Brevet FR3083807A1 — publié le 20200117

-1- DESCRIPTION : L'essai pressiométrique Ménard est destiné à mesurer certaines caractéristiques mécaniques des sols. Cet essai est très utilisé en France dans le domaine de la géotechnique pour la définition des fondations et des soutènements dans les ouvrages de bâtiment et de génie civil. L'invention de Monsieur Louis Ménard permet de mesurer trois paramètres à savoir le module pressiométrique E, la pression limite PI et la pression de fluage Pf. Or il est très connu que les paramètres mesurés E, PI et Pf sont souvent très inférieurs à ce qu'ils devraient être dans un massif de sol non remanié et intact. L'essai pressiométrique est fortement influencé par la qualité du forage préalable nécessaire pour la mise en place de la sonde et notamment par le diamètre, la forme et le remaniement de la cavité laissée par le forage. Cette invention, comme la précédente (cf. Brevet d'enregistrement n° 1203361, de publication n°2999199) propose d'établir un confinement du massif de sol testé par la cellule centrale grâce à deux cellules encadrantes haute et basse gonflées à la même pression ce qui permet d'appliquer la même pression sur les parois de forage au droit et de part et d'autre de l'essai. Dans l'essai normal actuel, la pression appliquée n'est pas identique : différence d'un bar entre cellule centrale et cellule de garde. La différence entre cette invention et la précédente réside dans le dispositif de la nouvelle sonde qui permet un rapprochement des trois cellules d'où un meilleur confinement et une moindre longueur de la sonde. L'invention consiste en une sonde tricellulaire (1) caractérisée en ce que les trois gaines dilatables en caoutchouc (2)(une gaine par cellule) sont serrées et rendues étanches entre des bagues (3) situées à l'intérieur et des anneaux (4) à l'extérieur. Ces bagues intérieures (3) sont mobiles et solidaires de tiges (5) coulissant dans des rainures (6) du corps de la sonde. Ces bagues (3) se déplacent et serrent les gaines (2) contre les anneaux extérieurs mobiles (4) par traction sur les tiges (5) au sommet et à la base de la sonde (1). Chacune des trois gaines (2) se trouve ainsi serrée entre deux anneaux (4) à l'extérieur, l'un supérieur, l'autre inférieur et deux paires de bagues intérieures (3), une paire supérieure et l'autre inférieure. Les quatre bagues inférieures (3) sont reliées par des tiges (5) à un dispositif de serrage (par écrou et pas de vis) se situant au sommet de la sonde. De même, symétriquement, les quatre bagues supérieures (3) sont reliées par d'autres tiges (5) à un deuxième dispositif de serrage qui est à l'opposé, c'est-à-dire à la base de la sonde. -2- Pour assurer l'étanchéité des trois cellules vers l'intérieur du corps de sonde, étanchéité perturbée par les rainures (6) et les tiges (5) y coulissant, les bagues (3) sont unies deux à deux en haut et en bas de chaque cellule par une membrane (8) souple en caoutchouc fixée aux bagues. 5 Deux tuyaux (9 et 10) en acier ou en plastique sont reliés de façon étanche à ces trois membranes (8) et permettent de gonfler et de dégonfler les trois cellules. Nous proposons de gonfler la cellule centrale et les deux cellules haute et basse avec de l'eau. La cellule centrale est alimentée par le premier tuyau (9). Les cellules haute et basse sont alimentées par le deuxième tuyau (10). Nous proposons de gonfler les trois cellules (centrale, 10 haute et basse) à la même pression par paliers croissants de pression jusqu'à la rupture du sol (idem essai pressiométrique normal Ménard). Pour protéger les trois cellules gonflées à l'eau lors de l'essai, nous proposons de recouvrir l'ensemble de ces cellules par une cellule de garde équipée d'une gaine renforcée (11) en caoutchouc épais ou bien recouverte par des lamelles métalliques. Cette cellule de garde sera 15 gonflée à l'azote par un troisième tuyau (12) à une pression inférieure à celle de l'eau dans les cellules centrale, haute et basse. Cette cellule de garde aura deux fonctions : protéger les trois cellules sous-jacentes et chasser l'eau de celles-ci en fin d'essai. Le contrôleur pression-volume (CPV) (13) pour le gonflement (et la vidange) des cellules et la mesure du volume d'eau injectée dans la cellule centrale comprend trois circuits 20 indépendants, le premier d'eau avec manomètre et volumètre pour régler la pression et mesurer le volume de la cellule centrale, le deuxième d'eau encore pour les cellules haute et basse, le troisième enfin d'azote avec un manomètre pour régler la pression de la cellule extérieure de protection. La pression d'azote dans la cellule de garde sera toujours inférieure à la pression d'eau dans les cellules centrale, haute et basse comme dans l'essai pressiométrique 25 normal.et ce grâce à un différentiel. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente une coupe longitudinale de la sonde (1). La figure 2 montre le détail d'un anneau (4) et des bagues intérieures de serrage (3) en coupe longitudinale. 30 La figure 3 contient trois coupes transversales de la sonde (1) passant par, respectivement, l'anneau (4) entre deux bagues, une bague inférieure (3) et le corps de la sonde. -3- La figure 4 expose l'appareil complet avec le contrôleur pression-volume (13), les trois tuyaux d'alimentation (9, 10 et 12) et la sonde (1) en place dans le forage. Pour une première phase de tests avec cette nouvelle sonde, le déroulement de l'essai pressiométrique (montée en pression, durée des paliers, etc..) sera identique à celui de l'essai 5 normal actuel tel qu'il est décrit dans la norme NF P94-110-1 afin de comparer les résultats obtenus. Dans les phases de tests ultérieurs, on pourra faire varier les procédures d'essai, par exemple : Relâchement de la pression des cellules haute et basse et de la cellule de garde en 10 maintenant la pression dans la cellule centrale pour cisailler le massif de sol. Appliquer une pression fixée sur le sol par les deux cellules haute et basse puis augmenter progressivement la pression exercée sur le sol par la cellule centrale jusqu'au fluage et à la rupture. Etc... 15 Cette sonde n'a pas été fabriquée ni testée mais devrait permettre d'obtenir des résultats d'essai E, PI et Pf plus élevés et plus fiables qu'avec la sonde pressiométrique actuelle. En outre, REVENDICATIONS1) Dispositif la résistance d'un sol par expansion d'une gaine (2) dilatable la manière de l'essai pressiométrique Ménard mais caractérisé par un système de serrage et d'étanchéité de la gaine (2) entre plusieurs anneaux (4) métalliques mobiles à l'extérieur et plusieurs paires de bagues (3) coulissantes à l'intérieur ; une paire de bagues se compose d'une bague supérieure et d'une bague inférieure, les deux enserrant la gaine contre l'anneau et permettant l'étanchéité de la cellule délimitée par la gaine entre deux anneaux. 10 2) Dispositif selon la revendication 1) caractérisé en ce que les bagues (3) coulissantes vers le haut ou vers le bas sont mues par des tige_s (5) coulissant dans des rainures (6) à l'intérieur du corps du dispositif. 3) Dispositif selon les revendications 1) et 2) caractérisé par une membrane (8) intérieure souple en caoutchouc fixée aux bagues (3) permettant assurer l'étanchéité intérieure des cellules gonflables.