je voudrais réaliser ces fondations avec des semelles filantes à la profondeur " hors gel" ( 80cm dans mon cas) , avec des piliers armés pour reprendre les charges . Est-ce à votre avis possible? Et si oui, avec quelles précautions?

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  6. Bonjour
    Je suis un peux déçu par les liens publicitaire accompagnant ce très bon rappel aux normes, les deux sociétés présentes sont des sociétés qui dimensionne les fondations des particuliers au pénétromètre dynamique.
    A bon entendeur
    Salut

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    1. Bonjour,
      Je suis complètement en accord avec votre commentaire, néanmoins, les sociétés apparaissant en lien varient constamment (à chaque actualisation de la page), il est donc difficile de contrôler l'activité de chaque entreprise. Je vais voir ce que je peux faire pour régler cela.
      N'hésitez pas à laisser en commentaire des noms d'entreprise qui tendent à faire baisser le niveau de études de sols (un lien vers un rapport de sol insatisfaisant sera indispensable).
      Tant qu'aucune norme ne définissant une campagne minimum, ou tant que certains "géotechniciens" ne prendront pas conscience que lutter sur un créneau de baisse des prix n'est profitable ni pour le client ni pour les bureaux d'études, nous passerons pour des rigolos...
      Merci pour votre commentaire.

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  7. Bonjour,
    Savez-vous comment l'on déduit la contrainte maximale admissible (Qu) à partir de la résistance de pointe (Qd) ?

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    1. Bonjour,
      Une relation existe entre qu et qd et doit être employée en connaissance de la nature de l'essai et de ses limites...
      on considère que : qu (ELS) = qd / (10 à 20 selon la nature du terrain).
      20 sera plutôt employé dans des matériaux graveleux et 10 dans des argiles et limons moyennement consolidés.

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  8. bsr
    j'ai avec moi le rapport du PDL , comment exploité les résultats qd pour dimensionner un pieu

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    1. Bonjour,
      Il n'est pas envisageable de disposer uniquement de mesures au pénétromètre dynamique pour le dimensionnement d'un pieu. Avez-vous de toute façon la profondeur de sondage nécessaire dans l'horizon d'ancrage ou sous la base supposée du pieu (3 à 5 fois le diamètre du pieu au minimum) ?

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