Modélisation expérimentale en chambre d'étalonnage du comportement monotone et cyclique d'une sonde CPTU dans l'argile saturée

Abstract

Ce travail de thèse porte sur l’étude du comportement d'une pointe pénétrométrique CPTu sous sollicitations monotones et cycliques. Pour cela, une série d'essais au laboratoire sur un piézocône mis en place dans des massifs de sol fin saturé (kaolinite) a été réalisée en chambre d’étalonnage. L'accent est mis sur l'évolution de la résistance en pointe, le frottement latéral et la surpression interstitielle sous chargement monotone, et sous chargement cyclique alterné en déplacements contrôlés en tête de la sonde pour un grand nombre de cycles (100 000 cycles). Une étude paramétrique est menée, ce qui a permis d'étudier l'influence de certains paramètres clés sur le comportement observé, en l'occurrence le niveau de contraintes appliqué au massif ainsi que l'amplitude du chargement cyclique. Les résultats expérimentaux des essais de chargement cycliques ont permis de mettre en évidence, après une phase de dégradation classique, une nouvelle phase de renforcement de la résistance en pointe et de frottement latéral sous un grand nombre de cycles, cette dernière est peu citée dans la littérature. En termes de surpression interstitielle, la première phase correspond à une génération de surpression interstitielle, conduisant à une réduction du frottement latéral. Par ailleurs, dans la dernière phase de renforcement, c'est le mécanisme de dissipation qui devient prépondérant par rapport à celui de la génération, et par conséquence un nouveau gain de la résistance au cisaillement s'est manifesté. Des chargements monotones post-cycliques ont montré l'apparition d'un pic de frottement latéral, ce qui a été attribué au changement de l'état de densité au niveau de l'interface sol/fût, causé par le chargement cyclique. De plus, il a été trouvé que la rigidité à l'interface fût/sol ainsi que celle en pointe ne sont pas affectées par le chargement cyclique.