Les investigations sur le terrain

Les investigations géotechniques sur le terrain consistent à diagnostiquer le sol et le sous-sol avec des outils mécaniques de sondage. Les données recueillies alimentent les études techniques qui permettent de déterminer les caractéristiques des ouvrages en fonction des caractéristiques mécaniques du sol, du sous-sol et des contraintes exercées par les ouvrages.
Dans le cas de notre étude, les investigations sur le terrain ont été menées pendant quarante jours (du 08 août au 22 septembre 2012), celles-ci ont été ponctuées par plusieurs techniques de sondage.

Les puits manuels

Pour optimiser le prélèvement des échantillons, nous avons réalisé des puits manuels. A ce stade de l’étude, la reconnaissance sur le terrain a consisté en l’exécution de puits manuels à ciel ouvert notés PM. Les points de sondages distants de plus d’une dizaine de mètres ont été implantés par le bureau d’études associatif Toilettes du Monde (TDM).

Le principe des puits manuels

Les puits manuels sont des trous, creusés de mains d’homme, souvent à une très grande profondeur (5m dans le cas de notre étude) et d’où l’eau jaillit d’elle-même. Il s’agit, dans ce cas, de creuser le sol de façon mécanique (au moyen des pelles à manche et des pioches) et de récupérer à chaque fois, lorsqu’on atteint les 50cm de profondeur, des échantillons remaniés (environ 60kg de matériaux), dans des sacs emballés, identifiés, transportés au laboratoire et classés suivant la norme NF P11- 300 (classification GTR).

Les paramètres recherchés

Les puits manuels ont été effectués pour ressortir:
 la stratigraphie et identifier les sols en précisant les variations de faciès (tableau I);
 l’hydrodynamisme de la nappe (subaffleurante);
 l’aptitude du sol au réemploi, notamment au remblai général.
Ces différents paramètres se trouvent illustrés par des photographies (annexe 1) présentant l’état de quelques puits manuels.

Le suivi piézométrique

Le suivi des piézomètres (annexe 3) s’est fait au moyen d’une sonde piézométrique à signalsonore et lumineux. Nous avons effectué les relevés (le plus souvent en matinée), pendant une période detrente-six (36) jours, du 24 septembre 2012 au 29 Octobre 2012, sur la base d’unefiche présentant les mouvements des marrées à Port-Gentil (annexe 4). Le comportement de la nappe phréatique a été observé et caractérisé à l’aide histogramme (figure 6).

Les mesures piézométriques

Notre zone d’étude se trouvant en zone marécageuse, l’étude hydrogéologique s’avère d’une importance cruciale. Elle a pour but de déterminer l’hydrodynamisme de la nappe (profondeuret variations), à savoir le niveau des plus basses eaux et le niveau des plus hautes eaux.
L’ouvrage que nous avons utilisée est le piézomètre. Les points de forage, au nombre total de trois(3) nommés PZ1, PZ2 et PZ3), séparés d’une trentaine de mètres, ont été implantés par le bureau d’études associatif Toilettes du Monde (TDM).

Le protocole opératoire

Les opérations de forage se déroulent comme suit :
o positionner le mât (figure 4) au point de sondage PZ1 ;
o réalisation de l’avant trou (1,5m de profondeur) au point de sondage ;
o excavation d’un bac à boue de dimensions 1,5m x 2m à proximité du forage et installation de la polyandre ;
o remplissage du bac à boue: eau, polyfor et bentonite ;
o mise en place des équipements: pompe à boue, tiges, tubes pvc, groupe électrogène…
o lancement du processus de foration, jusqu’à13, 5m, par traction d’une corde placée à la gorge d’une poulie (figure 4). Les coupes lithologiques (annexe 2) ont été établies pour ressortir les différents faciès liés à chaque piézomètre.

Les essais d’identification géotechnique

Les essais d’identification géotechnique permettent avant tout de déterminer les paramètres physiques des terrains rencontrés dans les sondages. Parmi la multitude d’essais d’identification géotechnique existants, nous avons effectué un certain nombre d’essais.

L’essai de détermination de la teneur en eau pondérale

Ce type d’essai a été effectué conformément à la norme NF P 94- 050 (septembre1995).
La teneur en eau pondérale d’un sol (ωpc), appelée généralement teneur en eau, est le rapport de la masse d’eau (mw) évaporée par séchage par la masse du sol sec (md). Pour cet essai, nous avons déterminé la teneur en eau en employant la méthode par étuvage.

L’analyse granulométrique par tamisage à sec après lavage

L’analyse granulométrique par tamisage à sec après lavage est réservée pour les gains dont la taille est supérieure à 0,08 mm. Elle permet de déterminer la répartition des grains suivant leurs dimensions. Nous avons effectué cette analyse conformément à la norme NF P 94- 056 (mars 1996), sur les sables blanchâtres et grisâtres. Pour ce genre d’analyse, les termes à retenir sont:
Détermination de la teneur en eau pondérale (NF P 94-050) pondérale ωpc(%) granularité, distribution des grains;
 refus sur un tamis, matériau qui est retenu sur le tamis;
 R, différents refus cumulés ;
 tamisat (ou passant), matériau qui passe à travers le tamis;
 courbe granulométrique, représentation graphique du pourcentage des tamisats cumulés.

Le principe de l’essai

L’essai consiste à fractionner au moyen d’une série de tamis un matériau en plusieurs classes granulaires de tailles décroissantes : 1mm, 0,5mm, 0,2mm, 0,1mm, 0,08mm (tableau III). Les dimensions des mailles et le nombre de tamis sont choisis en fonction de la nature de l’échantillon et la précision attendue.

Le protocole opératoire

Après avoir défini la masse sèche de l’échantillon soumise à l’analyse, nous procédons successivement au:
 Lavage du matériau
L’échantillon humide, avec éventuellement les eaux de trempage, est versé sur un ouplusieurs tamis de décharge protégeant le tamis de lavage. Nous veillons à ce que l’eau ne déborde pas le tamis de lavage. Le matériau est correctement lavé lorsque l’eau s’écoulant surle tamis est claire. Le tamisat est soit éliminé avec les eaux de lavage, soit éventuellement récupéré pour d’autres analyses.
 Tamisage
o verser le matériau lavé et séché dans la colonne de tamis classée de haut en bas dans l’ordre de mailles décroissantes;
o nous agitons chaque tamis en donnant des coups réguliers sur la monture. Le tamisage est considéré comme terminé lorsque le refus sur un tamis ne se modifie pas de 1% en minute de tamisage;
o verser le tamisat recueilli dans le fond sur le tamis immédiatement inférieur.
 Pesées
o peser le refus du tamis ayant la plus grande maille. Soit R1 la masse de ce refus;
o reprendre la même opération avec le tamis immédiatement inférieur ; ajouter à R1et peser l’ensemble. Soit R2 la masse des refus cumulés;
o poursuivre la même opération avec tous les tamis de la colonne pour obtenir les masses des différents refus cumulés R3, R4,…Rn.

L’essai de détermination des limites d’Atterberg

Selon sa teneur en eau, un sol sensible à l’eau peut se présenter sous trois états (figure 8) :l’état solide, l’état plastique et l’état liquide. Les limites d’Atterberg sont des constantes physiques conventionnelles (teneurs en eau pondérales) qui marquent les seuils entre lesdifférents états d’un sol.

Le but de l’essai

Cet essai vise à déterminer les teneurs en eau remarquables situées à la frontière entre les différents états d’un sol. Les limites d’Atterberg sont :
 la limite de plasticité : WP (la frontière entre l’état solide et plastique), elle a été déterminée suivant la norme NF P 94-052-1 ;
 la limite de liquidité : WL (la frontière entre l’état plastique et liquide), elle a été déterminée suivant la norme NF P 94-051 ;
 l’indice de plasticité : Ip = WL – WP. Il représente l’étendue du domaine plastique.
Les valeurs de ces paramètres (annexe 6) ont été calculées en utilisant les sables grisâtres.

Le protocole opératoire

L’essai se fait en deux phases :
 la première phase : consiste à rechercher la teneur en eau pour laquelle la rainure pratiquée dans un sol placé dans une coupelle se ferme sur 1cm lorsque celle-ci et son contenu sont soumis à 25 chocs répétés (appareil de Casagrande : limite de liquidité).
 la deuxième phase : consiste à rechercher la teneur en eau pour laquelle un rouleau de sol de dimension fixée et confectionné se fissure (limite de plasticité).
Ces différentes limites ont été déterminées pour différents matériaux provenant des essais au pénétromètre dynamique. Les résultats se trouvent consignés dans le tableau IV.