Les présents textes traitent principalement du Népal, de l'alpinisme, de l'himalayisme

LE SOL D’ASSISE – SONDAGES :

On distingue les sols dits de bonne qualité qui acceptent des contraintes élevées: rocher, graviers, sables… et les sols dits de mauvaise qualité qui n’acceptent que des contraintes admissibles modérées : argiles plus ou moins imbibées d’eau, vase, tourbe… Les contraintes des bons sols varient de plus de 20 kilos par cm2 pour les rochers à quelques kilos par centimètres carrés pour les graviers et les sables. Les contraintes des mauvais sols sont proches ou inférieures à 1 kilo par cm2. On rencontre des sols (en général argileux plus ou moins saturés d’eau) qui n’acceptent que des contraintes voisines de 0,500 kilo par cm2. Ces sols sont très dangereux en cas de séisme. Des fondations sur des sols vaseux ou tourbeux sont toujours déconseillées. La résistance admissible est liée au tassement : des bâtiments construits sur des sols plastiques, s’enfoncent dans le sol, ils tassent parfois de plusieurs centimètres. Des tassements de plus de 20 centimètres ne sont pas rares. Au sujet des sols d’assise la norme NF P 06-014 indique :

Sont exclues du domaine d’application du présent document les constructions fondées sur des sols mal consolidés et/ou de portance ultime inférieures à 250kN/m2. ( 0,250 k/cm2). A défaut de connaissance de la résistance à la compression du sol, sont exclues (des prescriptions de ce document) les constructions fondées sur des sols tels que vases, tourbes, sables fins… gorgés d’eau, alluvions non compactées.

Tous les types de sol se rencontrent au Népal, pays de montagne. Dans les collines alternent des masses rocheuses, des strates de terrains graveleux, des argiles compactes, mais aussi des lentilles de matériaux compressibles : argile bleue, grise… et même de la tourbe, matériau extrêmement compressible donc dangereux. A Pokhara, se rencontrent de vastes étendues de sols graveleux <> (par le poids des terres ou des glaciers qu’ils ont supporté). Ces sols, proche des conglomérats, acceptent sans déformation des contraintes supérieures à 10 kilos par cm2. Kathmandu, comme Grenoble, Annecy… sont des villes bâties dans des cuvettes entourées de collines. A ce relief correspond un type de sol très hétérogène : les states graveleuses voisinent avec les lentilles d’argiles, de tourbe… Les problèmes de fondations y sont nombreux. Un bâtiment à cheval sur un sol de bonne qualité et un sol de mauvaise qualité va tasser inégalement, on parle de tassement différentiel.

Ainsi que nous l’avons fit, toute construction doit être précédée d’une campagne de sondages, dirigée par un géotechnicien, qui permet de connaître la nature et la résistance des couches sur lesquelles la construction s’appuiera. Il faut toujours réaliser, sous une construction, plusieurs sondages pour savoir si le sol est homogène. Le croquis 13.7. indique les conséquences d’une habitation bâtie sur un sol hétérogène : poches d’argiles compressibles 1 et 2 noyées au milieu d’un sol graveleux. Le croquis 13.8. montre un immeuble ayant subi un tassement différentiel. Une telle construction a été bâtie par moitié sur un sol graveleux et sur un sol argileux.

Croquis 13.7. Croquis 13.8.

On trouve dans différents pays de nombreux exemples de Tour de Pise.

PHENOMENE DE LIQUEFACTION :

Lorsque les poids lourds circulent sur une chaussée, la mise en compression alternée des couches humides du sol entraîne une remontée des éléments fins de ce sol (que les géotechniciens appellent les fines du sol.). Il y a désorganisation de la structure interne de ce sol. Lorsqu’une ménagère veut parfaitement remplir un pot de sel, elle le secoue ou elle le frappe avec une cuillère, ce faisant elle tasse le sel à l’intérieur du bocal. Lorsqu’un ouvrier veut augmenter la compacité d’un béton, il l’agite, après sa mise en place, avec une aiguille vibrante nommée pervibrateur. Un séisme a sur les sols le même effet que ceux produits par les camions, la ménagère ou l’ouvrier, il modifie la structure interne du sol. En particulier il liquéfie les sols plastiques saturés d’eau (eau et fines du sol remontent à la surface). La plastification qui en résulte entraîne de telles déformations du sol que l’édifice peut être détruit. Les techniciens de structure et les géotechniciens citent souvent l’exemple d’un bâtiment japonais parfaitement parasismique qui, au cours d’un séisme, s’est incliné de 30 degrés sans autre dommage. Dans le même ordre d’idées un séisme peut diminuer ce que les géotechniciens nomment l’angle de talus d’un terrain (c'est-à-dire la pente de stabilisation d’un versant) et faire glisser une pente jusque là stable, voir croquis 2.

REGLES CONSTRUCTIVES APPLICABLES A DIFFERENTS TYPES DE FONDATIONS SEMELLES :

On distingue les semelles continues (on dit filantes) et les semelles ponctuelles (on dit isolées). Il faut renforcer les semelles continues par des chaînages et lier les semelles ponctuelles par des longrines. Chaînages et longrines sont des poutres en béton armé.

Croquis 13.9.

Voici ce qu’indique la norme P.06-014 :

Dans le cas de semelles…, celles-ci doivent former un réseau maillé et continu. Un chaînage doit être prévu au niveau des fondations, chaînage comportant au moins deux lits de deux armatures longitudinales en acier Haute adhérence de nuance Fe E 500 et de diamètre d’au moins… 12 mm… L’espacement de deux armatures ne doit pas dépasser 20 cm. Des cadres transversaux doivent être disposés à un espacement au plus égal à la hauteur du chaînage sans excéder 25 cm.

Les semelles et les longrines doivent être reliées avec l’ossature de la structure :

Des liaisons doivent être réalisées entre les éléments de fondation et la structure. Les armatures des chaînages verticaux et des poteaux en béton armé doivent être descendues jusqu’en face inférieure des fondations et ancrées totalement au-dessous de l’axe de chaînage horizontal le plus bas.

SEMELLES SUR SOL EN PENTE :

La norme NF P06-014 indique :

Les constructions prévues sur un terrain en pente dont la pente naturelle ultime excède 10 % doivent faire l’objet d’une étude particulière.

En zone non sismique le dénivelé entre fondations sur sol en pente doit respecter le rapport 2/3, croquis 10 et 11. Il faut donc être encore plus prudent en zone de séismes adoptant un rapport plus faible.

Croquis 13.10. Croquis 13.11.

RADIER :

Les principes de calcul de tels ouvrages sont connus de tous les bureaux d’études de béton armé, mais il faut insister sur la précision du dimensionnement des dépassées (surfaces du béton hors murs) : le centre de gravité des charges doit correspondre au centre de gravité du radier sous peine de voir se produire un tassement différentiel. Cet équilibre est souvent obtenu en créant des débords du radier inégaux.

RADIER-DALLAGES :

On nomme ainsi des dallages en béton armé calculés pour supporter un bâtiment de poids faible : un ou deux niveaux maximum. Ce type d’ouvrage est intéressant car il est monolithe, il est, de plus, souvent économique.

PUIT :

Les dimensions en plan sont calculées en fonction de la charge et de la résistance du sol. Leur profondeur correspond au niveau du bon sol d’assise. Les puits doivent être liés entre eux par un réseau de longrines. Un dallage épais, soigneusement armé peut remplacer ces longrines.

PIEUX :

Seul exemple de fondations dont les dimensions sont plus faibles que celles des ouvrages de structure. Il est vrai que les couches profondes sur lesquelles vont s’appuyer les pieux sont très résistantes : plus de 30 kilos par cm2. Comme les puits, les pieux doivent armés puis être reliés en tête par un réseau de longrines en béton armé.

Sur le croquis 13.12. on distingue un pieu P, un massif béton armé A qui sert d’assise à la maçonnerie de la superstructure, M, une longrine de liaison L. S = couche compressible. G = bon sol. Le croquis 13.13. figure un sinistre survenu à un bâtiment japonais A

de plus de 10 étages fondé sur pieux. Ces pieux 1 étaient bien dimensionnés et ils s’appuyaient sur une couche de sol B de bonne qualité mais ils étaient insuffisamment armés, lors d’un séisme, sous l’effet des forces horizontales F, les pieux 2 ont été sectionnés et le bâtiment s’est déplacé horizontalement de plusieurs centimètres.


Croquis 13.12. croquis 13.13.

FOURREAUX :

Toutes les canalisations et les câbles électriques enterrés traversant les ouvrages doivent être placés dans des fourreaux évitant leur rupture lors d’un séisme. Le croquis 14. indique une canalisation C et son fourreau P. Il est conseillé d’envelopper la zone de pénétration d’un matériau résilient M: bourrelet d’argile par exemple…
Croquis 13.14.