| Réf : C350 v1

Définition et domaines d’application
Mécanique des roches - Généralités

Auteur(s) : Jean-Louis DURVILLE

Relu et validé le 18 juin 2015

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Présentation

Auteur(s)

  • Jean-Louis DURVILLE : Ingénieur en chef des Ponts et Chaussées - Chef de la division Mécanique des sols et Géologie de l’ingénieur au Laboratoire central des Ponts et Chaussées

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INTRODUCTION

Il est courant d’affirmer que le matériau rocheux est un matériau de qualité, rigide et résistant, et que les massifs rocheux sont de « bons terrains » pour les travaux de génie civil. Cependant, l’optimisation des travaux au rocher nécessite une connaissance du comportement mécanique des roches, et les grands ouvrages de génie civil, tels que tunnels profonds, barrages, centrales nucléaires, ou viaducs de grande portée, sollicitent le massif rocheux parfois à la limite de ses capacités. La mécanique des roches, science de l’ingénieur qui s’est individualisée depuis une trentaine d’années, possède quelques spécificités que nous présentons sommairement ci-après.

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VERSIONS

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-c350


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1. Définition et domaines d’application

1.1 Mécanique des roches et mécanique des sols

La distinction entre roche et sol repose essentiellement sur la cohésion du matériau. Un sable sec et propre ne possède pas de cohésion, une argile ou un sable argileux possède une cohésion faible qui peut être détruite par agitation dans l’eau. Une roche possède une cohésion de cimentation qui lie fortement ses éléments entre eux.

En fait, un continuum existe entre roche et sol, comme le montre un profil d’altération de granite par exemple : on passe graduellement de la roche saine en profondeur à une arène granitique en surface (sable argileux).

La limite entre roche et sol peut aussi être définie conventionnellement par un seuil de résistance en compression uniaxiale : les roches se situeraient au-dessus de 1 MPa environ, les sols en dessous.

À l’échelle de l’ouvrage, les discontinuités du massif rocheux jouent un rôle fondamental, à la fois mécanique et hydraulique : ce sont les joints sédimentaires, les diaclases, les failles, ou la schistosité, dont la description constitue une partie importante de l’étude géotechnique [1]. Ces discontinuités sont peu marquées, voire inexistantes, dans les massifs de sols meubles, en raison de la déformabilité de ceux-ci, qui les oppose aux roches rigides à comportement plutôt fragile.

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1.2 Principaux domaines d’application en génie civil

Dans les travaux au rocher, l’ingénieur doit répondre à différentes questions :

  • stabilité : par exemple, évaluer le risque de chute de blocs à partir d’un talus ou d’une falaise, ou le facteur de sécurité vis-à-vis de la rupture d’une fondation en bordure de plateau ;

  • déformation : estimer le tassement sous une fondation, ou la convergence d’un tunnel ;

  • extraction (abattage) : définir les conditions d’une utilisation optimale de l’explosif, vis-à-vis du massif resté en place, qu’il faut endommager le moins possible, ou des vibrations causées sur les constructions voisines ;

  • concassage : choisir la technique permettant d’obtenir la granularité souhaitée, pour un coût minimal ;

  • utilisation comme matériau : s’assurer que...

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1 Bibliographie

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2 Annexe

Dans les Techniques de l’Ingénieur

DURVILLE (J.-L.), HÉRAUD (H.) - Description des roches et des massifs rocheux - . C 352 (1995). Traité Construction, vol. C2I.

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Références

CHARLEZ (Ph. A.) - Rock mechanics - . Volume 1 : theoretical fundamentals. 333 p. 1991. Technip, Paris.

RACHEZ (X.) - Les fondations au rocher de grands viaducs : l’apport de la méthode des éléments distincts - . 241 p. 1997. Thèse de l’ENPC (École nationale des Ponts et Chaussées).

Livres et revues

FILLIAT (G.) - La pratique des sols et des fondations - . 1 392 p. 1981. Éditions du Moniteur, Paris (voir en particulier les chapitres 1, 2, 18, 25 et 31).

GOODMAN (R.E.) - Introduction to rock mechanics - . 560 p. 1989. John Wiley & Sons, New York.

HUDSON (J.) - Rock mechanics principles in engineering practice - . 72 p. 1989. Butterworths, Londres.

PANET (M.) - La mécanique des roches appliquée aux ouvrages de génie civil - . 235 p. 1976. Association amicale des anciens élèves de l’ENPC.

PRAT (M.) et coll - La modélisation des ouvrages - . 770 p. 1995. Hermès, Paris.

TALOBRE (J.) - La mécanique des roches - . 440 p. 1967. Dunod, Paris.

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