Le XXe siècle : mécanique des sols

publié le 20 novembre 2007 (modifié le 28 février 2008)
Modélisation numérique des déformations d'une ossature de bâtiment
Modélisation numérique des déformations d’une ossature de bâtiment
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Les travaux de fondations profondes, au coeur des villes, ont atteint maintenant un haut degré de technicité, rendu indispensable devant l’augmentation des risques. Les méthodes de calcul aux éléments finis (modélisation) se servent d’ordinateurs de plus en plus puissants et sont la base des calculs de déformation nécessaires pour un bon dimensionnement des ouvrages.

Les avancées du XXe siècle

L’art fait peu à peu place à la technique

La création de la mécanique des sols ne se fit qu’au cours du XXe siècle. Certes, il y eut des précurseurs, comme Coulomb puis Navier qui commencèrent à conceptualiser le comportement des sols à la fin du XVIIIe ou Darcy, au XIXe, qui jeta les bases de la mécaniqiue des sols et énonça sa fameuse loi d’écoulement en 1856. Mais ce ne fut seulement qu’au début du XXe que le voile de la complexité de la réalité des sols se déchira pour laisser apparaître des lois générales de leur comportement.

C’est plus exactement en 1925 que K.Terzaghi, professeur à la Technische Hochschule de Vienne jeta les bases définitives de la mécanique des sols dans son livre "Erdbau Mechanik" dans lequel il a exposé la théorie de la consolidation des sols à partir d’essais de laboratoire. Cette nouvelle discipline ne fut pleinement reconnue qu’à partir de son premier congrès international tenu aux Etats-Unis en 1936.

Puis d’autres chercheurs, professeurs ou ingénieurs , parmi lesquels MM. Buisson, Cambefort, Caquot, Casagrande, Froelisch, Kerisel, Lugeon, Veder, ont apporté leurs contributions à l’étude des sols et des fondations.

C’est la mécanique des sols qui a permis de sortir des règles empiriques et d’aborder, par le laboratoire et les mathématiques, la connaissance de la charge admissible sur la fondation avec un coefficient de sécurité déterminé.

Pour l’essentiel cette science permettait :

  • de faire une classification des sols de fondation en définissant les caractéristiques mécaniques propres à un terrain déterminé ;
  • de définir un taux de travail admissible sur un sol déterminé à une profondeur déterminée ; cela à partir d’essais in situ ou en laboratoire sur des échantillons prélevés dans le terrain ;
  • d’introduire une notion fondamentale de tassement, dont les limites, sinon le calcul exact, pouvaient être appréciées.

L’art du constructeur va donc consister à répartir les charges pour que les tassements sous les différentes semelles ou éléments de fondations aient une importance comparable et qu’ils puissent compter sur une vitesse de tassement relativement lente.

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