(2) geologie

139
Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre GEOLOGIE GENERALE GEOLOGIE GENERALE RAPPELS ET DONNEES FONDAMENTALES P.ANDRIEUX Géotechnique et Contrôles

Upload: ben-chir

Post on 10-Mar-2016

253 views

Category:

Documents


5 download

DESCRIPTION

 

TRANSCRIPT

Page 1: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

GEOLOGIE GENERALEGEOLOGIE GENERALE

RAPPELS ET DONNEES FONDAMENTALES

P.ANDRIEUX

Géotechnique et Contrôles

Page 2: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

PLAN GENERALPLAN GENERAL1ere Partie - Les minéraux -

Les associations atomiquesrappel de la constitution atomiqueLes édifices cristallinsLa géométrie cristallineLes mailles et réseauxLes sept systèmes cristallinsLa forme géométrique des cristaux

Page 3: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

PLAN GENERALPLAN GENERAL Les principaux minéraux de l’écorce terrestre

Les silicatesNesosilicatesSorosilicatesCyclosilicatesInosilicatestectosilicatesPhyllosilicatesMinéraux non-silicates

 

Page 4: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

PLAN GENERALPLAN GENERAL 2eme Partie - La pétrologie

DéfinitionLes roches Éruptives et magmatiquesGénéralitésClassificationLes roches sédimentairesGénéralitésFormationClassificationStratigraphie 

Page 5: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

PLAN GENERALPLAN GENERAL

Le roches métamorphiquesGénéralitésClassification

Page 6: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

PLAN GENERALPLAN GENERAL

3eme Partie Constitution du Globe terrestre - Formation des reliefs

Généralités – L’échelle des temps géologiques

Tectogénèse – Formation des reliefsPrincipes de géologie

Page 7: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

PLAN GENERALPLAN GENERAL

4eme Partie La géologie appliquéeGénéralitésLa géologie du génie-civilInvestigations - Objectifs - Objets et

méthodesMoyens

Page 8: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Définitions.. Définitions..

Définition de la géologie et du géologueDéfinition de la géologie et du géologue

– La Géologie (de ge, terre et logos, discours) est la science qui traite de la constitution physique du globe terrestre. Elle en étudie les différentes couches, examine les changements qui s'y sont produits et cherche les causes qui ont pu agir.

– Le Géologue est donc le petit bonhomme avec un petit chapeau, des pataugas et un petit marteau à la recherche des traces lui permettant de comprendre et d’analyser ces causes à toutes les échelles….

Page 9: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux 1ere Partie - Les minéraux

Les associations atomiquesLes associations atomiques

– rappel de la constitution atomique

Page 10: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minéraux Nous savons tous que les matériaux de notre

planète sont constitués d'éléments chimiques, comme l'hydrogène, l'oxygène, le fer, le nickel, etc.... Il y en a 106 dans le tableau périodique des éléments de Mendeleev.

Page 11: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Page 12: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minéraux L'atome consiste en un noyau central composé de

protons (charges positives) et de neutrons (aucune charge), entouré d'électrons (charge négative) qui gravitent autour du noyau. Toute la masse est concentrée dans le noyau, les électrons ayant une masse négligeable. La masse atomique d'un atome est donc donnée par la masse du noyau, soit le nombre de protons + le nombre de neutrons. Chaque atome possède un numéro atomique qui est donné par le nombre de protons.

Page 13: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minéraux Les édifices cristallinsLes édifices cristallins

Si on monte d'un cran dans l'organisation de la matière, il y a les molécules qui sont formées d'un assemblage d'atomes qui sont liés entre eux par deux principaux types de liens:

les liaisons ioniques les liaisons covalentes.

Page 14: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minéraux Le lien ionique est assuré par un transfert

d'électron(s) d'un atome à l'autre. Si l’on examine l'exemple du sel (NaCl) : le transfert d'un électron du sodium (Na) au chlore (Cl) produit une molécule stable, le chlorure de sodium (NaCl), dans lequel les atomes sont sous leur forme ionique (les ions Na+ et Cl-).

Page 15: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Page 16: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minéraux Dans le lien covalent, les atomes s'unissent par

partage d'électrons. C'est le cas, par exemple, des gaz hydrogène (H2), Oxygène (O2) et chlore (Cl2).

Page 17: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Page 18: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minéraux Encore un cran au-dessus des molécules, on a les minéraux. Ceux-ci

sont constitués d'atomes et de molécules, et se définissent sur deux critères indissociables:

– La composition chimique – la structure atomique.

En simplifiant, on peut dire que le minéral, c'est la matière ordonnée. Le minéral halite est un exemple simple qui illustre bien la dualité de la définition de l'espèce minérale. Sa composition chimique est NaCl, le chlorure de sodium (le sel de table!). Le minéral halite possède une structure atomique déterminée qu'on dit cubique. On l'appelle cubique parce que l'arrangement des atomes, en alternance régulière entre les Cl et les Na, forme une trame cubique

Page 19: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

En réalité, les ions sont tassés les uns sur les autres, mais conservent toujours la même structure

Page 20: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minéraux Même si chaque minéral possède une composition

chimique définie, on admet certaines variations. Ainsi, il peut y avoir substitution de certains ions pour d'autres. Par exemple, l’ olivine à la composition (Fe,Mg)2 SiO2, ce qui signifie que la proportion entre le fer et le magnésium peut varier. Les substitutions d'ions dans les minéraux sont en grande partie contrôlées par la taille et la charge des ions

Page 21: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Ainsi, il sera facile de faire des substitutions d'ions de taille et de charge semblables, comme de substituer le fer (Fe) au magnésium (Mg), ou le sodium (Na) au calcium (Ca), mais on pourra difficilement substituer du potassium (K) ou de l'oxygène (O) à l'aluminium (Al).

Page 22: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minérauxLa forme géometrique des cristauxLa forme géometrique des cristaux

– Les mailles et les réseaux

La cristallographie est la science qui étudie les cristaux :

Les formes des cristaux ne sont pas quelconques. L'existence de ces formes est liée au fait que dans certains cas, les minéraux ont suffisamment d'espace autour d'eux pour croître et prendre des formes qui leur sont propres. Ces formes macroscopiques traduisent le fait que les atomes sont arrangés à l'échelle microscopique.

Page 23: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minéraux Notion de maille    Haüy, le grand cristallographe du

XIX° siècle a fait une constatation : un cristal fragmenté génère des morceaux qui ont la même forme que le cristal initial (c'est la loi de stratification multiple). Du point de vue géométrique, il existe un certain nombre de volumes de base qui permettent de remplir un espace tri-dimensionnel sans laisser de vides.    

Page 24: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minéraux La maille est l'enveloppe du plus petit

parallélépipède de matière cristallisée conservant toutes les propriétés géométriques, physiques et chimiques du cristal et contenant suffisamment d'atomes pour respecter sa composition chimique. Pour construire un volume de cristal.

On va en fait empiler des volumes élémentaires; cette répétition s'appelle le réseau cristallin

Page 25: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minéraux– Les sept systèmes cristallinsLes sept systèmes cristallins

On distinguera 7 systèmes cristallins (Pas un de plus pas un de moins…) conditionnés par les relations de symétries de la maille cristalline et l’organisation des réseaux cristallins :

Page 26: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

CUBIQUE HEXAGONA

L

ORTHOROMBIQUE

QUADRATIQUE

MONOCLINIQUE

TRICLINIQUERHOMBOHEDRI

QUE

Page 27: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minérauxTous les minéraux de la création auront des

formes rapportées à l’un de ces systèmes :– Ex :

– Le Quartz est rhomboédrique– Le diamant est cubique– Le saphir est cubique– L’émeraude est héxagonale……

Page 28: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minéraux Les principaux minéraux de l’écorce terrestreLes principaux minéraux de l’écorce terrestre

Toutes les roches présentes sur la planète sont constituées d’assemblages minéraux dont les caractéristiques retracent l’histoire de cristallisation. Les modes de cristallisation dépendent en effet des conditions physico-chimiques qui règnent au moment de la mise en place des roches.

Page 29: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minérauxLes minéraux possèdent des propriétés physiques qui permettent de les

distinguer entre eux. – Couleur – Éclat – Densité– Propriétés optiques– Dureté

La dureté d'un minéral correspond à sa résistance à se laisser rayer. Elle est variable d'un minéral à l'autre. Certains minéraux sont très durs, comme le diamant, d'autre plutôt tendres, comme le talc. Les minéralogistes ont une échelle relative de dureté qui utilise dix minéraux communs, classés du plus tendre au plus dur, de 1 à 10. Cette échelle a été construite par le minéralogiste autrichien Friedrich Mohs et se nomme par conséquent l'échelle de Mohs

Page 30: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Page 31: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minéraux

Les Minéraux silicatés

Page 32: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minéraux Le tableau ci-dessous présente la proportion des

éléments chimiques les plus abondants dans la croûte terrestre.

Page 33: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minéraux

On y voit que deux éléments seulement, Si et O, comptent pour près des trois quarts (74,3%) de l'ensemble des matériaux. Il n'est donc pas surprenant qu'un groupe de minéraux composés fondamentalement de Si et O avec un certain nombre d'autres ions et nommés silicates, compose à lui seul 95% du volume de la croûte terrestre.

Page 34: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minéraux A noter que cette répartition n'est applicable qu'à la croûte

terrestre. On considère que le noyau est composé presque uniquement de fer et de nickel, ce qui est bien différent de ce qu'on présente ici. Lors de la formation de la terre, les éléments légers, comme l'oxygène et le silicium ont migré vers l'extérieur, alors que les éléments plus lourds, comme le fer, se sont concentrés au centre.

Page 35: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minéraux Tous les silicates possèdent une structure de base

composée des ions Si4+ et O2-

Page 36: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minéraux

Les silicates constituent l’essentiel des roches magmatiques et métamorphiques.

La famille des silicates se décline en six grandes familles :

Page 37: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minérauxLes NésosilicatesLes Nésosilicates

– Tétraédres reliés entre eux par des cations : Grenats – péridots – Disthène – Sillimanite – Andalousite…

Page 38: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minéraux

Les SorosilicatesLes Sorosilicates– Tétraédres unis par paires avec un atome d’oxygène en

commun ( Exemple Epidote)

Les cyclosilicatesLes cyclosilicates– Tétraèdres en anneaux , ils cristallisent souvent

en prismes ( Tourmalines)

Page 39: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minérauxLes Inosilicates Les Inosilicates

– Tétraèdres allongés en chaînes simples , d’ou la forme allongée des minéraux (Amphiboles , pyroxènes..)

Page 40: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Page 41: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minérauxLes Phyllosilicates Les Phyllosilicates

– Tétraèdres en feuillets caractéristiques : Micas, Argiles, ….qui leur confère des propriétés absorbantes et plastiques

Page 42: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Page 43: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minérauxLes Tectosilicates Les Tectosilicates

– Tétraèdres reliés par tous leurs sommets d’ou une dureté supérieure et la difficile introduction d’ions au cœur de la structure : Les quartz ou les feldspaths

Page 44: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Page 45: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minéraux

Les Minéraux Non-Silicatés

Page 46: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minéraux Il s’agit de mineraux accesoires,avec pour

l’essentiel des mineraux sédimentaires dont les plus répandus : – Les chlorures :Les chlorures :

Formés par évaporation en milieu marin ou lacustre. Le plus commun est le sel gemme

– Les Sulfures :Les Sulfures : Minéraux de minerais… Ex Pyrite (FeS), Galène

(PbS).

Page 47: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1ere Partie - Les minéraux1ere Partie - Les minéraux– Les carbonates :Les carbonates : – Les plus répandus. Ex : la calcite qui compose

l’essentiel des roches sédimentaires

Page 48: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Page 49: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Page 50: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

2eme Partie – La Pétrologie2eme Partie – La PétrologieDéfinitionDéfinition

– Les roches de l’écorce terrestre sont classées en trois grandes familles distinctes :

Les roches Magmatiques Les roches sédimentaires Les roches métamorphiques.

La pétrologie est la science descriptive de ces roches , de leurs origines et de leur évolution.

Page 51: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

2eme Partie – La Pétrologie2eme Partie – La PétrologieLes roches éruptives et MagmatiquesLes roches éruptives et Magmatiques

– Généralités Elles présentent en commun la particularité d’être

issues de la consolidation d’un Magma, c’est à dire d’un liquide renfermant des cristaux en proportions variables

– Classification

Page 52: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

2eme Partie – La Pétrologie2eme Partie – La Pétrologie

Ces magmas transitent depuis le manteau ou la croûte terrestre pour se solidifier en surface soit sous forme de roches volcaniques, soit en cristallisant à l’intérieur de la lithosphère et former des roches plutoniques.

Page 53: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

2eme Partie – La Pétrologie2eme Partie – La Pétrologie Il est d’usage de différencier les magmas

en trois séries principales :

Tholéitiques Alcalines Calco-alcalines

Page 54: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

2eme Partie – La Pétrologie2eme Partie – La PétrologieClassificationClassification

La logique de classification se base sur un regroupement génétique des roches au sein des séries magmatiques

La systématique ( classement - nomenclature ) est basée sur la minéralogie et la géochimie

Page 55: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Roches plutoniques

Roches volcaniques

Acide (+SiO2)

Roches Quartzo-feldspathiques

Granite Rhyolite

Roches feldspathiques Syénite Diorite Gabbro

Trachyte Andésite Basalte

Roches feldsapthiques et feldspathoidiques

Syénite néphélinique Phonolite

(- SiO2)

Roches feldspathoidiques

- -

Basique Roches Ultrabasiques Péridotite -

Page 56: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

2eme Partie – La Pétrologie2eme Partie – La PétrologieStructure des roches magmatiquesStructure des roches magmatiques

La dimension et l’arrangement des grains de minéraux dépendent des conditions de cristallisation : Plus le refroidissement est lent, plus les cristaux peuvent se développer.

Page 57: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

2eme Partie – La Pétrologie2eme Partie – La PétrologieOn distinguera 3 grandes catégories :

La structure vitreuse : Dans le cas ou la roches est effusive et brutalement refroidie.

La structure microristalline : La plus grande partie des cristaux est visible à l’œil.Lorsque de gros cristaux sont individualisés on parle de structure « porphyrique »

La structure macrocristalline : Les cristaux peuvent avoir de grande taille ( du mm au cm). Lorsque des cristaux de très grande taille existent on parle de structure « porphyroïde »

Page 58: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

2eme Partie – La Pétrologie2eme Partie – La Pétrologie Les roches sédimentaires

– Généralités Généralités Par définition, les roches sédimentaires sont dites « éxogène », c’est à dire formées à la surface de la terre, par opposition aux roches magmatiques. Elles sont déposés par couches successives, parallèles entre elles : C’est la stratification.Première conséquence pour leur comportement : Elles sont anisotropes au plan de la mécanique des sols….

Page 59: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

2eme Partie – La Pétrologie2eme Partie – La Pétrologie Les roches sédimentaires

Quelle que soit sont origine, la formation des roches sédimentaires repose sur 3 principes :

– Mobilisation – Transport et dépôt– Diagenèse

– Formation des roches sédimentairesFormation des roches sédimentaires Pour que les sédiments puissent être transportés, il faut qu’il

aient été libérés. L’ensemble des phénomènes qui libèrent les particules sera résumé sous le terme d’altération

Page 60: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

– On distinguera :• L’altération physique :Désagrégation sous l’effet des actions mécaniques : Eau

/ Vent / Gel / Dessiccation / Action des racines…• L’altération chimique :Souvent associée à l’altération physique. Elle constitue

le processus essentiel de la formation des sols. La plus important est l’hydrolyse, c’est à dire l’attaque des minéraux par des eaux pures ou chargées en CO2.

Page 61: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Certaines conditions favorisent l’hydrolyse dont :- La nature des minéraux : La quartz est quasiment insoluble les ferromagnésiens sont plus sensibles..- La taille des minéraux : Plus la taille est petite, plus la surface spécifique est élevée,- L’activité bactérienne- La température (qui favorise les réactions chimiques)- Le drainage des sols ….

Les particules issues de l’altération sont essentiellement des silicates :(Minéraux argileux dégradés (Illite) / Transformés (Vermiculites) /

N2oformés (Kaolinite)

Page 62: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Les roches sédimentaires– Transport et dépôtTransport et dépôt

Ils sera fonction de l’état des particules :– En solutionEn solution

• La concentration des ions est variable selon la nature des eaux. La précipitation et donc le dépôt de minéraux peut se produire dès que le seuil de saturation est atteint. La précipitation est courante dans la formation des roches salines, par contre la fixation des carbonates par des organismes est tout aussi fréquente.

Page 63: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

– Éléments solidesÉléments solidesLe transport d’éléments solides dépend de 2 paramètres :

- Spécifiques aux éléments : Taille, forme, densité…- Spécifiques aux agents de transport : Vent / Eau / Glace…

Le transport s’accompagne d’un tri et d’une mise en forme des éléments dont les lois conditionnent la structure sédimentaire finale : Dimensions, des particules, grano-classement….

Page 64: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Les roches sédimentaires– DiagenèseDiagenèse

Il s’agit de la phase ultime du phénomène sédimentaire : La compaction et la transformation d’un sédiment en roche. Elle se fait par

– Transformation minérale : Destruction de la matière organique et dissolution des squelettes remplacés par des minéraux

– Compaction : Sous l’action de la surcharge litho statique liée à l’enfouissement des sédiments

– La Cimentation : Le vides seront remplis par des éléments en solution ( Silice ou carbonates en général)

Page 65: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Les roches sédimentaires– Classification

On a vu que le monde des roches sédimentaires est complexe. Leur classification aussi…La distinction de ces roches reposera sur des caractéristiques simples :

• Composition chimique (Siliceuse, Calcaire, argileuse..)

• Origine (Chimique, Détritique, Biologique,..)• Taille et nature des éléments.

Page 66: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Pour la géotechnique, on conservera la classification la plus courante qui distingue :– Les roches terrigènes

Formées de matériaux issus de roches émergées. La classification est liée à la granulométrie :

Page 67: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Etat Rudites Arénites Pélites2mm 40µm

Blocs ( D>20cm)Roches Galets (2<D<20cm) Sables BouesMeubles Graviers (0,2<D<2cm) Vases

Roches Poudingues GrèsConsolidées (Éléments roulés) Argilites

Brèches Arkoses (>30% de Feldspath)(Éléments anguleux) Grauwakes (débris rocheux)

Taille des éléments

Page 68: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Les roches carbonatées La classification est basée sur la nature du ciment et

celle des éléments. Selon le pourcentage des éléments, les appellation suivantes sont retenues :

– + de 90% de CaCO3 : Calcaire– De 70 à 90 % : Calcaire marneux– De 30 à 70% : Marne– De 10 à 30 % : Marne argileuse– - de 10 % : Argile

Page 69: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Les évaporites Elles résultent de l’évaporation de l’eau de mer dans des

conditions exceptionnelles. Elles ont pu être conservées par la protection d’horizons imperméables. Les principales sont les anhydrites ( Sulfate de calcium), les Gypses ( Forme hydratée de l’anhydrite) et le sel gemme. Les circulations d’eau dans les évaporites sont à l’origine de poches de dissolutions ou « fontis » qui peuvent créer des effondrements dangereux pour les constructions.

Les sulfates réagissent avec les aluminates en présence d’eau . (Alcali-réaction). La formation d’ettringite, sel expansif est alors à l’origine de désordres importants dans les ouvrages.

Page 70: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Les Combustibles fossiles On ne retiendra que la série des charbons. Vous

aurez peu de chances de trouver du pétrole….Les roches carbonées proviennent de l’évolution de débris végétaux sous l’effet de l’enfouissement. Les différents, stades de cette évolution sont

– Les tourbes– Les lignites– Les houilles– Les anthracites

Page 71: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Les roches sédimentaires– La Stratigraphie

Utilisée pour se repérer dans les systèmes sédimentaires et identifier des ages et des étages les uns par rapport aux autres. Elle se base sur trois principes fondamentaux de géologie :

Le principe de superposition : Un couche sédimentaire est plus récente que celle qu ’elle recouvre

Le principe de continuité :Un couche délimitée à le même age sur toute son étendue

Le principe d’identité : Deux couches renfermant les même fossiles stratigraphique sont de même age.

Page 72: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

On distingue alors les notions de

Formation : Série de couches sédimentaires caractéristiques du point de vue lithologique ou paléontologique

Étage : Regroupe une série de formations correspondant à une division fondamentale du temps en géologie

Système : Regroupe un ensemble d’étages Ère : Est le plus grand diviseur des temps géologiques

Page 73: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Page 74: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Ere Millons d'années

Sur 365 Jours

Archéen 4500 1-janvProterozoique 2500 15-juinPaléozoique 540 15-novMézozoique 250 10-décCénozoique 65 25-décQuaternaire 1.75 31-déc 19 heures

Page 75: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

2eme Partie – La Pétrologie2eme Partie – La Pétrologie Les roches Métamorphiques

– Généralités Organisées dans le cadre des mouvements de l’écorce

terrestre, au hasard des phénomènes d’enfouissement, de compression, les roches métamorphiques dérivent de la transformation de roches existantes.Au travers de variations de température et de pression, la texture et la minéralogie des riches évolue, tandis que La composition chimique est globalement conservée. L’ensemble de ces changements est appelé « métamorphisme »

Page 76: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Les roches Métamorphiques– Classification

Une roche métamorphique dérive toujours d’une roche antérieure, qu’elle soit sédimentaire, magmatique ou même métamorphique.La classification est en principe basée sur la texture des roches,selon qu’elle est « foliée » ou non. Dans le détail, on s’intéresse à la genèse, la minéralogie, les critères hérités… mais il sera plus simple de ne retenir que les formes les plus couramment rencontrées :

Page 77: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Les Gneiss : Roches foliées très communes dont les minéraux essentiels sont le quartz, les feldspaths, les micas. Ils peuvent provenir de roches sédimentaires (Para ) ou granitiques (ortho)

Les granulites : proches des gneiss mais soumis à des conditions dans lesquelles les micas n’ont pas pu se développer.

Page 78: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Les Micaschistes : Roches à foliation très marquée, riches en micas. Dérivent de roches riches sédimentaires argileuses

Les Quartzites : Quasiment que du quartz. Proviennent de la recristallisation de gneiss.

Les schistes : Roches d’origine sédimentaire peu métamorphisées. (ex Schistes ardoisiers)

Page 79: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Les Marbres : calcaires ou dolomies recristallisés. Les Amphibolites : Roches plus ou moins foliées ayant subi

un fort métamorphisme. Elles sont d’origine Para (Pélites/Marnes) ou Ortho (Basaltes/ Diorites..)

Les Migmatites : à la limite entre les roches métamorphique et magmatiques puisqu’elles ont subi une fusion partielle. Comportent des parties granitiques et gneissiques

LE CYCLE DES ROCHES ET DES MINERAUXLE CYCLE DES ROCHES ET DES MINERAUX

Page 80: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Page 81: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

3eme Partie – Constitution 3eme Partie – Constitution du Globe Terrestredu Globe Terrestre

Généralités

Tectogénèse

Page 82: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Page 83: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

La Dérive des Continents– La dérive des continents est une théorie

proposée au début du siècle par le physicien-météorologue Alfred Wegener, pour tenter d'expliquer, entre autres, la similitude dans le tracé des côtes de part et d'autre de l'Atlantique, une observation qui en avait intrigué d'autres avant lui.

Page 84: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

1. Le parallélisme des côtes. Il y a par exemple, un net parallélisme des lignes côtières

entre l'Amérique du Sud et l'Afrique.

Page 85: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Page 86: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

La correspondance des structures géologiques. Cela n'est pas tout que les pièces d'un puzzle s'emboîtent bien, encore

faut-il obtenir une image cohérente. Dans le cas du puzzle des continents, non seulement y a-t-il une concordance entre les côtes, mais il y a aussi une concordance entre les structures géologiques à l'intérieur des continents, un argument lourd en faveur de l'existence du mégacontinent Pangée.

La correspondance des structures géologiques entre l'Afrique et l'Amérique du Sud appuie l'argument de Wegener. La situation géographique actuelle des deux continents montrent la distribution des anciens blocs continentaux (boucliers) ayant plus de 2 Ga (milliards d'années).

Page 87: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Page 88: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

LA FORMATION DES LA FORMATION DES RELIEFSRELIEFS

S'il est une question qui a longtemps embarassé les géologues, c'est bien la formation des grandes chaînes de montagnes, comme les Rocheuses, les Alpes, les Himalayas ou les Appalaches. Tout modèle explicatif de la formation d'une chaîne de montagnes se doit d'expliquer, puis d'intégrer, chacun des principaux attributs qui caractérisent toutes les grandes chaînes.

1) Les roches sédimentaires, c'est-à-dire ces roches qui proviennent de la transformation de sédiments comme les sables et les boues, sont très abondantes dans les chaînes de montagnes et contiennent des fossiles d'organismes marins, ce qui implique que les sédiments dont elles sont dérivées se sont déposés dans un milieu marin; de plus, leur composition montre qu'une grande partie de ces sédiments se sont déposés dans un bassin océanique. Première conclusion: avant de se retrouver dans une chaîne de montagnes, tout le matériel sédimentaire se trouvait dans un océan.

Page 89: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

2) Il y a aussi des roches métamorphiques dans les chaînes de montagnes, ces roches qui sont d'anciennes roches sédimentaires ou ignées transformées sous l'effet de températures et de pressions très élevées. Ces roches métamorphiques occupent une portion bien définie de la chaîne de montagnes. Il faut savoir que le lieu dans la croûte terrestre où il existe à la fois des températures et des pressions très élevées, c'est en profondeur, à au moins quelques kilomètres sous la surface. Seconde conclusion: les roches métamorphiques résultent de la transformation des roches sédimentaires et ignées de la chaîne de montagnes, en profondeur, dans la croûte terrestre.

Page 90: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

3) Un autre attribut important des chaînes de montagnes, c'est qu'elles contiennent souvent des lambeaux de croûte océanique (basaltes) coincés dans des failles. Troisième conclusion: non seulement, les sédiments qui forment la chaîne de montagnes se sont-ils déposés dans un bassin marin, mais aussi, sur de la croûte océanique basaltique.

4) S'il est une caractéristique commune à toutes les grandes chaînes de montagnes, c'est bien le fait que les roches y sont déformées à des degrés divers. Depuis longtemps, les géologues qui étudiaient la géométrie de la déformation dans les chaînes de montagnes savaient bien qu'il fallait des forces de compression latérales pour produire une telle géométrie. Il leur fallait donc trouver un mécanisme responsable de ces compressions. Il leur fallait aussi trouver un mécanisme responsable du soulèvement de tout ce matériel déposé dans un bassin océanique qui compose la chaîne.

Page 91: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Les schémas qui suivent illustrent les grandes étapes de la formation d'une chaîne de montagnes. Partons de ce qu'on appelle une marge continentale passive, comme par exemple celle de l'Atlantique actuelle, où s'accumule sur le plateau continental et à la marge du continent un prisme de sédiments provenant de l'érosion du continent.

Page 92: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Page 93: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Page 94: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Page 95: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Page 96: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Page 97: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Page 98: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Page 99: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Les mécanismes de base

Page 100: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Page 101: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Page 102: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Page 103: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

4eme Partie – La Géologie 4eme Partie – La Géologie AppliquéeAppliquée

Généralités

La Géologie du Génie-Civil

Les investigations – Objets – Méthodes

Moyens

Page 104: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

A - GENERALITES– LA GEOTECHNIQUE INTERVIENT DANS

TOUS LES DOMAINES DE LA CONSTRUCTION, DEPUIS LE BATIMENT JUSQU'AU GENIE CIVIL EN PASSANT PAR LES ROUTES, LES OUVRAGES D'ART, LES EQUIPEMENTS D’INFRASTRUCTURE QUELQU'ILS SOIENT…..

Page 105: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

LES MAITRES D’OUVRAGES PUBLICS SONT ASSUJETTIS A UNE OBLIGATION LEGALE VIS A VIS DES ETUDES GEOTECHNIQUES …..

Page 106: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

D’ OU LA NECESSITE DE PRENDRE EN COMPTE LE « RISQUE SOL » .

Page 107: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

LA GEOTECHNIQUE COMPREND

– L'ETUDE DES SOLS D'UN POINT DE VUE DESCRIPTIF. IL S’AGIT DE GEOLOGIE PURE IMPLIQUANT DES NOTIONS DE PETROGRAPHIE (CONNAISSANCE DES ROCHES), PEDOLOGIE (CONNAISSANCE DES SOLS), GEOMORPHOLOGIE (GENESE DES RELIEFS), HYDROGEOLOGIE

– L'ETUDE DES CARACTERISTIQUES MECANIQUES DES SOLS,

– L'ANALYSE DES INTERACTIONS SOL-STRUCTURES

Page 108: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

LES OBJECTIFS  L'OBJECTIF DE LA DEMARCHE D'ETUDE GEOTECHNIQUE EST DE FOURNIR

LA MEILLEURE REPONSE QUI SOIT A L'ADEQUATION DU PROJET A SON ENVIRONNEMENT IMMEDIAT, SINON DE DRESSER LA LISTE AUSSI EXHAUSTIVE QUI SOIT DES TECHNIQUES ET METHODES A METTRE EN OEUVRE POUR GARANTIR

D'ABORD LA FAISABLITE D'UN PROJET ENSUITE SA STABILITE ET SA PERENNITE DANS LE TEMPS.

IL EST INDISPENSABLE DE FOURNIR AU PROJETEUR OU AU MAITRE D‘OEUVRE LES ELEMENTS DE CHOIX ET DIMENSIONNEMENT DES STRUCTURES.

Page 109: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

CE POINT IMPLIQUE DE FAIT QUE LES ETUDES DE SOLS DOIVENT ETRE ANTERIEURES AUX ETUDES DE STRUCTURES ET NON PAS S'ADAPTER AUX CONTRAINTES DU BATI CAR NOUS N'AVONS PAS LES MOYENS DE MODIFIER LA NATURE ET L'ETAT DES SOLS ET DES SOUS-SOLS……

TROP SOUVENT, LA DEMARCHE D'INSERTION D'UNE ETUDE GEOTECHNIQUE DANS UN DOSSIER EST GUIDEE PAR DES IMPERATIFS TRES ELOIGNES DE L'INFORMATION RECHERCHEE, (SOUVENT JUGEE SUPERFLUE) ET EN PARTICULIERS PAR DES QUESTIONS D'ASSURANCES OU DE RESPONSABILITES SOULEVEES PAR LE MAITRE D‘ OEUVRE L’ARCHITECTE OU…. L’ASSUREUR….

Page 110: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

LES QUESTIONS …..

QUELS SONT LES MOYENS NECESSAIRES A MOBILISER

A QUELS MOMENT IL FAUT LES METTRE EN OEUVRE POUR OPTIMISER LA DEMARCHE GEOTECHNIQUE ET L'INTEGRER AU MIEUX A L'ENSEMBLE DE LA DEMARCHE PROJET ?

Page 111: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

L’ARCHITECTURE ET L’ ORGANISATION DES ETUDES 

LA DEMARCHE «IDEALE» D‘ETUDE PEUT ETRE DECOMPOSEE EN PLUSIEURS PHASES, CORRESPONDANT CHACUNE A UN ETAT D'AVANCEMENT DONNE DU PROJET ET DONC A UN BESOIN D’INFORMATION ET DE PRECISION DIFFERENT DES INFORMATIONS.

Page 112: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

DES ETAPES ESSENTIELLES POUR CHACUNE DES PHASES DE PROJET

LE CONTENU DES INVESTIGATION,

LA DUREE ET LES MODALITES D'INTERVENTIONS NECESSAIRES, 

LE COUT APPROXIMATIF.

 

Page 113: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

QUELLES SONT CES ETAPES :

L’ETUDE OU EXAMEN DU SITE

LES ETUDES DE FAISABILITE 

LES ETUDES DE DEFINITION 

LES SUIVIS DE TRAVAUX ET LES ETUDES ULTERIEURES EN PHASE CHANTIER

Page 114: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

L'ETUDE OU EXAMEN DU SITE - ENQUETE PRELIMINAIRE 

QUAND ? 

– DES LES PHASES PRE-OPERATIONNELLES, VOIRE LES LEVEES D'OPTION OU MEME D'ACQUISITION, UN SIMPLE EXAMEN DU SITEASSOCIE A UNE BONNE CONNAISSANCE DE LA GEOLOGIE GENERALE DE LA REGION ET DES PROBLEMES COURAMMENT RENCONTRES PEUT PERMETTRE D'EVI'IER BIEN DES DESAGREMENTS : 

-ZONES DE GLISSEMENTS DE TERRAINS ANCIENS OU ACTIFS, -PRESENCE CONNUE DE CAVERNES OU DE POCHE KARSTIQUES, -RISQUES D'INONDATION -ANCIENNES DECHARGES -SOLS COMPRESSIBLES OU GONFLANTS......

Page 115: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

OBJECTIFS – LES OBJECTIFS RECHERCHES SONT D’APPREHENDER A PRIORI LES PROBLEMES

POSES PAR LE SITE; POUR SIMPLEMENT NE PAS SE TROMPER DE TERRAIN OU AIDER A CHOISIR LA BONNE OPTION DE PROJET PAR RAPPORT AU SITE, VOIRE MEME D'ORIENTER LA PROGRAMMATION OPERATIONNELLE.

COMMENT – A CE STADE DES ETUDES, UN SIMPLE EXAMEN VISUEL DU SITE, ALLIE A UN

BONNE CONNAISSANCE GEOLOGIQUE D 'ENSEMBLE SONT SUFFISANTS POUR DONNER UN AVIS CLAIR ET CIRCONSTANCIE. L'NVESTISSEMENT RESTE DONC MINEUR VIS A VIS DE L’IMPACT POSSIBLE SUR LES PROJETS .

– LES DELAIS DE MISE EN OEUVRE SONT EXTREMEMENT COURTS -NORMALEMENT INFERIEURS A UNE SEMAINE - SAUF NECESSITE DE RECHERCHES SPECIFIQUES (-ANALYSE DES DOCUMENTS EXISTANTS (CARTES GEOLOGIQUES - CARTES ZERMOS - STPC....)

Page 116: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques LES ETUDES DE FAISABILITE 

QUAND ? 

– ELLES DOIVENT INTERVENIR DES L'ETABLISSEMENT DU PROGRAMME D’AMENAGEMEN T. IL S AGIT D'INTERVENTIONS DESTINEES A FIXER LE CADRE GENERAL DANS LEQUEL VA S'INCRIRE UN PROJET ET DONC LES CONTRAINTES DE SITE A PRENDRE FN COMPTE.

– UNE ETUDE DE FAISABILITE DOIT DONC ETRE AU MOINS CONTEMPORAINE DE L'ESQUISSE ARCHITECTURALE POUR UN BATIMENT, VOIRE AU MIEUX DE L'ELABORATION DE DOSSIER DE NIVEAU AVANT PROJET (A P S.)

 

Page 117: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

LES OBJECTIFS

– UNE ETUDE DE FAISABILITE OU RAPPORT D'ETUDE GEOTECHNIQUE DANS LA CLASSIFICATION DES ETUDES NORMALISEES (AFNOR/USG), DOIVENT PERMETTRE DE CARACTERISER L'ENVIRONNEMENT GEOLOGIQUE DU PROJET ET POSITIONNER LES DIFFICULTES D'ORDRE

MORPHOLOGIQUE (PENTES/BLOCS/CAVITES...) LITHOLOGIQUES (NATURE DES FORMATIONS, EPAISSEURS, GLISSEMENTS,

TERRASSEMENTS, AMELIORATION DES SOLS...) HYDROGEOLOGIQUE (NAPPES, VENUES D'EAU, SOURCES, DRAINAGES...) CONSTRUCTIVES (FONDATIONS, SOUTENEMENTS...)

– CES INFORMATIONS DOIVENT ETRE INTEGREES A L'ELABORATION DU PLAN DE MASSE ET A LA DEFINITON DES CONTRAINTES D'AMENAGEMENT (NIVEAUX DE PLATE-FORME / MODALITES DE 'TERRASSEMENTS / PRINCIPES GENERAUX D'ADAPTATION AU SOL ET DE FAISABILITE OU NON FAISABILITE...)

Page 118: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

COMMENT

– LA CONDUITE DE CETTE PHASE D'ETUDE IMPLIQUE TOUT D'ABORD LA MISE AU POINT D'UN PROGRAMME DE RECONNAISSANCE ADAPTE AU PROBLEME POSE. CETTE MISSION DEVRAIT ETRE LA PREMIERE TACHE DU GEOTECHNICIEN, ETABLIE EN RAPPORT AVEC LA MAITRISE D'OEUVRE OU LE MAITRE D'OUVRAGE.PAR LA SUITE, L'OBTENTION DES DONNEES NECESSITE LA CONDUITE D'UNE CAMPAGNE DE RECONNAISSANCE COMPORTANT

DES ESSAIS EN PLACE (SONDAGES ET ESSAIS MECANIQUES) DES ESSAIS DE LABORATOIRE SUR ECHANTILLONS PRELEVES DE L'INGENIERIE DE DEFINITION OU DE DIMENSIONNEMENT SELON LES CAS. LE DELAI APPROXIMATIF DE CES ETUDES VARIE DE 2A 3 SEMAINES SELON LEUR CONTENU ET NECESSITE

DE L'INTERVENTION D'UN INGENIEUR SPECIALISE OU D'UN CHEF DE PROJET. CES INTERVENTIONS QUI FONT AUSSI BEAUCOUP APPEL A L'EXPERIENCE SONT MENEES EN

COLLABORATION AVEC LES MAÎTRE D’OEUVRE OU LES CHARGES D’OPERATION.

Page 119: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

LES ETUDES DE DEFINITION OU DE DETAIL  QUAND ?

– A PARTIR DE L'APS ET JUSQU'AU PROJET DE DEFINITION ET AU D.C.E ( MAIS AVANT LE D.C.E!!!!!), LES ETUDES DE PROJET GEOTECHNIQUE OU DE CONCEPTION GEOTECHNIQUE CONSTITUENT EN PRINCIPE LE GROS MORCEAU D'UN ETUDE DE SOLS.

– CELLE-CI EST A REALISER DANS LE CADRE DES OPERATIONS DE MAITRISE D'OEUVRE ET DOIVENT ETRE UN ELEMENT IMPORTANT DE LA DEFINITION DU PROJET.

Page 120: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

OBJECTIFS

– LES OBJECTIFS RECHERCHES SONT ALORS DE FOURNIR LES PROGRAMMES DE RECONNAISSANCES DETAILLES, ADAPTES PRECISEMENT AU PROJET EN TERMES D'AMPLEUR DE RECONNAISSANCE (NOMBRE, NATURE DES ESSAIS, PROFONDEURDES SONDAGES)

– AU TERME DE LA RECONNAISSANCE, LE GEOTECHNICIEN DOIT FOURNIR AU PROJETEUR LES ELEMENTS PRECIS DE DIMENSIONNEMENT, AINSI QUE LES DISPOSITIONS TECHNIQUES PARTICULIERS A RESPECThR VIS A VIS DES CONTRAINTES DE SOLS. DANS LE DETAIL, CETTE PHASE D'ETUDE DOIT ETRE CELLE QUI FOURNI LES DISPOSITIONS FINALES EN MATIERE DE

FONDATION ET DE TERRASSEMENTS (NIVEAU D'ANCRAGE, CAPACITE PORTANTE AUX DIFFERENTS ETATS LIMITES DIMENSIONNEMENT),

LES DISPOSITIONS SPECIFIQUES VIS A VIS DES NAPPES PAR EXEMPLE  LES VALEURS DES ESSAIS ET LES NOTES DE CALCULS NECESSAIRES AU BET LES ESTIMATIONS DES QUANTITES, COUTS ET DELAIS D'EXECUTION SI NECESSAIRE L'ASSISTANCE TECHNIQUE AU MAITRE D'OUVRAGE POUR L'ELABORATION DES PIECES DE MARCHES

 

Page 121: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

COMMENT

– CES ETUDES MOBILISENT GENERALEMENT DES ESSAIS EN PLACE ET DES CAMPAGNES DE SONDAGES LOURDES (SONDAGES PROFONDS, ESSAIS IN-SITU OU DE LABORATOIRE PLUS SOPHISTIQUES) INTERPRETATIONS MULTIPLES FAISANT RECCURENCE AVEC LE PROJET

– LE DELAI D'ETUDE PEUT DEPASSER 1 MOIS SELON LES MODALITES ENVISAGEES, LES DIFFICULTES RENCONTRES OU L'AMPLEUR DES PROBLEMES POSES.

Page 122: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

B - METHODES DE RECONNAISSANCE 

UN PROGRAMME DE RECONNAISSANCES GEOTECHNIQUES POSE PLUSIEURS QUESTIONS AU DEPART :

NATURE DES INVESTIGATIONS 

LA QUESTION DE NATURE DES INVESTIGATIONS VA DEPENDRE DU CONTEXTE GENERAL ET DU PROBLEME POSE

ON RETROUVERA TOUJOURS LES MÊME METHODES EN GENERAL. CERTAINS DOSSIERS NECESSITERONT L’INTERVENTION DE MOYENS SPECIALISES (GEOPHYSIQUES - DIAGRAPHIES ...)

Page 123: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

EXEMPLE DE CHOIX DU TYPE D'ESSAIS PRESSIOMETRE

STABILITE D'ENSEMBLE PENETROMETREESSAIS DE LABORATOIRE

FONDATIONSTASSEMENTS PRESSIOMETRE

OEDOMETRE

SOUTENEMENTS ESSAIS DE LABORATOIRECALCULS GEOTECHNIQUES

ADAPTATION AU SITE STABILITE DES PENTES ESSAIS DE LABORATOIRESCISSOMETRE

STABILITE DES PAROIS ESSAIS DE LABORATOIREPRESSIOMETRE

CONDITIONS D'EXECUTIONSTABILITE DES FONDS DE

FOUILLES ESSAIS DE LABORATOIREPRESSIOMETRE

EPUISEMENT ESSAIS D'EAU

Page 124: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

DENSITE DES SONDAGES ET ESSAIS

ELLE DEPEND ESSENTIELLEMENT DU SITE ET DE LA QUALITE DU PHASAGE DE L’ETUDE…….

ATTENTION A LA REUNION LA GEOLOGIE EST TRES « PERTURBEE » ET LES PRINCIPES DE GEOLOGIE NE S’APPLIQUENT PAS (CONTINUITE LATERALE ET SUPERPOSITION). LA DENSITE DES SONDAGES EST UNE NOTION IMPORTANTE ET TRES « SENSIBLE » A L’EXPERIENCE DU GEOTECHNICIEN.

Page 125: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

PROFONDEUR D’INVESTIGATION

TOUJOURS DIFFICILE A ESTIMER « A PRIORI ». LA ENCORE FONCTION DU SITE ET DES CARACTERISTIQUES DU PROJET (CHARGES)

POUR MEMOIRE POUR MEMOIRE

– FONDATIONS SUPERFICIELLES : 5 FOIS LA LARGEUR PRESUMEE DES SEMELLES (SAUF CAS DE COUCHES IMCOMPRESSIBLES ET SUFFISAMMENT EPAISSES : DALLES BASALTIQUES)

– FONDATIONS PROFONDES : 5 METRES SOUS LA BASE SUPPOSEE DES PIEUX OU 7 DIAMETRES (DTU 13-2)

DANS TOUS LES CAS IL EST IMPORTANT DE DISPOSER DU NIVELLEMENT DES POINTS DE SONDAGES…DONC DE LA TOPO……

Page 126: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

METHODES DE RECONNAISSANCE ET D’ETUDE

ENQUETE PREALABLE  LES SONDAGES

PUITS A LA PELLE MECANIQUE DESTRUCTIFS CAROTTAGES

LES ESSAIS MECANIQUES

ESSAIS PENETROMETRIQUES - Norme NF-P 94-115 A & B ESSAIS PRESSIOMETRIQUES – Norme NF –P 94-110 ESSAIS AU SCISSOMETRE – Norme NF – P 94

Page 127: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

LES ESSAIS GEOPHYSIQUES

PROSPECTION ELECTRIQUE PROSPECTION SISMIQUE

LES ESSAIS DE LABORATOIRE

IDENTIFICATION - CLASSIFICATIONTENEUR EN EAUGRANULOMETRIEPLASTICITEDENSITE

  OEDOMETRE

  CISAILLEMENT

Page 128: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

C - DIVERS   ASPECTS REGLEMENTAIRES –

RESPONSABILITES – Les études géotechniques relèvent des articles 1792 et

suivant du code civil…..(contrats de louage d’ouvrage) – La responsabilité du MO est engagée dans le choix de son prestataire……

  

Page 129: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

NORMALISATION DES MISSIONS DE GEOTECHNIQUE

LA NORME NF-P 94-500 AFNOR / USG

Page 130: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

Phasage

LES PRINCIPES PREVUS PAR LA NORME

Page 131: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

UNION SYNDICALE GEOTECHNIQUE SCHEMA D'ENCHAINEMENT DES MISSIONS GEOTECHNIQUES

Etapes de

réalisation de l’ouvrage

MISSIONS GEOTECHNIQUES

Etude ou suivi des ouvrages

géotechniques

Exécution de sondages, essais et

mesures géotechniques

Diagnostic géotechnique

Etudes préliminaires

G 11 Etude

préliminaire de faisabilité

géotechnique

G 0 si nécessaire (à définir par le

géotechnicien)

G 51

Avant projet

G 1 G 12 Etude de faisabilité

géotechnique

G 0 indispensable

G 51

G 13 Etude de pré-dimensionnement

géotechnique

Projet

Assistance Contrat Travaux

G 2

Etude de projet géotechnique

Phase 1

Phase 2

G0 G 0 spécifique si

nécessaire (à définir par le

géotechnicien)

G 5 G 51

Exécution

G 3 Etude géotechnique d'exécution

G 0 complémentaire

G 51

G 4 Suivi géotechnique d'exécution

Si nécessaire (à définir par le géotechnicien)

G 52

OUVRAGE EXISTANT

G 0 si nécessaire (à définir par le

géotechnicien)

G 0 spécifique indispensable

G 51 : sans sinistre

G 52 : avec sinistre

Page 132: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

LE TEXTE DE LA NORME

– Résume les phases identifiées– Précise le contenu des mission– Fixe les niveaux de responsabilité des

intervenants

Page 133: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

UNION SYNDICALE GEOTECHNIQUE

CLASSIFICATION DES MISSIONS GEOTECHNIQUES TYPES

(norme NF P 94-500 – Juin 2000)

L'enchaînement des missions géotechniques suit les phases d'élaboration du projet. Les missions G 1, G 2, G 3, G 4 doivent être réalisées successivement. Une mission géotechnique ne peut être partielle qu’après accord

explicite entre le client et le géotechnicien.

G 0 EXECUTION DE SONDAGES, ESSAIS ET MESURES GEOTECHNIQUES - Exécuter les sondages, essais et mesures en place ou en laboratoire selon un programme défini dans les missions G 1 à G 5 ;

- Fournir un compte rendu factuel donnant la coupe des sondages, les procès verbaux d'essais et les résultats des mesures. Cette mission d'exécution exclut toute activité d'étude ou conseil ainsi que touts forme d’interprétation.

G 1 ETUDE DE FAISABILITE GEOTECHNIQUE Ces missions G 1 excluent toute approche des quantités, délais et coûts d’exécution des ouvrages qui entre dans le cadre exclusif d’une mission d’étude de projet géotechnique G 2. G 11 Etude préliminaire de faisabilité géotechnique - Faire une enquête documentaire sur le cadre géotechnique du site et préciser l'existence d'avoisinants ; - Définir si nécessaire une mission G 0 préliminaire, en assurer le suivi et l’exploitation des résultat s ; - Fournir un rapport d'étude préliminaire de faisabilité géotechnique avec certains principes généraux d'adaptation de l’ouvrage

au terrain, mais sans aucun élément de prédimensionnement. Cette mission G 11 doit être suivie d'une mission G 12 pour définir les hypothèses géotechniques nécessaires à l'établissement du projet.

G 12 Etude de faisabilité des ouvrages géotechniques (après une mission G 11) Phase 1 - Définir une mission G 0 détaillée, en assurer le suivi et l’exploitation des résultats ; - Fournir un rapport d'étude géotechnique donnant les hypothèses géotechniques à prendre en compte pour la justification du projet, et les principes généraux de construction des ouvrages géotechniques (notamment terrassements, soutèneme nts, fondations, risques de déformation des terrains, dispositions générales vis -à-vis des nappes et avoisinants). Phase 2 - Présenter des exemples de prédimensionnement de quelques ouvrages géotechniques types envisagés (notamment : soutènements, fondations, améliorations de sols). Cette étude sera reprise et détaillée lors de l’étude de projet géotechnique (mission G2). G 2 ETUDE DE PROJET GEOTECHNIQUE Cette étude spécifique doit être prévue et intégrée dans le cadre de la mission de maîtrise d'oeuvre. Phase 1 - Définir si nécessaire une mission G 0 spécifique, en assurer le suivi et l’exploitation des résultats ;

- Fournir les notes techniques donnant les méthodes d'exécution retenues pour les ouvrages géotec hniques (terrassements, soutènements, fondations, dispositions spécifiques vis-à-vis des nappes et avoisinants), avec certaines notes de calculs de dimensionnement, une approche des quantités, délais et coûts d'exécution de ces ouvrages géotechniques.

Phase 2 - Etablir les documents nécessaires à la consultation des entreprises pour l’exécution des ouvrages géotechniques (plans, notices techniques, cadre de bordereau des prix et estimatif, planning prévisionnel) ;

- Assister le client pour la sélection des entreprises et l’analyse technique des offres.

G 3 ETUDE GEOTECHNIQUE D'EXECUTION - Définir si nécessaire une mission G 0 complémentaire, en assurer le suivi et l’exploitation des résultats ; - Etudier plus précisément les ouvrages géotechniques : notamment validation des hypothèses géotechniques, définition et

dimensionnement (calculs justificatifs), méthodes et conditions d'exécution (phasage, suivi, contrôle). Pour la maîtrise des incertitudes et aléas géotechniques en cours d'exécution, ces missions G 2 et G 3 doivent être suivies d'une mission de suivi géotechnique d'exécution G 4.

G 4 SUIVI GEOTECHNIQUE D'EXECUTION - Suivre et adapter si nécessaire l'exécution des ouvrages géotechniques, avec définition d'un programme d'auscultation et des

valeurs seuils correspondantes, analyse et synthèse périodique des résultats des mesures ; - Définir si nécessaire une mission G 0 complémentaire, en assurer le suivi et l’exploitation des résultats ; - Participer à l'établissement du dossier de fin de travaux et des recommandations de maintenance des ouvrages géotechniques.

G 5 DIAGNOSTIC GEOTECHNIQUE L’objet d’une mission G 5 est strictement limitatif : il ne porte pas sur la totalité du projet ou de l’ouvrage.

G 51 Avant, pendant ou après construction d'un ouvrage sans sinistre - Définir si nécessaire une mission G 0 spécifique, en assurer le suivi et l’exploitation des résultats ;

- Etudier de façon approfondie un élément géotechnique spécifique (par exemple soutènement, rabattement) sur la base des données géotechniques fournies par une mission G 12, G 2 ou G 3 et validées dans le cadre de ce diagnostic, mais sans aucune implication dans les autres domaines géotechniques de l'ouvrage ;

G 52 Sur un ouvrage avec sinistre - Définir une mission G 0 spécifique, en assurer le suivi et l’exploitation des résultats ; - Rechercher les causes géotechniques du sinistre constaté, donner une première approche des remèdes envisageables, une étude de projet géotechnique G 2 devant être réalisée ultérieurement.

Page 134: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

LES RESERVES D’USAGE– Limitent la responsabilité du géotechnicien vis

à vis des informations qu’il a eu a sa disposition,

– Limitent les conditions d’utilisation des rapports d’etudes.

Page 135: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

UNION SYNDICALE GEOTECHNIQUE

CONDITIONS GENERALES D'UTILISATION DES RAPPORTS GEOTECHNIQUES (version du 01/01/01)

Un rapport géotechnique et toutes ses annexes identifiées constituent un ensemble indissociable. Les deux exemplaires de référence en sont les deux originaux conservés : un par le client et le second par notre société. Le rapport géotechnique devient la propriété du client après paiement intégral du prix de la prestation. Le client devient alors responsable de son usage et de sa diffusion. Dans ce cadre, toute autre interprétation qui pourrait être faite d'une communication ou reproduction partielles ne saurait engager la responsabilité de notre société. En particulier l'utilisation même partielle de ces résultats et conclusions par un autre maître d'ouvrage ou par un autre constructeur ou pour un autre ouvrage que celui objet de la mission confiée ne pourra en aucun cas engager la responsabilité de notre société et pourra faire l'objet de poursuite judiciaire à l'encontre du contrevenant. Il est précisé que l'étude géotechnique repose sur une reconnaissance du sol dont la maille ne permet pas de lever la totalité des aléas toujours possibles en milieu naturel. En effet, des hétérogénéités, naturelles ou du fait de l'homme, des discontinuités et des aléas d'exécution peuvent apparaître compte tenu du rapport entre le volume échantillonné ou testé et le volume sollicité par l'ouvrage, et ce d'autant plus que ces singularités éventuelles peuvent être limitées en extension. Les éléments géotechniques nouveaux mis en évidence lors de l'exécution, pouvant avoir une influence sur les conclusions du rapport, doivent immédiatement être signalés au géotechnicien chargé du suivi géotechnique d'exécution (mission G4) afin qu'il en analyse les conséquences sur les conditions d'exécution voire la conception de l'ouvrage géotechnique. Si un caractère évolutif particulier a été mis en lumière (glissement, érosion, dissolution, remblais évolutifs, tourbe, ...), l'application des recommandations du rapport nécessite une validation à chaque étape suivante de la conception ou de l'exécution. En effet, un tel caractère évolutif peut remettre en cause ces recommandations notamment s'il s'écoule un laps de temps important avant leur mise en œuvre. Le rapport géotechnique constitue le compte-rendu de la mission géotechnique définie par la commande au titre de laquelle il a été établi et dont les références sont rappelées en tête. Conformément à la classification des missions géotechniques types, chaque mission ne couvre qu'un domaine spécifique de la conception ou de l'exécution du projet. En particulier : une mission confiée à notre société peut ne contenir qu'une partie des prestations décrites

dans la mission type correspondante ; une mission type G0 engage notre société sur la conformité des travaux aux documents

contractuels et l'exactitude des résultats qu'elle fournit ; une mission type G1 à G5 n'engage notre société sur son devoir de conseil que dans le

cadre strict, d'une part des objectifs explicitement définis dans notre proposition technique sur la base de laquelle la commande et ses avenants éventuels ont été établis, d'autre part du projet décrit par les documents graphiques ou plans cités dans le rapport ;

Page 136: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

PARLONS D’ARGENT….

Page 137: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

Coût d’investissement d’un atelier de sondage (digne de ce nom…)

Machine de sondage plus son equipement (tiges – tubes – taillants…..: # 150 000 €

Atelier d’essai pressiometrique : # 22 000 €

– Donc pour un amortissement 5 Ans : €150 €/jours

Page 138: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

Coût de fonctionnement– Personnel – Maintenance…– Gas-oil

550 /600€ /jour

Page 139: (2) geologie

Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

Reconnaissances Reconnaissances géotechniquesgéotechniques

BâtimentMission TTC Taux Taxes TVA Coût assur.1 000.00 G11 - G12 11.62%

Part obligatoire 3.95% 34.50% 8.50% 148.35 Part complementaire 7.67% 9% 8.50% 14.83%

Mission TTC Taux Taxes TVA1 000.00 G21- G22 - G23 13.23%

Part obligatoire 9.53% 34.50% 8.50% 182.83 Part complementaire 3.70% 9% 8.50% 18.28%

Genie CivilMission TTC Taux Taxes TVA1 000.00 G11 - G12 10.05%

Part complémentaire 10.05% 9.00% 8.50% 128.96 12.90%

1 000.00 G21- G22 - G23 9.30%Part complémentaire 9.30% 9.00% 8.50% 119.34

11.93%

RC Exploitation 0.26RC Expertise 0.76

LES ASSURANCES…….