Geotech

I geofaggruppen er geoteknikk den teknologien som er viet til den praktiske studien av den terrestriske undergrunnen som vår direkte handling er mulig for utvikling og / eller utnyttelse, under anleggsoperasjoner (anleggsbygg, bygg, steinbrudd), grunnvannshåndtering (drift , drenering) og forebygging av naturlige risikoer .

I dagens praksis er det viktig å bruke den under studiet, bygging, vedlikehold og reparasjon av enhver form for utvikling og struktur - vei, jernbane, kanal, fjellutvikling, gårdsplasser. Vann og kystlinje, bro og viadukt, tunnel, dam, brønn og borehull, steinbrudd, bygning osv., som utfører alle typer arbeid - jordarbeid, fundament, avløp osv. på alle typer steder - land, elv og maritimt, fritt eller okkupert.

En empirisk teknikk så gammel som menneskeheten og kjent for alle sivilisasjoner, den utvikler seg kontinuerlig i henhold til våre behov, vår kunnskap og våre midler. Dens pragmatiske praksis har lenge vært avhengig av svært effektive lokale prosedyrer; dens rasjonelle utvikling begynte på slutten av XVII -  tallet  ; fra andre halvdel av XIX -  tallet har det gradvis blitt vitenskapelig; siden har hun navigert mellom induksjon / erfaring / sannsynlighet og deduksjon / beregning / determinisme; dens nåværende tilstand er en ustabil sammenslåing av disse to synspunktene.

Som vitenskap kom det ut som geologien ( litologi , strukturgeologi , geomorfologi , geodynamikk , hydrogeologi ) ved geomekanikken ( jordmekanikk , bergmekanikk , seismikk , hydraulisk underjordisk ). Som en teknikk kommer den under kunsten å bygge - konstruksjonsteknikker - (arkitektur, prosjektering, arbeider, vedlikehold, reparasjon) for implementering av kjelleren ( jordarbeid , støtte , drenering , fundament osv.).

Prinsippene for geoteknikk er enkle, men deres uttrykk er komplisert, ettersom de går ut fra både geologi og mekanikk, observasjon / eksperimentering og beregning, induktiv resonnering og deduktiv resonnement. Fra feltet studerer geologi morfologien og oppførselen til ekte geomaterialer, bergarter, jord og vann som utgjør undergrunnen til et sted, som er håndgripelige, diskontinuerlige, variable, heterogene, anisotrope, begrensede, tunge og mye mer. Bare det: natur laget dem så og vi kan bare se det. Fra sonderinger og tester reduserer geomekanikk dem til virtuelle medier av modeller som må være kontinuerlige, uforanderlige, homogene, isotrope, gratis, noen ganger ikke tunge og nettopp det: matematisk prosessering krever det. For å passere fra første til andre, fra virkeligheten til bildet, er alt du trenger litt fantasi og bruk; for å passere da og nødvendigvis fra det andre til det første, fra prøvene til stedet, bør det legges til at geomaterialene ikke er uordnede, at deres heterogeniteter og deres oppførsel ikke er tilfeldige, men at de tvert imot er strukturert i et helt sammenhengende faktum, som bringer tilbake til geologi: ethvert testresultat og geomekanisk beregning, uforenlig med en geologisk observasjon, er uakseptabelt i geoteknikk.

Å ikke ta hensyn til de geologiske særegenheter på et område kan føre til mer eller mindre langvarig skade, til og med noen ganger svært alvorlige ulykker på stedet og / eller strukturen: de fleste av geotekniske teknikker for skader og ulykker skyldes uegnet strukturen til stedet eller til mangel på kunnskap om stedets geologi og ikke til geomekaniske beregningsfeil på delene av strukturene relatert til jord og undergrunn.

Historie

I sin praktiske empiriske form ble geoteknikk gjort lenge før den var kjent og definert.

Begrepet

Begrepet "geoteknisk" er attestert for første gang på slutten av XIX -  tallet , kanskje den engelske versjonen, "  geotechnics  " , eller fransk, "geotechnical" , sannsynligvis i betegnelsen "Swiss Commission geotechnics", opprettet i 1899, knyttet til det sveitsiske naturvitenskapelige akademiet i 1909; frem til oppløsningen i 2005 var det også et belgisk “State Geotechnical Institute”. Ordet betegnet deretter alle anvendelser av geofag , med en tydelig geologisk konnotasjon i Sveits. Fra begynnelsen av XX th  århundre , hadde det gått ut av bruk andre steder, sannsynligvis på grunn av motsetningen mellom det første ingeniørgeologi -  "  Ingenieurgeologie  " , "  ingeniørgeologi  "  - og andre mekaniske delen av jord - “  Erdbaumechanik  ” , “  geoteknikk  ” for vitenskap og "  jordteknikk  " for teknikk. Terzaghi først brukt "  Erdbaumechanik  " som tittelen på hans grunnleggelsen arbeid som et synonym for "  jord prosjektering  " , han senere kalte det engelske språket journal Geotekniske - nå utgitt av Institution of Civil Engineers i London -. Som tapte tittelen vekt på e men beholdt slutten som  ; til slutt forlot han betegnelsen for Soil Mechanics in Engineering Practice , tittelen på et av hans siste verk.

I Frankrike gravde Maurice Buisson ut uten en fremtid begrepet i betydningen anvendt jordmekanikk, for tittelen på sitt arbeid i to bind, hvorav han bare publiserte det første, Essay of geotechnics - 1. Fysiske og mekaniske egenskaper til jord , med en tydelig mekanisk konnotasjon av jord . I 1962, ved starten av den systematiske konstruksjonen av franske motorveier, opprettet Pierre Martin "Bureau d'Études Géotechniques" , et firmanavn for et aksjeselskap og et varemerke, et uttrykk som nå har blitt generisk. Utvilsomt for dette, vises begrepet "geoteknisk", bevist på fransk rundt 1960, i førti år i ordbøkene til fransk. I løpet av 1970-tallet ble den innviet med opprettelsen av Union syndicale géotechnique med en tydelig geomekanisk konnotasjon og etablering av "Avdelingslister over godkjente geoteknikere innen jord- og undergrunnsbevegelser" med en heller ingeniørgeologi.

Dette begrepet har nå blitt vanlig i byggespråk, men omfanget er fortsatt ikke fast.

Øvelsen

Å plukke en flintstein og knekke den for å lage en helikopter , lete etter, velge og montere en hule for å bebo den, utnytte et flintbrudd, bygge en innsjøby, oppføre en megalitt ... var "geotekniske" aktiviteter som menn forhistorisk folk trente effektivt. De gamle kineserne, grekerne, indianerne ... bygde jordskjelvresistente like effektivt.

I antikken bygde mesopotamierne, egypterne, bretonerne, grekerne, romerne, andeanerne, kineserne, hinduerne ... sine bygninger, veier, kanaler, broer ... ved hjelp av  empiriske "  (geo) teknikker ", stadig forbedret, som den som er felles for alle, som består i å tilpasse belastningen som påføres konstruksjonen til bæreevnen til sengetøyets geomateriale, ved å justere dimensjonene og forankringsdybden til fundamentene; vi gjør alltid dette. Darius I beskrev først denne teknikken i innvielsen av palasset hans i Susa  ; Vitruvius anbefalte det til romerske byggere; to evangelier sier at den forsiktige mannen i utkanten av en flomstrøm legger grunnlaget for huset sitt ved å grave til fjellet, mens dåren bygger på sanden ...

I middelalderen var det dyktige "  (geo) teknikere  " for å bygge laguner, deltaer, alluviale sletter ... på dårlig konsoliderte materialer, ikke i stand til å støtte tunge bygninger uten utvikling og lett modifisert av geodynamiske fenomener. Strøm, flom, tidevann , stormer ... som disse stedene ofte utsettes for: Notre-Dame de Paris er bygget på en skog av trepinner , noen meter lange, som krysser laget av overflateløst silt, for å forankre seg i den kompakte grusen som ligger under alluvium av Seinen; lenger nedstrøms, for eksempel, er Tancarville-broen basert på betongpeler forankret i samme grus. Siden IX th  århundre , de venetianerne okkuperer et spesielt utakknemlig et geoteknisk synspunkt stedet, en lagune som kjelleren stadig kollapser, noe som krever at alle bygger på "spesielle stiftelser." Den nåværende nederlandske geotekniske skolen er et direkte resultat av den hundre år gamle innsatsen som friserne måtte utøve for å utvikle den stadig omstridte provinsen ved sjøen. Den østerrikske Terzaghi hadde lært av sine forgjengere hvordan man kunne bygge godt på det komprimerbare leire alluvium i Donau-dalen ...

I løpet av XVII -  tallet tvang forsvarende høyborg overfor artillerimakten militæringeniørene til å bygge murer høyere og høyere og tykkere perreyée jord; for dette hadde Vauban Abbé Duroi etablert og spredt empiriske regler for stabiliteten til fyllinger og støttemur; han blir således urett betraktet som initiativtaker til jordmekanikk, som i ytterligere to århundrer vil være en empirisk gjenfyllingsmekanikk.

Noen plater i leksikonet viser grunnlaget på trehauger av bygninger bygget langs vannveier.

Vollenes mekanikk

I 1720 demonstrerte Bernard Forest de Belidor at erfaringene fra "vanlige land" - fyllingene - utenfor deres naturlige skråning (som de) "tar på seg selv" var resultatet. Årsak til ustabilitet av støttemurer.

I 1727 beregnet Couplet empirisk skyvekraften til denne fyllingskilen begrenset av en flat feilflate.

I 1773 assimilerte Coulomb tilstanden til stabilitet av denne skyvekilen til en ladning på et skrått plan som han hadde etablert loven for å rasjonalisere artilleriets kartong; den definerer tydelig kohesjonen og friksjonsvinkelen til en fylling, og etablerer loven om deres forhold ved foten av fyllingenes mekanikk som vil bli jordens mekanikk. Geomekanikk gikk dermed inn i den vitenskapelige fasen, men vanskelighetene med applikasjonsberegninger førte til at den forsømte sammenheng og bare beholdt flyet som en glidende overflate, og påpekte at man derfor handlet i retning av sikkerhet - "For å gjøre det enkelt å anvende det i øve på". Hans essay om en anvendelse av reglene for maximis og de minimis på noen problemer med statikk, knyttet til arkitektur , var "ment å bestemme, så langt blandingen av beregning og fysikk kan tillate, innflytelsen av friksjon og av kohesjon i noen problemer med statikk ”.

I 1846 minnet Collin i forbindelse med jorddammer og fyllinger av kanaler og jernbaner at kohesjonen er uavhengig av friksjonsvinkelen og sa at den er en funksjon av materialets kompakthet og vanninnhold. han fastslår også at kurven for rotasjonsglidning av en fylling nærmest virkeligheten, er mer eller mindre en cykloidbue , mindre og mindre bratt fra oppstrøms til nedstrøms, men vanskelighetene med de praktiske beregningene er alltid forpliktet til å holde seg til friksjonsvinkelen og flyet.

Jordmekanikk

Mot slutten av XIX -  tallet spredte mekaniske fyllinger seg gradvis til møbelgeomaterialer, jord, fordi det ikke var noen spesifikk teori for å beregne grunnlaget for strukturer bygget på dem. Rankine , Levy, Boussinesq , Massau og andre benektet ikke sammenheng, men ved å undervurdere dens rolle, neglisjerte de denne upraktiske parameteren for å bruke i lineære beregninger - en variabel og en konstant - en veldig "konstant" variabel.

På begynnelsen av XX th  århundre , Hultin  (sv) , Petterson og Fellenius vedtatt buen som linje slip. I 1910 forsømte Résal ikke lenger samhold, men unngikk det fordi analytisk beregning ikke liker denne "konstante".

Estimatet av den tillatelige belastning for et grunt fundament er suksessivt forbedret fra Rankine i 1915 til Terzaghi, via Prandtl , Fellenius, Skempton  (en) ... Rundt 1920 Frontard  (de) bekreftet sykloide lysbuen som en glidende linje, men for å forenkle beregningene foretrekker vi buen til en logaritmisk spiral eller en sirkel, avhengig av om vi jobber på stoppet eller jordtrykket.

I 1925 brukte Terzaghi parametrene c, φ, γ, k i samme formel for å modellere den mekaniske og hydrauliske oppførselen til geomaterialet, konsolidering. Men i likhet med Fellenius sa han at man ikke kunne bygge en generell teori om jordmekanikk; han dissosierte derfor studiet av fundamentet til et fundament fra dets bosetning, og favoriserte det andre.

For å beregne på samme måte drivkraften til pulverformig jord og sammenhengende jord, hadde Rankine forestilt seg et "korrespondanseprinsipp" som assimilerte kohesjonen til en funksjon av vinkelen på friksjonen, som den ikke er som den hadde. Etablerte Coulomb og gjentok Collin; i 1934 foreslo Caquot sin "teorem om tilsvarende stater" som avbryter sammenheng ved en akseendring i Mohr-planet; som ikke løser noe i praksis, fordi det ekvivalente hydrostatiske trykket som man introduserer i formlene, ikke har den fysiske effekten av kohesjonen, selv om man assimilerer det til et lateralt trykk som komprimerer en solid pulverulent ( triaksial test ).

Siden 1930-tallet omskriver klassisk jordmekanikk som følge av fyllingenes mekanisme, den fra Coulomb, som modellerer oppførselen til et monofasisk, bare mineralmedium uten gratis vann, mer eller mindre dyktig de gamle ved å variere de matematiske språkene. Det er tilpasset så godt vi kan til Terzaghi-modellen for oppførselen til et tofaset mineral akvifermedium, mye mer realistisk.

På 1950- og 1960-tallet utviklet det seg to skoler i Europa. De foreslo spesifikke teorier, basert på resultatene av in situ- tester hvis prinsipper er veldig gamle, men hvis teknikker har kommet. På den ene siden bruk av det statiske penetrometeret i Nederland, Belgia og Nord-Frankrike ( Buisman  (nl) , De Beer  (de) ); på den andre siden bruk av trykkmåler eller dilatometer i Frankrike ( Ménard , Mazier). For å rettferdiggjøre bruken av trykkmåler, har Louis Ménard utviklet en teori som gjør det mulig å studere deformasjonene av løs eller steinete geomateriale, i henhold til det klassiske forholdet mellom reologi , stress / deformasjon: vi definerer eksperimentelt et felt av elastiske deformasjoner og en modul, et domene for plastiske deformasjoner og et feilpunkt; dermed blir felles studier av stabilitet og bosetting teoretisk mulig; faktisk er de egentlig ikke det siden man først bruker det begrensende trykket, kriteriet plastisitet, for å definere stabiliteten og deretter modulen, kriteriet for elastisitet, for å beregne setningen.

Trenden har lenge vært enten å prøve en syntese mellom klassisk jordmekanikk, penetrometerskolen og trykkmålerens (Maurice Cassan, Guy Sanglerat, Jean Nuyens ...), eller å utnytte fullt ut ved hjelp av datamaskinen, mulighetene på den ene siden av teorien om Joseph Boussinesq og av lineær elastisitet for å løse bosetningsproblemene, og på den andre siden av Coulombs lov og teorien om plastisitet for å løse problemene med stabilitet (såkalt "Grenoble school" nærme seg); datamaskinens kraft ble deretter brukt til å løse gamle problemer ved å gjøre beregninger umulige med papir og blyant; siden da har datamatisering av modeller blitt systematisert for å skyve tradisjonell design til sitt ytterste. Ménards design anses av noen geoteknikere som spesielt solid og fruktbar, og fortjener teoretisk og eksperimentell studie.

Bergmekanikk

I løpet av 1930-tallet, men særlig fra 1940-tallet, førte realiseringen av store vannkraftanlegg, betongdammer og gallerier, til å tilpasse mer eller mindre trofast mekanikken til jord til den mekaniske studien av bergarter ved å skille dem formelt - mekanikk fra gulv til bygning, bergmekanikk til store verk; den har nylig utviklet seg autonomt, hovedsakelig takket være IT.

Geofysikk

Geofysikk brukt på oljeprospektering ble opprettet av Schlumbergers i 1920. I løpet av 1950-tallet gjorde elektronikken det mulig å miniatyrisere enheter og forenkle prosesser for å tilpasse dem til byggenæringen. Databehandling og digital databehandling har forbedret dem ytterligere; 3D-seismikk brukes nå til større verkstudier.

Underjordisk hydraulikk

Den Darcy Loven ble uttrykt i 1856; det står for strømmen av grunnvann under en lav gradient og i et i det vesentlige permanent regime. Den generelle teorien om steady-state laminær flyt ble presentert i 1863 av Dupuit, i forbindelse med dreneringsgrøften. I 1880, etter ruinen av Bouzey-demningen , definerte Dumas undertrykket, det hydrostatiske trykket av det underjordiske vannet under de nedgravde strukturer. I 1906 gjorde Thiem det mulig å ta hensyn til grenseforholdene til en akvifer i et permanent strømningsregime.

Kontaktet av Boussinesq ingen praktisk resultat i den tidlige XX th  århundre , har strømmen forbigående problem av akvifer blitt behandlet ved Theis i løpet av 1930 Den generelle teori for væskestrømning i sirkler porøse, utviklet i 1940 og 1950 (Muscat, Houpper , etc.).

Avstemninger

Det gamle Kina, middelalderen i Nord-Frankrike ... praktiserte borehull . Fra håndbrønner, kjent til alle tider og overalt, har vi gått fra kabelkjøring til rotasjon og roto-perkusjon, ved hodet så nederst i hullet, til retningsboring ... Nyere teknikker for å registrere parametere kontinuerlig lyding har gjort operasjoner som neppe var streng, nesten streng. Prøvetaking har stadig forbedret seg med forbedring av hjerner , men den intakte prøven er fremdeles det mytiske objektet for jordmekanikk.

Konstruksjonsgeologien

Bygggeologi har alltid vært praktisert av og til av visse vitenskapelige geologer. De ble konsultert av entreprenører som ble varslet, inkludert bygging av store transalpine arbeider på slutten av XIX -  tallet , som Simplon-tunnelen (Révenier, Heim Taramelli, Schardt, Lugeon), eller i 1920/30-årene for store vannkraftverk i fjell (Lugeon, Fra 1940-tallet, først i USA og deretter i Vest-Europa, ble det systematisk implementert av spesialiserte ingeniører. I Frankrike, på 1960-tallet, og derimot, savnet den båten til motorveiene og andre store utviklingstrekk, hvor praktisk talt bare generelle ingeniører grep inn, bare opptatt av undersøkelser, tester og beregninger; antall og alvorlighetsgrad av deres feil har gradvis gitt tilbake til bygggeologi litt av stedet det ikke burde ha mistet, men i dagens praksis er geotekniske studier nesten alltid begrenset til "etterforskningskampanjer.", neglisjering eller til og med ignorering av "geologiske sammenhenger ".

Disipliner

De vitenskapelige fagområdene som geoteknikk er basert på er geologi, dens verktøy for observasjon, modellering og analog syntese, og geomekanikk, dets verktøy for eksperimentering, modellering og numeriske resultater. De er uavhengige og har forskjellige teoretiske baser; men ved vanlig praktisk bruk er de også nødvendige og komplementære innen geoteknikk og må forenes på en samsvarende måte.

De praktiske fagområdene som geoteknikk er basert på er konstruksjonsteknikker og informatikk.

Geologi

Rollen til geologi er viktig i geoteknikk; det tillater en sammenhengende og passende beskrivelse av formene og oppførselen til geomaterialet; dens tilnærming, som er basert på det synlige og tilgjengelige, er kvalitativ og semi-kvantitativ: på hver skala av observasjon gjør det det mulig å studere naturlige og induserte fenomener med kompleks atferd, vanskelig å matematisere og å rettferdiggjøre formuleringen av de som kan være ved å gi modeller av former nærmest virkeligheten som geomekanikk trenger for å fikse grensevilkårene for atferdsberegningene.

Geologifeltet har mange sammenhengende sekundære grener. Geomaterialets former og oppførsel er utallige, mangfoldige, spesifikke for et sted og en tid, men vi finner ikke, og det skjer ikke bare noe overalt: for å ta hensyn til dette, må vi i fellesskap appellere til alle disse grenene; de som spesielt angår geoteknikk, er for formene, deler av litologi - vi sier også petrologi , petrografi (mineraler og bergarter) -, strukturgeologi ( stratigrafi og tektonikk ), geomorfologi (aspekt av jordoverflaten), og for oppførsel, deler av hydrogeologi (grunnvann) og geodynamikk (vulkaner, jordskjelv, grunnbevegelser osv.); disse delene er de som beskriver og studerer nåværende former og atferd.

Geomekanikk

De geomekanikk , som generelt faller sammen med geoteknisk, er dens fysikalsk-matematiske disiplin, deterministisk verktøy, er nødvendig, men ikke tilstrekkelig.

Målet er å utgjøre de typiske problemene med geoteknikk - stabilitet av en naturlig fylling, av fyllinger eller stiklinger, av en underjordisk utgraving, av en støtte; grunnvikt og / eller oppgjør; brønnflyt, utgravning, drenering ... - og å løse dem ved beregning, ved hjelp av skjematiske modeller av former og oppførsel av virtuelle miljøer, bilder av ekte geomaterialer. Disse miljøene er representert av enkle geometriske former (to dimensjoner, rette linjer, sirkler osv.) Som fester de innledende forholdene og ved minimumsgrensene som er pålagt av de matematiske løsningene på problemene som stilles: De modellerte atferdene er skjematiske og faste, styrt av " lover "deterministisk; en og samme årsak tilsvarer alltid strengt en og samme effekt. Parametrene til de matematiske modellene blir av og til målt under in situ- tester - penetrometer, trykkmåler osv. Eller i laboratoriet på prøver tatt av mekaniske sonder - ødometer, triaksial, etc.

De grunnforhold , de bergmekanikk , den underjordiske hydrauliske og en del av geofysikk er grener av geomekanikk; jordmekanikk studerer oppførselen til løse miljøer - leire, sand, etc. under påvirkning av naturlige krefter - tyngdekraft, hydrostatisk trykk, etc., eller indusert - vibrasjoner, fundamentbelastninger osv .; bergmekanikk studerer oppførselen til harde miljøer - granitt, kalkstein, etc. under de samme forholdene. Skillet mellom disse to grenene er konvensjonelt fordi de bruker de samme generelle "lovene" og de samme formene for resonnement og beregning; Underjordisk hydraulikk studerer matematisk vannstrømmen i vannmassens geomateriale, naturlig under påvirkning av tyngdekraften eller kunstig, ved pumping. I geoteknikk er disse fagene tett knyttet sammen og til og med gjensidig avhengige.

Vi kan ikke formulere en enhetlig teori om geomekanikk; hans begrensede teorier om kunstig enkle former er for spesielle til å bli generalisert; de har sporadisk opprinnelse: overfor et nytt teknisk problem prøvde en utøver å løse det ved å stole på den eksperimentelle studien av et fenomen som han skulle være innflytelsesrik og som han isolerte; “lovene” til Hooke, Coulomb, Darcy, teoriene til Terzaghi, Ménard ... er ganske akseptable forutsetninger i et smalt gyldighetsfelt - linearitet i forholdet mellom to parametere - som bruk ikke alltid validerer. Og selv om vi innrømmer muligheten for en forsiktig generalisering, kommer vi opp mot den vanskelige overføringen av prøver til nettstedet; geomekanikk gjør dette ved å integrere feltligninger i definisjonsintervaller og grensebetingelser pålagt av beregningsteknikken i stedet for å ta hensyn til virkeligheten, noe som fører til ekstremt skjematiske modeller, selv om det antas at materialene i prøvene representerer geomaterialene til nettstedet. Men geomekanikk ignorerer hva de virkelige geomaterialene til et nettsted er, fordi det bare representerer dem av noen få parametere (tetthet, friksjonsvinkel, kohesjon, permeabilitet, etc.), og det håndterer bare noen få spesifikke data oppnådd ved lyd og tester, så få i antall som vi ikke kan tildele dem statistisk verdi.

Jord og stein

Jordens tilstand og mekaniske oppførsel avhenger i hovedsak av vanninnholdet; de av en stein, dens grad av forvitring, sprekker og brudd. Vi kan huske:

  • Jord: løse geomaterialer, mer eller mindre gnidning og / eller plast med svak sammenheng. Den avtar til den forsvinner (flytende) ved å øke vanninnholdet.
    • Karakteristiske parametere: tetthet, vanninnhold, friksjonsvinkel, kohesjon ...
  • Bergarter: kompakte og harde geomaterialer hvis enkle trykkfasthet er større enn noen få MPa. Den avtar og / eller forsvinner ved fysisk (hydrering), kjemisk (oppløsning) og / eller mekanisk (fragmentering) endring.
    • Karakteristiske parametere: seismisk hastighet, elastisitetsmodul, trykk-, strekk- og skjærstyrke, etc.
Ground Mecanic

Studiet av den mekaniske oppførselen til "jord", løse dekkformasjoner - sand, leire, etc., under påvirkning av naturlige krefter - tyngdekraft, hydrostatisk trykk - eller indusert - vibrasjoner, fundamentbelastninger, jordarbeid, etc. er et spørsmål om mekanikkjord, den eldste, mest kjente og mest praktiserte av disse grenene, fordi de fleste av de geotekniske problemene oppstår for implementeringen av disse formasjonene under konstruksjonen av de fleste byggverk.

Bergmekanikk

Bergmekanikk er en tilpasning av jordmekanikk for å studere strukturer på skalaen til store, dype massiver - dammer, gallerier osv .; den nåværende metoden består i å etablere modeller av mer eller mindre kompliserte numeriske former for massivet i henhold til arten og tettheten av dets sprekkdannelse og å manipulere dem ved å anvende lovene til Hooke og / eller Coulomb til elementene og / eller til deres definerte grenser til forskjellige modelleringskoder - endelige elementer (FEM), endelige forskjeller (FDM), distinkte elementer (DEM), grenseelementer (BEM) - mer eller mindre tilpasset de studerte tilfellene, for å skjematisere deres indre deformasjoner og / eller deres relative forskyvninger; man prøver dermed å oppnå den globale deformasjonen av den modellerte faste massen, under påvirkning av spesifikke krefter, generelt av massene med fundament eller av stressavslapping rundt eksisterende utgravninger eller å skape.

Seismikk

Fra målinger av overflatepotensialer eller i soninger beregner geofysikk den mulige formen til et mekanisk - seismisk, gravimetrisk - eller elektrisk felt på dybden; dette gjør det mulig å spesifisere de geologiske strukturmodellene og validere de geomekaniske modellene.

Underjordisk hydraulikk

Underjordisk hydraulikk gjelder strømmen av vann i undergrunnen under påvirkning av tyngdekraften og / eller ved pumping. Darcys lov definerer permeabiliteten til en akvifer, en parameter som lineært forbinder strøm med trykk. Dupuits beregningsmetode bruker denne loven til laminær strømning i jevn tilstand i et udefinert homogent medium. Thiems metode spesifiserer effekten av mediets grensebetingelser. Denne metoden tillater studiet av flyt i forbigående regime.

Geomekanisk beregning

Den generelle tilnærmingen til geomekanisk beregning består i å redusere oppførselen til en struktur på stedet til dens virkning på geomaterialet, redusert til oppførselen til et invariant, homogent, isotropisk og semi-uendelig medium, utsatt for en ekstern handling; til enhver handling er det en spesifikk reaksjon: geomaterialet er mer eller mindre motstandsdyktig, komprimerbart og permeabelt; handlingen er vanligvis et trykk som gir en forskyvning, en øyeblikkelig deformasjon som kan gå så langt som brudd, eller en strømning. To variabler, en kjent som representerer årsaken og den andre ukjente som representerer effekten, kombineres i formler, med konstanter som representerer materialet - tetthet, friksjonsvinkel, kohesjon, permeabilitet ... og mer eller mindre karakteriserer problemets grenser; når konstantene er bestemt direkte eller indirekte av målinger eller estimater, tilsvarer hver verdi av årsaksvariabelen en og bare én verdi av effektvariabelen. De enkle formlene som oversetter de grunnleggende lovene - Hooke, Coulomb, Terzaghi, Darcy - beholder bare den lineære delen av den tilsvarende oppførselen, elastisiteten; de er enkle å bruke, men praktisk talt begrenset til behandling av tester beregnet på å måle parametrene som brukes i applikasjonsformlene, som er spesielle løsninger for integrasjoner av differensiallikninger eller med kompliserte partielle derivater under enkle forhold som sjelden tilsvarer virkeligheten de har trigonometriske, logaritmiske, eksponentielle former ... delikate og kjedelige å håndtere, praktisk talt uten beregning uten fare for feil med blyant og papir, som man for det har oversatt til tabeller og mer eller mindre presise abacuses som man finner i lærebøker; de har blitt mer håndterbare takket være datamaskiner.

Det er nødvendig å kontrollere resultatene som man oppnår slik: man stiller problemet, man ruver løsningen med de enkle formlene og diagrammene eller de programmerte mellomformlene, man beregner med programvaren og man validerer eller man modifiserer. Et analogt trinn er åpenbart nødvendig hvis man bruker en numerisk prosess, endelige elementer (FEM) som oftest, for å løse et komplisert problem.

Konstruksjonsteknikker

Anvendelsen av geotekniske prinsipper, data og resultater tillater rasjonell bruk av konstruksjonsteknikker for implementering av undergrunnen. Disse teknikkene - for det meste jordarbeid og fundamenter - utgjør en sammenhengende gruppe av spesifikke midler som er nødvendige for utvikling av et område og konstruksjon av en struktur. Deres generelle prinsipper - prosesser, materialer, metoder, organisering, etc., er felles for nesten alle konstruksjonsoperasjoner og er relativt stabile: de utgjør kunstens regler; men i praksis utvikler disse teknikkene seg kontinuerlig som en funksjon av teknisk-vitenskapelige anskaffelser og spesielt av fremgang i prosesser og materialer.

I hvert enkelt tilfelle må de være spesielt tilpasset de geotekniske komponentene i strukturen - støtte, fundament, avløp osv., Til de geomaterialene de vil bli konfrontert med - løse eller steinete, utviklende eller stabile, mer eller mindre gjennomtrengelig og akviferer osv. til atferden som forventes fra hele stedet / strukturen - ras, bosetting, flom osv. Valget og implementeringen av en av dem avhenger av stedets geotekniske egenskaper - morfologi, struktur, materialer , naturfenomener, etc. og om økonomiske og driftsteknikker - finansiering, planlegging, plassering, arkitektoniske og strukturelle design, tilgjengelige ressurser, fasing av arbeidet.

Databehandling

Datasimulering gjør det mulig å gjøre de fleste av de generiske geomekaniske problemene grovere, men det er lite egnet til mange steder og strukturer og til den spesifikke karakteren til problemene som skal løses, og som krever påfølgende simuleringer, ved å endre verdiene av parametrene og formene på modellene. Man finner i spesialfaget et veldig stort antall programvare for tekniske applikasjoner - skråningsstabilitet, støtter, fundamenter ..., prosessering av målinger, beregninger ... som for det meste ikke er gjennomsiktige; etter å ha gitt maskinen verdiene til de målte parametrene den ber om, gir den forventet resultat; hvis det er tvilsomt, kan det bare roteres igjen for å eliminere eventuelle inngangsfeil eller endre parameterverdiene. En spesifikk validering er derfor alltid nødvendig.

Selvfølgelig kan en erfaren geotekniker, god informatiker, skrive programvaren han trenger for å håndtere et bestemt problem og muligens kommersialisere den etter å ha validert den ved hjelp av mange personlige felteksperimenter, i reell størrelse.

Geoteknikeren

I praksis kan "geotekniker" være en liberal rådgivende ingeniør, et jordstudiekontor i et kommersielt selskap, et offentlig eller semi-offentlig organ, studiekontoret til et stort generalistfirma eller spesialisere seg i spesielle stiftelser., En lærer ...

I Frankrike presenterer OPQIBI, et profesjonelt ingeniørkvalifikasjonsorgan, en liste over geotekniske spesialiteter.

De fleste av de franske jorddesignkontorene er medlemmer av Union syndicale géotechnique .

Oppdrag

Den geotekniske ekspertens oppdrag er å gjennomføre studien som byggherrene trenger for å planlegge og gjennomføre driften; den består i å samle inn og tolke geotekniske data, stedstruktur, materialegenskaper, eksistensen av geologiske farer, forutsigelse av oppførselen til nettstedet / struktursamlingen, for å få praktiske resultater for prosjektet, nettstedet og boken…; suksessivt eller samtidig prospektor, ingeniør, prognosemester, utøver han kunsten sin basert på sin erfaring. Han må åpenbart etablere det studieprogrammet han er ansvarlig for og kontrollere implementeringen av de midlene som er nødvendige for å realisere det. Arbeidet med dokumentasjon, fjernmåling og kartlegging er fortsatt hans ansvar; hvis han har personale og tilstrekkelige ressurser, kan han også implementere de nødvendige måleteknikkene selv, for eksempel geofysikk, sonderinger, tester osv .; ellers overlater den implementeringen til spesialiserte underleverandører, men den sørger alltid for den overordnede organisasjonen og koordineringen, og tolkningen av mellomresultater; deretter syntetiserer han det, grunnlaget for beregningene som fører til hans endelige tolkning.

Ansvar

Den geotekniske ingeniøren er en tekniker som spesialiserer seg i studiet av byggeplassen til en struktur og ikke av selve strukturen, bortsett fra i ganske sjeldne tilfeller av prosjektledelse av en spesifikt geoteknisk struktur - jorddiker og dammer, utnyttelse av underjordisk vann. Studiet og deretter konstruksjonen av en struktur utgjør utallige tekniske og økonomiske problemer som geoteknikeren ikke er autorisert til å stille og løse, eller til og med å vite, fordi de går utover omfanget av hans spesialitet; han produserer eller sjekker ingen beregninger, planer, beskrivelser eller estimater som er spesifikke for verket, som han vanligvis bare kjenner til den omtrentlige og ofte utviklende plasseringen og typen: det er en tjenesteutleier som har en forpliktelse til medium når det gjelder prosjektleder og ikke en arbeidsleasinggiver som har en forpliktelse til resultat overfor eieren, selv om sistnevnte bestiller studien og lønnen, fordi geoteknikeren ikke teknisk griper inn bare med prosjektlederen; fra studiet av prosjektet til ferdigstillelse av arbeidet, dets tilstedeværelse med byggherrene - prosjektledere, designkontorer og bedrifter - og konsultasjonen med dem skal være permanent og nær, men det er opp til mesterarbeidet å bestemme, vedlikeholde og bruk den.

I de fleste tilfeller engasjerer geoteknikeren sitt profesjonelle sivilansvar (RCP) for å etablere, så mye som mulig, diagnosen av staten og prognosen for oppførselen til et natursted påkrevet av en struktur, og ikke en ten- års ansvarsrett (RCD) for studier og konstruksjon av en struktur der den ikke deltar direkte. Bygherrene bruker informasjonen den gir dem på det stadiet de har satt etter eget ønske; tolkningene de tar av det og avgjørelsene de tar, blir sjelden utsatt for godkjenning: det er ikke en "byggmester" i henhold til Spinetta-loven .

Geoteknisk studie

Den geotekniske studien er en komplisert operasjon som kvaliteten på den aktuelle strukturen i stor grad avhenger av. Den generelle tilnærmingen består først og fremst i å bygge den strukturelle modellen til stedet, deretter i å karakterisere og studere de naturlige og induserte fenomenene som det er setet for, og til slutt i å foreslå praktiske løsninger på de geotekniske problemene som den spesifikke tilpasningen av nettsted. 'arbeider på nettstedet.

Målet er å gi så mye som mulig til eieren og utbyggerne praktisk, pålitelig og direkte brukbar informasjon om arten og oppførselen til nettstedet der den skal bygges, slik at de kan definere og rettferdiggjøre de tekniske løsningene som de må designe, vedta og implementere for å kunne utføre arbeidet i full sikkerhet og til en lavere kostnad.

Utførelsen av sonderinger og in situ- tester , innsamling og testing av prøver, må være den siste av en serie operasjoner bestilt i påfølgende stadier; å ty til det direkte og eksklusivt, ville utgjøre å tildele en rolle som syntese til analysemetoder, å forvirre geoteknisk studie og kampanje for sonderinger og tester.

Det er nyttig, hvis ikke nødvendig, for geoteknikeren å gripe inn så langt han er bekymret for i alle ledd av prosjektstudien, konstruksjon og vedlikehold av strukturen, og at han har alle midlene han trenger, organiserer implementeringen, overvåker den og bruker dataene.

Midlene til studien

Hvert sted og muligens hver struktur på det samme stedet må studeres spesifikt, i henhold til et program tilpasset hvert trinn i studien og muligens til og med, kan bli endret når som helst i henhold til resultatene oppnådd, ved å implementere midler som vil gi mest relevant nødvendig og tilstrekkelig informasjon billigere. Hvert middel - dokumentasjon, geologisk undersøkelse, fjernmåling, geofysikk, sonderinger, felt- og laboratorietester, databehandling ... har sin verdi og begrensninger; ingen er unødvendige, men ingen er universelle. For hver type arbeid, på hvert trinn i studien, fører ansettelse av de som er best egnet til den, til bedre presisjon av resultatene og til betydelige besparelser i tid og penger.

Stadiene i studien

I Frankrike er dekretet nr .  73-207 av28. februar 1973"Forholdet til vederlagsvilkårene for ingeniør- og arkitekturoppdrag oppfylt på vegne av offentlige myndigheter av private lovgivere" definerer trinnene i byggestudier.

Dekretet fra 1/12/93 ( MOP-lov av 13/7/85) endret mer eller mindre skjemaet uten å endre stoffet.

NF P 94-500 (2000-2006) -standarden, inspirert av Union syndicale géotechnique, definerer (Gn eller XXX) og klassifiserer geoteknikernes oppdrag med en kontraktsmessig, kommersiell og juridisk orientering; den beskriver "kampanjen - eller programmet - for etterforskning" (typer, masker og antall borehull og tester) og fremkaller bare kort, i foreløpige - eller til og med forsømmelser - den "geologiske konteksten" (dokumentasjon, "stedbesøk, nabolagsundersøkelse, tapserfaring, etc.). INovember 2013Det er delvis endret for å bli bedre tilpasset den MOP loven, men forvirringen mellom studiet scenen og de geotekniske oppdrag restene.

Disse nomenklaturene og noen få andre kaller stadiene annerledes og setter dem mer eller mindre forskjellige grenser, uten for mye å endre den ordnede progresjonen av studien.

APS-, APD-, STD-, DCE-, CGT- og RDT- og TPD-nomenklaturen i dekretet av 2/2/73 har gått over i hverdagsspråkspråk; det er den klareste og mest praktiske måten å definere trinnvis, den generelle tilnærmingen til den geotekniske studien av en stor utvikling; det av den geotekniske studien av en isolert struktur kan forenkles, men det er nødvendig å respektere progresjonen etter påfølgende trinn, samtidig som man muligens reduserer midlene til hver: å begrense en slik studie til nivået på STD ekskluderer ikke behovet for å definere og karakterisere stedet slik at strukturen er riktig tilpasset den; en forkortet APS og en APD er derfor alltid indikert.

Med unntak av nomenklaturer kaller vi "gjennomførbarhet" et foreløpig sammendragstrinn som gjør det mulig å skissere hovedlinjene i prosjektet og orientere studien.

Foreløpig utkast til sammendrag (APS)

MOP-lov: deler av "Skisse" og "Sammendrag foreløpig utkast" - Standard NF P 94-500: deler av G1 - SIT "Foreløpig".

Generell studie av nettstedet og dets omgivelser for å definere de viktigste geotekniske egenskapene og skissere hovedlinjene for tilpasningen av prosjektet til stedet.

  • Midler  : småskala geologi (1: 20 000 til 1: 5 000) - fjernmåling - geofysikk og raske undersøkelser.
  • Resultater  : prosjektlederen kan stole på disse dokumentene for å gjennomføre studiet av grunnplanen til prosjektet og etablere en foreløpig målkostnad for tilpasning til bakken.
  • Rapport  : strukturdiagram - småskala skjematiske geotekniske planer og seksjoner (IGN-kart, matrikkelplan osv.) - generelle kommentarer til områdets egnethet til å imøtekomme den planlagte utviklingen og definisjonen av generelle tilpasningsprinsipper.
Foreløpig detaljprosjekt (APD)

MOP-lov: deler av "Draft-summary" og "Draft-definitive" (mulig forvirring: APD = Draft-detaljert i dekret av 2/2/73 og Draft-definitive i MOP-loven) - Standard NF P 94-500 : del av G2 - AVP “Draft”.

Detaljert undersøkelse av stedet, som gjør det mulig å begrense og geoteknisk karakterisere områdene der jordarbeidsmetodene og grunnmetodene vil være like.

  • Midler  : storskala geologi (1/1000 til 1/200) - fjernmåling - geofysikk - borehull og kalibreringstester.
  • Resultater  : bruk av disse dokumentene, plasseringene av strukturene, nivåene på de generelle jordarbeidsplattformene, nivåene på undergrunnen, typer, nivåer og tillatte begrensninger av fundamentene samt de generelle egenskapene til alle delene av fundamentene. arbeid i forhold til undergrunnen, kan defineres av prosjektlederen, for å tilpasse prosjektet sitt best til områdets særegenheter, og for å spesifisere målkostnaden for tilpasning til bakken.
  • Rapport  : store geotekniske planer og seksjoner, på bakgrunn av en landmålers plan - presentasjon etter område, metoder for å utføre jordarbeid, typer fundamenter som kan tenkes osv.

For å minimere kostnadene er de fleste geotekniske studier redusert til dette stadiet; dette er ikke tilstrekkelig for å forhindre skade eller ulykker på stedet, strukturen, nabolaget og / eller miljøet, og det begrenser ansvaret for geoteknikeren.

Detaljerte tekniske spesifikasjoner (STD)

MOP-lov: deler av "Final draft" og "Project study" - Standard NF P 94-500: G2 - PRO "Project" og deler av G3 - EXE "Execution".

Detaljert undersøkelse av undergrunnen til høyre for hver konstruksjon, som gjør det mulig å forutsi, til den presisjonen som prosjektlederen krever, vilkårene for utføring av utgravninger, fyllinger, fundamenter, fortau, områder og fortau, muligens spesielle arbeider og prosesser.

  • Midler  : storskala geologi (1/500 til 1/100) - fjernmåling - geofysikk - mekaniske undersøkelser - in situ og / eller laboratorietester.
  • Resultater  : prosjektlederen har de geotekniske elementene som tillater ham å forhåndsdimensjonere delene av konstruksjonene i forhold til undergrunnen, for å utarbeide utførelsesplanene og beskrivelsen.
  • Rapport  : planer, seksjoner og geotekniske kommentarer om hver del av strukturen i forhold til undergrunnen.
Forretningskonsultasjonsfil (DCE)

MOP-lov: deler av "Bistand til oppdragsgiver for tildeling av byggekontrakter" - Standard NF P 94-500: G3 - EXE - "Utførelse".

Geotekniske spesifikasjoner for konsultasjonen eller anbudsinnkallingen av selskapskontrakten, angående utførelse av de samme delene av arbeidene.

  • Midler  : bruk av tidligere etablerte dokumenter, eventuelt utfylt på forespørsel.
  • Resultater  : geotekniske spesifikasjoner av konsultasjonen eller anbudsinnkallingen av selskapskontrakten, angående utførelse av de samme delene av arbeidene.

Beregningene og de tekniske dokumentene blir sendt til den geotekniske ingeniøren som verifiserer, med hensyn til deres geotekniske aspekt, at antatte forutsetninger og verdiene til parametrene som brukes er i samsvar med hans indikasjoner. Han trenger ikke å kommentere valget av beregningsmetoder, resultatene, samt planene som er etablert. I alle fall antar den geotekniske ingeniøren ikke, selv delvis, den tekniske utformingen av disse delene av strukturer.

Generell arbeidskontroll (CGT)

MOP-lov: deler av “Scheduling, Steering, Coordination” - Standard NF P 94-500: parts of G3 - EXE - “Execution” and G4 - SUP - “Monitoring”.

Hjelp til prosjektleder for utførelse av arbeider og deler av strukturer relatert til kjelleren: diskusjoner for godkjenning av metodene som er foreslått eller anvendt av selskapene - deltakelse på stedsmøter - intervensjoner for å avklare en detalj dårlig definert gjennomføring, for beslutningstaking angående uforutsett henrettelse og for aksept.

  • Midler  : på forespørsel, i tilstrekkelig mengde, detaljerte geotekniske undersøkelser på nettstedet - geofysikk - sonderinger og / eller kontrolltester.
  • Resultater  : prosjektlederen kan teknisk og økonomisk optimalisere delene av strukturen i forhold til kjelleren, og om nødvendig endre dem på forespørsel i tilfelle uforutsette omstendigheter. Den geotekniske filen for arbeidene kan konsulteres i tilfelle skade, rehabilitering osv. Geoteknikeren er ikke forpliktet til å føre permanent tilsyn med de tilsvarende verkene, og han trenger ikke ta noen vedlegg. Disse oppdragene er en del av prosjektlederens.
Mottak av verk (RDT)

MOP-lov: deler av “Scheduling, Steering, Coordination” - Standard NF P 94-500: parts of G3 - EXE - “Execution” and G4 - SUP - “Monitoring”.

Etter å ha mottatt arbeidet, vil all dokumentasjon som er samlet inn under studien og gjennomføringen, tillate geoteknikeren å være en objektiv ekspert som kan hjelpe til med å løse enhver tvist i minnelighet - geologisk fare., Ofte overdrevet eller til og med innbilt - til det beste for alle sammen.

Unngå ulykken

MOP-lov: deler av "Scheduling, Control, Coordination" - Standard NF P 94-500: parts of G4 - SUP - "Monitoring" and G5 - DIA - "Geotechnical diagnose".

Godt vedlikehold av en struktur er ikke et standardisert oppdrag. I løpet av konstruksjonens levetid kunne den geotekniske ingeniøren imidlertid bli bedt om å gripe inn for å studere oppførselen til stedet / strukturenheten, forklare skader, tillate øyeblikkelig og billig reparasjon eller til og med unngå ødeleggelse.

Kvaliteten på studieresultatet

Av budsjettårsaker, tidsfrister, men fremfor alt, i det vesentlige, problemer med tilpasning av sted / struktur, kan vi ikke oppnå et ubestridelig geoteknisk resultat; uansett hva man gjør, kan man ikke vite strukturen og oppførselen til kjelleren i en utvikling til presisjonen til den tekniske studien av prosjektet og konstruksjonskravene: de er mye mer kompliserte enn modellene som er tilgjengelige og de numeriske resultatene av geomekanisk beregninger er størrelsesordener som må tempereres av en "sikkerhetskoeffisient"; Det er derfor som en spådommer at den geotekniske ingeniøren må oppføre seg for å presentere de praktiske resultatene av en studie, hvor nøyaktigheten alltid er relativ.

Geotekniske applikasjoner

Anvendelsene av geoteknikk er utallige, av et veldig stort mangfold, alltid unikt og for noen av ekstrem kompleksitet, installasjoner, konstruksjoner og arbeider - jordarbeid, støtter, fundamenter, avløp -, utnyttelse av materialer eller underjordisk vann, forebygging av forurensning, rehabilitering av forurensede steder, lagring av avfall ... faktisk alt vi kan grave, bygge, drive eller avvise på jordens overflate.

Fasiliteter

Utviklingen er operasjoner som okkuperer mer eller mindre omfattende områder og består av flere lignende eller forskjellige strukturer: Urban, industriområder (overflate, underjordisk); Flyplasser; "Lineære" utbygginger (rørledninger, veier, jernbaner, kanaler, vassdrag, marine bredder); Oppsamlingsfelt ...

Geoteknikken definerer rammene for operasjonen, kontrollerer gjennomførbarheten, foreslår muligens varianter, deler nettstedet i relativt homogene sektorer der lignende tekniske problemer kan motta lignende løsninger, identifiserer mulige sektorer og risikoer på en måte for å unngå dem eller for å håndtere med dem spesifikt, validere bestemmelsene som er vedtatt, utarbeide detaljerte studier av hver struktur som utgjør utviklingen, tillate at kostnadene for operasjonen evalueres osv.

Arbeidene

Et anleggsarbeid er en isolert konstruksjon eller et utviklingselement: bygninger; Fabrikker; Tanker; Hydrauliske demninger; Støttestrukturer - vegger, gabions, vegger; Strukturer - broer, viadukter, akvedukter; Havnestrukturer - brygger, kaier, låser, former; Maritimt eller elveforsvar - diker, groynes, etc.

Vi bestemmer de generelle og spesifikke forholdene der en struktur kan tilpasses dem med maksimal sikkerhet, effektivitet og økonomi - unngå skader eller ulykker på stedet, strukturen og nærliggende strukturer, optimaliser kostnadene for strukturen og driften av stedet , organisere vedlikehold og sikre konstruksjonens levetid - ved byggearbeidet til dets deler i forhold til jord og undergrunn, bevisst definert - jordarbeid, drenering; type, innbyggingsdybde, estimering av påkjenningene som fundamentet pålegger sengetøymaterialet og tilpasning av strukturen til de mulige bosetningene det kan gjennomgå ... Denne tilnærmingen er av generell vitenskapelig art: ved observasjon (geologi), '' eksperimentering ( geoteknisk), beregning (geomekanikk), det gjør det mulig å bygge en modell av form og oppførsel for hele nettstedet / strukturen som vil bli testet (tilbakemelding) under konstruksjonen, noe som til slutt vil føre til modifisering etter behov for å få den endelige modellen, validert eller ikke på mer eller mindre lang sikt av oppførselen til den ferdige strukturen.

Arbeidene

Når studiet av prosjektet til et arbeid er fullført, definerer vi arbeidet med utførelse av dets deler i forhold til jorda og undergrunnen til stedet - Jordarbeid; Stiftelser; Avløp; Oppsamling av grunnvann. Dette arbeidet gjør det mulig å tilpasse strukturen til stedet ved å utjevne stedet, muligens ved å korrigere forstyrrende naturlige trekk og / eller ved å forhindre virkningene av å skade naturlige fenomener, ved å etablere dets fundament osv .; Dette kan gjøres på grunnlag av studiene av strukturen, men utarbeidelsen av arbeidene og deres geotekniske overvåking unngår uaktsomhet og / eller feil i tolkningen av studier ved opprinnelsen til de fleste vanskeligheter på stedet, og letter tilpasningen til mulig uforutsette hendelser, til kompliserte situasjoner ... som krever ytterligere spesifikke studier, spesielt for tolkning av mulige hendelser eller stedulykker, og deretter for definisjon og anvendelse av rettsmidler som skal bringes til dem.

Geotekniske risikoer

Avhengig av beliggenhet og omstendigheter, blir den perverse effekten ikke tatt i betraktning i studiet av en utvikling, en struktur, et sted i nabolaget og / eller miljøet, den skadelige effekten av en utidig hendelse - naturfare, jordskjelv, flom ... eller indusert, bosetning, jordskred, forurensning ..., uforutsett eller dårlig forhindret er farer som driver mange utviklinger, strukturer og omgivelsene på grunn av deres uegnet for deres nettsteder - sårbarhet - og / eller omstendigheter. Uttrykket for denne faren er økonomisk drift, dysfunksjon, skade, ulykke, ruin, katastrofe: jordskjelvet ødelegger bygningen, stormen ødelegger diken, flommen feier bort broen, oversvømmer boligfeltet, paviljongen sprekker under påvirkning av tørke, kjellerne blir oversvømmet med jevne mellomrom, bygningen ved siden av en utgravning sprekker og / eller kollapser, membranveggen kollapser, fyllingen strømmer, fortauets gondol, fyllingen veggrøften kollapser under tordenvær, støttemuren kollapser, gruppen av siloer eller reservoaret tilter, demningen lekker eller gir seg, industriell jord og / eller akviferen er forurenset, byen mangler vann under lav strømning, kostnadene for arbeidet under bygging stiger på grunn av en reell geologisk fare eller ikke ..., vi går og verre. En hel bok ville ikke være nok til å liste opp større eller mindre geotekniske ulykker, fortid, nåtid eller fremtid.

Hvis faren er tydelig identifisert og korrekt undersøkt, kan risikoen reduseres, beskyttes mot den, og dens uttrykk kan håndteres, som er et krav som kan garanteres ved forsikring tegnet av klienten, byggherrene, eieren ...; hvis faren er naturlig og dens virkninger katastrofale, blir ofrene kompensert ut av offentlige midler for “naturkatastrofer”.

De menneskelige årsakene til geotekniske ulykker er ofte mange, men en av dem er generelt avgjørende: - manglende, utilstrekkelig, feilaktig, dårlig tolket geoteknisk studie - mangel eller mangelfull modifikasjon av bruken: dårlig gjennomtenkt installasjon, upassende design, mangelfull implementering, dårlig håndverk ... - ytre handlinger: naturfenomener, nærliggende arbeider ... Men mye mer enn tekniske, de effektive årsakene er atferdsmessige: overdreven besparelse, uvitenhet, inkompetanse, uaktsomhet, slapphet ...

Vi må komme til enighet med en potensielt skadelig hendelse, forhindre at den skjer eller være der og når den sannsynligvis vil skje; vi må oppføre oss, arrangere og bygge våre arbeider med tanke på muligheten for slike hendelser og det advokater kaller jordens risiko. Fordi naturen ikke er lunefull, er ikke jorda ond; de er nøytrale. Fenomenene, selv paroksysmale, er naturlige og skader, ulykker, katastrofer er menneskelige; likevel kvalifiserer lovgivningsmessige, juridiske og regulatoriske tekster risiko og katastrofer på feil måte som “naturlige” og jord som “onde”.

Økonomi

Praktisk geoteknikk er et marked hvis produkt er studien som en klient kjøper fra en geoteknisk ingeniør for å finne ut under hvilke forhold strukturen han planlegger kan tilpasses stedet han har for å bygge den. Det er en kommersiell operasjon som i stor grad består av materielle tjenester, uten tvil de dyreste, - undersøkelser, tester, IT - og i svært liten del av en intellektuell tjeneste som likevel er den viktigste. Det er risikabelt for klienten, som ikke konkret kan sammenligne forslagene til geoteknikerne han konsulterer; han bestemmer generelt sitt valg på prisen for et kommersielt tilbud, ikke på kvaliteten på produktet han ikke vet om det vil være bra når han bestiller det, og selv om det vil være bra når han betaler for det; på et nettsted og for et gitt arbeid, kan det sammenligne flere tekniske og økonomiske forslag, men det kan ikke gi flere studier i oppdrag å sammenligne resultatene.

Med unntak av store installasjoner og svært komplekse og / eller veldig farlige strukturer, er kostnadene ved en geoteknisk studie marginale, ubetydelige sammenlignet med kostnadene for strukturen som motiverer den. I alle tilfeller kan imidlertid de økonomiske konsekvensene av en tvilsom, feilaktig, dårlig tolket, forsømt geoteknisk undersøkelse osv., Mangelfullheten eller til og med fraværet av en studie, få alvorlige økonomiske konsekvenser. Hvis vi legger merke til det under studiet av prosjektet, må vi fullføre det, lage et nytt eller til og med lage et; den ekstra geotekniske kostnaden er da begrenset. Men det er ikke uvanlig at man innser at den geotekniske studien er mangelfull under konstruksjonen av strukturen; de mest klassiske tilfellene er feil i definisjon eller innstilling av fundament, stabilitet av fyllinger eller vegger, utgravningshastighet osv .; det er da nødvendig å stoppe nettstedet, finne og studere en erstatningsløsning, endre strukturen og konstruksjonen…; dette medfører åpenbart merkostnader og utvidelse av byggetider som kan være veldig høye.

Vi må imidlertid ikke falle i det motsatte overskuddet og under påskudd av marginale kostnader betale for mye for en studie for å unngå risiko: resultatene oppnådd i de første stadiene av en studie er de viktigste; de som man får da er komplementære eller dupliserer ofte de som man allerede kjenner. Den praktiske interessen for en studie blir tynnere og tynnere etter hvert som den blir mer presis, og presisjons / kostnadsforholdet eller praktisk interesse veldig raskt har en tendens til en asymptotisk verdi. Det er derfor ønskelig å hele tiden overvåke fremdriften, slik at den kan stoppe den i tide, slik at den er best mulig. Dermed vil ikke klienten og byggherrene bli fristet til å betrakte det som en steril teknisk eller moralsk forpliktelse, og vil sette pris på alle fordelene ved tilnærmingen som førte dem til å få den gjennomført.

Lov

Den relative presisjonen til en geoteknisk studie gjør det ikke mulig å oppnå den sikkerhet som kreves av loven, og det er viktig å overlate noe til tilfeldighetene og ikke ta noen risiko. Det hjelper bare å estimere sannsynligheten for sammenhenger mellom et geoteknisk faktum og årsakene til det eller antatte konsekvenser og å oppnå mer eller mindre passende resultater i henhold til prosjektets vanskeligheter, kompleksiteten på nettstedet, tilstanden til teknisk kunnskap. tid og stadium av studien som den geotekniske ekspertens oppdrag er begrenset til; absolutt sikkerhet som tilsvarer den strengt null sannsynligheten for å se skader på strukturen eller en ulykke er et sinnesinn.

I Frankrike, i henhold til artikkel 1792 i Civil Code - Spinetta law and Insurance Code -: Enhver byggherre er fullt ansvarlig overfor eieren eller kjøperen av verket for skade, til og med som følge av en feil i gulv, som kompromitterer soliditeten til strukturen eller som påvirker det i et av dets bestanddeler eller et av utstyrselementene, gjør det uegnet til det tiltenkte formålet .

I tilfelle skader på skallet til en bygning, og nå mer og mer av en hvilken som helst struktur, uten å sjekke om de påvirker dens soliditet og gjør den uegnet til det tiltenkte formålet, vilkår for lovens anvendelse, fremkaller vi, ofte en priori , en fundamentdefekt som følge av en "defekt i jorden", mens de nesten alltid skyldes tekniske og / eller konstruktive feil.

"Jordens vice" er et udefinert juridisk begrep, som ofte blir gjort til et teknisk begrep for å bebreide geoteknikeren for å ha forsømt det.

Bibliografi

Dokument brukt til å skrive artikkelen : dokument brukt som kilde til denne artikkelen.

  • Pierre Martin - Geoteknikk anvendt på bygg - Eyrolles, Paris, 2008.Dokument brukt til å skrive artikkelen
    • Henri Cambefort - Introduksjon til geoteknikk - Eyrolles, Paris, 1971 Dokument brukt til å skrive artikkelenierre Martin - Geoteknikk anvendt på konstruksjon - Eyrolles, Paris, 2008. Dokument brukt til å skrive artikkelenenri Cambefort - Introduksjon til geoteknikk - Eyrolles, Paris, 1971Dokument brukt til å skrive artikkelen
  • Karl von Terzaghi og Ralph B. Peck - Jordmekanikk brukt på offentlige arbeider og bygninger - Dunod , Paris, 1961Dokument brukt til å skrive artikkelen

Merknader og referanser

Merknader

  1. for eksempel videre nedstrøms, så begynner Tancarville broen er basert på betongpeler som er forankret i den samme grus

Referanser

  1. (De) Karl Terzaghi , Erdbaumechanik auf bodenphysikalischer grundlage , Leipzig, Wien, F. Deuticke,1925.
  2. (in) Karl Terzaghi og Ralph B. Peck , Soil Mechanics in Engineering Practice , Hoboken, Wiley ,7. februar 1996, 3 e  ed. , 549  s. , (postume utgave utgitt av Gholamreza Mesri).
  3. Maurice Buisson , geoteknisk test: 1. Fysiske og mekaniske egenskaper til jord , t.  1, Dunod ,1942, 336  s.
  4. Generell profil for støttemur .
  5. Måten å befeste i henhold til metoden til marskalk de Vauban , i traktaten om forsvar av stedene - 1687
  6. Fransk standard NF P 94-500 - online http://usg.org/mission-geotechnique.asp?idpage=9&titre=