Essai triaxial à Toulon : paramètres de résistance au cisaillement

Le littoral varois impose des contraintes mécaniques que les essais classiques ne capturent pas. À Toulon, l'alternance de schistes phylladeux altérés et de calcaires karstifiés dans un rayon de cinq kilomètres du port militaire génère des hétérogénéités de résistance que seul un essai triaxial en conditions drainées peut discriminer. La nappe phréatique saumâtre, fluctuante de plus de deux mètres entre l'étiage estival et les crues d'automne, modifie les pressions interstitielles dans les limons de couverture. Notre laboratoire réalise les campagnes triaxiales CD et CU avec contre-pressions saturées pour les projets d'infrastructure sur le bassin toulonnais. Nous appliquons les procédures NF EN ISO 17892-8 et 17892-9 avec suivi des chemins de contrainte pour chaque éprouvette.

Un angle φ' sous-estimé de 3 degrés dans les schistes du Revest réduit la capacité portante d'un pieu de 22 %.

Comment nous travaillons

Toulon compte 180 000 habitants et concentre 40 % des projets de génie civil du Var sur des terrains mésozoïques à pendage subvertical. La résistance au cisaillement non drainé des marnes du Revest varie de 60 à 220 kPa selon le degré d'altération. Nous sélectionnons la pression de confinement entre 100 et 800 kPa pour reproduire l'état de contrainte in situ sous une fondation semi-profonde de douze mètres. Chaque cellule triaxiale intègre un capteur de force interne de classe 0,5 et un contrôleur pression-volume pour la mesure du paramètre B de Skempton avant cisaillement. Les taux de déformation sont fixés à 0,02 mm/min en CD pour garantir la dissipation des surpressions interstitielles. L'angle de frottement effectif des sables turonniens de la rade oscille entre 32° et 38°.

Facteurs du sol local

L'erreur classique sur Toulon consiste à extrapoler des paramètres de cisaillement d'essais pressiométriques sans calage triaxial sur les horizons schisteux. Le phyllade altéré présente une anisotropie marquée : la cohésion effective c' parallèle à la schistosité peut être inférieure de 40 % à la valeur mesurée perpendiculairement. Un dimensionnement de soutènement basé sur des corrélations génériques conduit à des instabilités dans les fouilles de plus de six mètres du centre-ville. La présence de lentilles gypseuses dans le Trias du Faron accentue le risque de dissolution avec réduction de φ' sous chargement constant. Ignorer ces spécificités locales expose le maître d'ouvrage à des reprises en sous-œuvre coûteuses.

Paramètres de référence

Paramètre	Valeur typique
Norme d'essai	NF EN ISO 17892-8 (CU), NF EN ISO 17892-9 (CD)
Diamètre éprouvette standard	50 mm (35 mm pour sols fins homogenes)
Pression de confinement maximale	1 700 kPa (pression interstitielle 1 200 kPa)
Vitesse de cisaillement CD	0,015 à 0,025 mm/min selon perméabilité
Paramètre B minimum (saturation)	≥ 0,96 avant consolidation isotrope
Nombre d'éprouvettes par campagne	3 (consolidation isotrope), 4 minimum pour critère de Mohr-Coulomb
Mesure des déformations	Capteurs LVDT submersibles, résolution 1 µm

Autres services liés

Triaxial cyclique pour séisme

Détermination du module de cisaillement G et du rapport d'amortissement D en conditions cycliques non drainées. Application directe pour l'analyse de liquéfaction des sables lâches du Pradet et le dimensionnement des pieux sous sollicitations sismiques selon l'Eurocode 8.

Triaxial à chargement par paliers

Essai multi-étapes sur éprouvette unique avec augmentation de σ₃ par paliers. Solution pour les carottes de faible longueur dans les calcaires fracturés du Mont Caume où le nombre d'éprouvettes identiques est limité.

Triaxial avec mesure de perméabilité

Cellule triaxiale équipée de contrôleurs de débit pour mesurer k sous gradient hydraulique contrôlé avant cisaillement. Indispensable pour les modèles hydro-mécaniques des excavations sous nappe dans le quartier du Mourillon.

Normes de référence

NF EN ISO 17892-8:2018 — Essai triaxial non consolidé non drainé (UU) et consolidé non drainé (CU) avec mesure de pression interstitielle, NF EN ISO 17892-9:2018 — Essai triaxial consolidé drainé (CD) avec mesure de déformation volumique, NF P94-074 — Sols : reconnaissance et essais — Essai à l'appareil triaxial de révolution — Généralités et définitions

Questions et réponses

Quel type d'essai triaxial est requis pour un pieu foré dans les marnes du Revest ?

L'essai CU avec mesure de u (consolidé non drainé avec pression interstitielle) fournit les paramètres effectifs c' et φ' nécessaires au calcul de frottement latéral. Trois éprouvettes sont testées sous des contraintes de confinement de 150, 300 et 450 kPa pour couvrir la plage de contraintes le long du fût sur quinze mètres.

Quel est le coût d'une campagne d'essais triaxiaux sur Toulon ?

Le budget varie de 1 520 à 2 780 euros selon le nombre d'éprouvettes et le type d'essai (UU, CU ou CD). Une campagne standard de trois essais CU avec saturation par contre-pression et mesure des chemins de contrainte se situe dans la fourchette de 1 850 à 2 200 euros.

Comment gérez-vous le transport des échantillons intacts du site jusqu'au laboratoire ?

Les carottes sont extraites par carottier à paroi mince de 63 mm, conditionnées dans des gaines PVC étanches remplies de paraffine fondue sur site. Le transport s'effectue en glacière rigide avec amortisseurs et enregistreur de chocs. Le délai entre prélèvement et mise en cellule est inférieur à 48 heures pour éviter tout remaniement par dessiccation.

Quelle est la norme applicable pour un essai triaxial drainé sur les sables de la rade de Toulon ?

La norme NF EN ISO 17892-9:2018 régit l'essai CD avec mesure de variation de volume. Le taux de déformation est fixé à 0,018 mm/min pour garantir la dissipation complète des surpressions interstitielles dans les sables fins carbonatés de la rade.