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Géotechnicien, l'expérience du terrain

Profil métier - 14.05.2020

 

A la croisée des chemins entre l’ingénierie et la géologie, la géotechnique est une science qui sert d’interface entre le sous-sol et la construction que l’on fait dessus, indépendamment de la nature de celle-ci. Les géotechniciens peuvent en effet intervenir sur une maison individuelle avec ou sans sous-sol, un tunnel ou encore des ouvrages d’art multiples comme pour le réaménagement de la Jonction du Grand-Saconnex (JAG). 

 

Cet article est l’occasion de creuser cette thématique souvent confondue avec la géologie pure et de mieux comprendre le rôle joué par les géotechniciens auprès des ingénieurs en phase projet.

 

 

 

Une expertise à la pointe 

 

La géotechnique est au départ une branche annexe de la géologie, essentiellement empirique. Son utilisation dans la construction est devenue scientifique à partir de la deuxième partie du XIX° avec le boom du secteur et l’arrivée de nouveaux matériaux comme le béton, le béton armé ou encore l’acier.


Ces nouveaux matériaux permettent de réaliser des ouvrages plus hauts, plus élancés, plus légers parfois. La profession s’est rendue rapidement compte qu’il était crucial d’en savoir le plus possible sur les caractéristiques du sous-sol dans lequel on allait creuser et construire des ouvrages, afin de pouvoir adapter les méthodes de construction aux conditions souterraines.

 

 

L’utilité des analyses géotechniques

En géotechnique, l’élément essentiel, c’est le sous-sol et les conditions hydrologiques qui y règnent (par exemple présence d'une nappe phréatique, variations de niveau de la nappe ou degré de saturation en eau). Il s’agit pour les experts de déterminer en premier lieu ce qui compose ce sous-sol. Ce sont ensuite des entreprises de forages spécialisées qui viennent faire des prospections, en prélevant des échantillons jusqu’à la profondeur en adéquation avec l’ouvrage à venir. Des essais de base ou plus complexes, en fonction des ouvrages prévus, vont ensuite être réalisés sur ces carottes.

 

L’expérience locale est également importante. Le but est double : identifier la nature de ces terrains et en déduire des paramètres géo-mécaniques qu’il sera possible d’intégrer par la suite dans les calculs. Le géotechnicien livre ensuite ces données à l’ingénieur. En effet, celui-ci n’a que faire de savoir s’il s’agit d’une argile limoneuse grise, plaquetée, tendre plastique à très plastique ou d’un limon argileux à cailloux, beige, massif, très dur, assez plastique à plastique.

 

Par contre, il lui faut savoir en quoi le terrain va impacter son projet, quelle charge peut être appliquée sur le sous-sol et ainsi dimensionner, entre autres, les fondations de l’ouvrage. Sur la JAG, l’équipe de géotechniciens intervient pour des murs en bord de chaussée, des ponts (piles et culées), des travaux en tranchées (mise en place de réseaux souterrains Swissgrid, Génilac, ainsi que des collecteurs d’eaux). 

 

Quelles sont les méthodes utilisées sur la JAG ?

De la pelle mécanique au carottage ou encore aux essais pénétrométriques, les géotechniciens disposent de différentes méthodes pour obtenir les informations sur la nature du sous-sol : 

 

  • La pelle mécanique

Jusque vers 4.5 à 5 mètres de profondeur, le recours à la pelle mécanique est suffisant. Les géotechniciens assistent à la creuse, font une description et prennent éventuellement des échantillons avant que le machiniste ne remblaye.


  • Les carottages 

Il s’agit de forer sur un terrain pour connaître la succession des couches profondes dans laquelle les équipes du chantier vont ensuite travailler. Plusieurs types de carottage existent : carottage continu à sec pour prélever des carottes sur toute la hauteur, forage destructif pour analyse des cuttings (petits morceaux de sol broyés) et le choix pour l’une des alternatives dépend toujours de l’ouvrage. 


  • Les essais pénétrométriques dynamiques

Cela consiste à prendre une barre, à taper dessus et compter le nombre de coups pour l’enfoncer dans une profondeur donnée (20 – 30 cm). 


  • Les essais pénétrométriques statiques 

Au lieu de taper sur la barre comme pour les essais pénétrométriques statiques, il faut placer un vérin sur lequel on va s’appuyer avant de voir comment la pointe s’enfonce. 


  • Géophysique et géoradar

Analyse de la propagation d’ondes sismiques ou électromagnétiques haute fréquence.

 

Un appui technique durant la phase de réalisation du projet

Les géotechniciens mobilisés durant la réalisation du projet de la JAG sont organisés en équipe avec un pool de spécialistes sur chaque ouvrage et un responsable avec une vision générale. Des ponts aux trémies, ils interviennent sur des ouvrages variés et intègrent également dans leur travail tous les projets connexes à la JAG comme Génilac ou Swissgrid et les collecteurs communaux. 

 

Forte de sa connaissance du sous-sol genevois, l’équipe est capable de livrer non seulement des connaissances générales mais aussi des reconnaissances spécifiques au terrain, permettant ainsi de définir et de comprendre le contexte exact de chaque secteur. Cela permet d’apporter des recommandations qualitatives et de réaliser un dimensionnement à partir d’éléments tangibles. Les types de données fournis sur le sous-sol se concentrent toujours sur trois critères : la portance, la résistance et la gélivité. Ces données ont pour but de permettre de dimensionner à la fois les murs des ouvrages définitifs et provisoires.

 

Avec pour mission d’assurer la réalisation de tous les projets en simultané, les géotechniciens ne perdent jamais de vue deux aspects : 

 

- La réalisation des travaux dans les conditions de sécurité requises.
- L’exploitation des ouvrages définitifs prévus avec une durée de vie de 50 à 100 ans.

 

Pour ce faire, un travail important de coordination est fourni en amont et, selon l’objet concerné, les géotechniciens collaborent régulièrement avec les ingénieurs en charge des ouvrages uniquement et les ingénieurs chargés des ouvrages d’art. Les ingénieurs disposent alors des éléments nécessaires aux calculs et à l’élaboration des plans des ouvrages. Ceux-ci sont optimisés ou adaptés lors des différentes phases d’étude (étude préliminaire, projet d’ouvrage, et exécution en interaction avec les entreprises chargées de la réalisation).

 

 

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