À Tours, la vallée de la Loire impose des sols alluviaux dont le comportement drainé diffère radicalement du non drainé. On observe régulièrement des tassements différentiels sur les sables fins du lit majeur quand la cohésion apparente est surestimée. L’essai triaxial, que nous réalisons sous accréditation COFRAC selon la norme NF EN ISO 17892-9, permet d’obtenir l’angle de frottement interne φ et la cohésion effective c’ en conditions saturées contrôlées. Nous travaillons sur des carottes intactes prélevées jusqu’à 12 mètres dans les alluvions récentes, là où un simple scissomètre ne suffit pas à dimensionner une fondation profonde. Pour les projets de réhabilitation dans le Vieux-Tours, où les fouilles jouxtent des maçonneries anciennes, le triaxial consolidé drainé (CD) livre la courbe contrainte-déformation indispensable au calcul de la poussée sur les écrans de soutènement. Avant de lancer les essais, il est fréquent de devoir caractériser la stratigraphie par des sondages SPT dans les zones de remblais historiques, où la densité varie brutalement sur quelques mètres.
Sur les sables ligériens, un triaxial CD bien mené évite un surdimensionnement de 20 % des fondations.
Notre approche et périmètre
Considérations locales
Sur les chantiers de Tours, l'erreur la plus courante dans le dimensionnement des ouvrages permanents en condition drainée est d'utiliser un angle de frottement φ issu d'essais UU non consolidés. Cette pratique conduit à une sous-estimation dangereuse des tassements à long terme, particulièrement dans les argiles plastiques de la Champeigne. Un cas récent près du lac de la Bergeonnerie illustre bien ce problème : une semelle filante conçue avec un φ de 28° (UU) au lieu de 24° (CD) a présenté des fissures supérieures à 3 mm dans la superstructure après deux hivers. La réparation a coûté quatre fois le prix de l'essai triaxial initial. Un autre piège fréquent est de négliger la saturation des éprouvettes dans les sables limoneux. Sans contre-pression adéquate, le paramètre B de Skempton reste inférieur à 0,85 et la résistance mesurée devient irréaliste. Nous exigeons un B minimal de 0,95 avant chaque phase de cisaillement. Enfin, le prélèvement doit être irréprochable : un carottage mal exécuté dans les graves calcaires du Turonien supérieur provoque une décompression qui annule toute représentativité de l'essai. La qualité du triaxial commence au tube Shelby.
Normes de référence
Les normes applicables sont : NF EN ISO 17892-9:2018 (essai triaxial consolidé non drainé et consolidé drainé), NF EN ISO 17892-8:2018 (essai triaxial non consolidé non drainé UU), NF P 94-074 (essais à l'appareil triaxial de révolution – généralités), Eurocode 7 – NF EN 1997-2 (reconnaissance et essais géotechniques) et AFNOR XP P 94-202 (prélèvement des sols par carottier).
Services techniques associés
Essai triaxial CU+u avec mesure de pression interstitielle
La procédure consiste en une consolidation isotrope sous contrainte effective in situ, suivie d'un cisaillement non drainé avec enregistrement continu de u. Les paramètres effectifs c' et φ' ainsi déterminés sont utilisés pour le calcul des fondations profondes et des soutènements provisoires dans les sables argileux du lit majeur de la Loire. Le rapport fourni inclut les trajectoires de contraintes p'-q et les modules sécants E50.
Essai triaxial consolidé drainé (CD) avec mesure de variation de volume
Cet essai lent à drainage libre est adapté aux sols perméables comme les sables de Loire et les graves calcaires. Il permet de déterminer l'angle de frottement à l'état critique φ'cs et la dilatance maximale. Il est utilisé pour les vérifications de stabilité à long terme des talus de l'autoroute A10 et le dimensionnement des remblais renforcés. Les résultats incluent le module œdométrique Eoed et le coefficient de Poisson ν'.
Paramètres typiques
Doutes fréquents
Quel type d’essai triaxial recommandez-vous pour une fondation superficielle dans les sables de Loire ?
Pour les sables propres drainants, l'essai consolidé drainé (CD) est le plus représentatif du comportement à long terme. Il permet d'obtenir l'angle de frottement φ' en condition drainée, directement utilisable pour le calcul de la capacité portante selon l'Eurocode 7. Ces essais sont réalisés sur des éprouvettes de 70 mm de diamètre, reconstituées à la densité in situ mesurée par densitomètre à membrane.
Combien coûte une campagne d’essais triaxiaux à Tours ?
Le coût d'un essai triaxial varie selon le type (UU, CU+u, CD), la profondeur de prélèvement et le nombre d'éprouvettes. Pour une campagne standard comprenant trois éprouvettes avec consolidation et cisaillement, les tarifs se situent généralement entre 1 740 € et 2 210 €. Ce montant comprend le rapport d'essai complet avec courbes contrainte-déformation et trajectoires de contraintes, mais n'inclut pas le prélèvement des échantillons sur site.
Quelle est la différence entre un essai UU et un essai CU+u pour un projet à Tours ?
L'essai UU (non consolidé non drainé) donne la résistance au cisaillement non drainée cu du sol en place, sans consolidation préalable. Il est rapide et adapté aux sols fins saturés en condition de chantier immédiate. L'essai CU+u (consolidé non drainé avec mesure de pression interstitielle) consolide d'abord l'éprouvette sous la contrainte effective du terrain, puis la cisaille en condition non drainée. Il fournit les paramètres effectifs c' et φ', plus précis pour le dimensionnement des ouvrages permanents. Sur les argiles du Sénonien à Tours, le CU+u est systématiquement préconisé pour les fondations profondes.