1. Membres du jury : Pr. M. Jamal BOUCHNAIF M. Amal CHEHLAFI M. Mourad TAJ M. Ahmed abbadi Projet de fin d’ études en vue de l’ obtention du diplôme d’ingénieur.

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2 Membres du jury : Pr. M. Jamal BOUCHNAIF M. Amal CHEHLAFI M. Mourad TAJ M. Ahmed abbadi Projet de fin d’ études en vue de l’ obtention du diplôme d’ingénieur d’état de l’ENSAO Option : Génie civil Présenté par : M. Mohammed HAKMI Mlle. Ibtihal BOULEHFA 2

3 PRESENTATION DU PROJET ETUDE COMPARATIVE DES APPROCHES THEORIQUES POUR LE CALCUL DES POUSSEES. METHODE ETABLIE POUR L’ELTUDE DYNAMQUE DES MURS EN « T inversé » ETUDE DE CAS PRESETATION DU PROGRAMME MS-T SSD CONCLUSION Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 3 PLAN

4 Contexte général Problématique Contexte général Comportement statique Comportement dynamique Dégâts Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 Présentation du projet 4

5 Contexte général Conclusion Problématique Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014  Etude sous sollicitations sismique négligée !! 5

6 Contexte général Conclusion Problématique Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014  Incomplets ( pour des configurations spécifiques)  Risque d’erreur ou de modification Présentation du projet 6

7 Contexte général Conclusion Problématique Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014  Manque de documentation sur l’étude dynamique des mur en T  Différences entre les murs « poids » et les murs en « T inversé »  Comportement sous séisme non encore maitrisé Présentation du projet 7

8 Poussée active Poussée passive Mobilisation des poussées Poussée active Poussée passive Poussée active Poussée passive Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014  La poussée active est l’action des terres en amont, qui tendent à renverser le mur  La poussée passive (butée) est l’action des terres en aval, qui tendent à retenir le mur Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie Méthode de Rankine Méthode de Coulomb Méthode de B-C-K 8

9 Poussée active Poussée passive Mobilisation des poussées Méthode de Rankine Mobilisation des poussées Méthode de Coulomb Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014  Mobilisation totale de la poussée active :  Mobilisation totale de la poussée passive (butée) : ( non tolérable et irréalisable )  Pressions des terres au repos Formule de Jacky Méthode de B-C-K Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 9

10 Poussée active Poussée passive Mobilisation des poussées Méthode de Coulomb Méthode de Coulomb Méthode de Coulomb Méthode de Rankine Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 Méthode de B-C-K 1- Méthode de Coulomb (1773) Massif pulvérulent sec ( , c=0 ) ­ Sans surcharge­ Inclinaison du talus  ­ Inclinaison de la paroi ­ ­ ­­ ­­   a b c  Force de poussée active Coefficient de poussée active H/3 H Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 10

11 Poussée active Poussée passive Vérification hydrodynamique Mobilisation des poussées Méthode de Coulomb Méthode de Coulomb Méthode de Coulomb Méthode de Rankine Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 Méthode de B-C-K 1- Méthode de Coulomb (1773) Force de poussée passive Coefficient de poussée passive H’/3 H’  Angle de frottement écran/sol - Rugosité du mur, compactage, teneur en eau et déplacement du mur Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 11

12 Poussée active Poussée passive Vérification hydrodynamique Mobilisation des poussées Méthode de Coulomb Méthode de Coulomb Méthode de Coulomb Méthode de Rankine Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 Méthode de B-C-K 1- Méthode de Coulomb (1773)  Critiques - Simplicité - Ne décrit pas le comportement réel lors de la rupture ( plan de glissement ) - Nécessite la connaissance de frottement sol/ecran   Domaine d’application - Cas où est faible - Applicable aux cas complexes avec les constructions géométriques de Poncelet et de Culmann Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 12

13 Poussée active Poussée passive Mobilisation des poussées Méthode de Coulomb Méthode de Rankine Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 Méthode de B-C-K 2- Méthode de Rankine (1856) Méthode de Rankine Méthode de Rankine  Principe - Massif pulvérulent ( , c=0) homogène,incliné de  - En equilibre de Rankine Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 13

14 Poussée active Poussée passive Mobilisation des poussées Méthode de Coulomb Méthode de Rankine Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 Méthode de B-C-K 2 - Méthode de Rankine (1856) Méthode de Rankine Méthode de Rankine  Principe - Massif pulvérulent ( , c=0) homogène,isotrope, incliné de  La distribution des contrainte s est triangulaire Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 14

15 Poussée active Poussée passive Mobilisation des poussées Méthode de Coulomb Méthode de Rankine Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 Méthode de B-C-K 2- Méthode de Rankine (1856) Méthode de Rankine Méthode de Rankine Force de poussée active Coefficient de poussée active Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 15

16 Poussée active Poussée passive Mobilisation des poussées Méthode de Coulomb Méthode de Rankine Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 Méthode de B-C-K 2- Méthode de Rankine (1856) Méthode de Rankine Méthode de Rankine Force de poussée passive Coefficient de poussée active Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 16

17 Poussée active Poussée passive Mobilisation des poussées Méthode de Coulomb Méthode de Rankine Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 Méthode de B-C-K 2- Méthode de Rankine (1856) Méthode de Rankine Méthode de Rankine En cas de surcharges : => contribution favorable  Critiques - Ne prend pas compte du frottement mur/sol => Surface de glissement plane  Domaine d’application - Valable dans le cas des petit et moyens ouvrages =>  = f (,β ) Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 17

18 Poussée active Poussée passive Mobilisation des poussées Méthode de Coulomb Méthode de Rankine Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 Méthode de B-C-K 3- Méthode de Bousinesq – Caquot - Kerisel (1856) Méthode de B-C-K Méthode de B-C-K  Principe - Tenir compte du frottement mur/ecran => Surface de glissement non plane ( spirale logarithmique) =>  ne dépend plus de,β Résultats :  Equations différentielles non intégrables  Résolues par les méthodes numériques => tables de Caquot-Kerisel Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 18

19 Poussée active Poussée passive Mobilisation des poussées Méthode de Coulomb Méthode de Rankine Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 Méthode de B-C-K 3- Méthode de Bousinesq – Caquot - Kerisel (1856) Poussée active : Coefficient de poussée active : La méthode B-C-K est prolongeable dans le cas de surcharges sur les massifs Méthode de B-C-K Méthode de B-C-K Critiques  Validité des hypothèse de base et des conditions aux limites. Domaine d’application  Très utilisée en étude statique Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 19

20 Approche de base M-O Méthode établie Justification interne Approche de base M-O Approche de base M-O Justification interne Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 1 - ANALYSE STATIQUE (Rankine-Coulomb) Poussée statique active : Coefficient statique de poussée active : ( Poncelet ) Effet de surcharge : Poussée statique passive : Coefficient statique de poussée passive : Effet de surcharge : Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 20

21 Approche de base M-O Méthode établie Justification externe Justification interne Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 2 - ANALYSE PSEUDO-STATIQUE MONONOBE-OKABE Approche de base M-O Approche de base M-O W W Force de poussée dynamique active: Coefficient dynamique de poussée active:  Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 21

22 Approche de base M-O Vérification hydrodynamique Méthode établie Justification externe Justification interne Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 2 - ANALYSE PSEUDO-STATIQUE MONONOBE-OKABE Approche de base M-O Approche de base M-O Solution : H/3 0,6*H Effet de surcharge : Solution : H/2 2H/3 Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 22

23 Approche de base M-O Vérification hydrodynamique Justification externe Justification interne Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 1 –SPÉCIFICITÉS DES MURS EN « T inversé » Méthode établie Méthode établie Au niveau de la géométrie et des chargements : Talon Patin Voile Remblai Amont Remblai Aval ( Rôle Stabilisateur) Au niveau de l’étude : A B M O  Terrain mort amont Terrain mort aval ETAPE 1 : DECOUPAGE TRANSVERSAL -Formes géométriques simples - Homogénéité ETAPE 2 : AFFECTATION DES FORCES A - Forces dynamiques de poussée B - Forces dynamiques de poids C- Sous-pressions de l’eau ETAPE 3 : CALCUL DES MOMENTS Moments stabilisants : - Composantes verticales des poids dynamiques - Poussée passive - Composantes verticales de poussée active Moments renversants : - Composantes horizontales des poids dynamiques - Résultante des sous-pressions - Composantes horizontales de poussée active Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 23

24 Approche de base M-O Vérification hydrodynamique Méthode établie Justification externe Justification interne Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 Justification Externe Justification Externe Stabilité du talus Renversement Glissement Poinçonnement Stabilité du talus  En étude Statique A – STABILITÉ DU TALUS  En étude dynamique Stabilité classique des talus Stabilité du talus dépend des caractéristiques sismiques  Mesure a prendre en cas de non vérification: Tiers central Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 24

25 Approche de base M-O Vérification hydrodynamique Méthode établie Justification externe Justification interne Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 Justification Externe Justification Externe B – STABILITÉ AU RENVERSEEMENT  Mesure a prendre en cas de non vérification:  Augmenter la largeur de semelle ( talon )  Tirants d’ancrages Stabilité du talus Renversement Glissement Poinçonnement Tiers central Renversement Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 25

26 Approche de base M-O Vérification hydrodynamique Méthode établie Justification externe Justification interne Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 Justification Externe Justification Externe C – VÉRIFICATION DU TIERS CENTRAL Stabilité du talus Renversement Glissement Poinçonnement Tiers central Excentrement de la résultante  Diagrammes de contraintes trapézoïdale  Sol complétement comprimé  Diagrammes de contraintes triangulaire  Sol tendu négligé Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 26

27 Approche de base M-O Vérification hydrodynamique Méthode établie Justification externe Justification interne Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 Justification Externe Justification Externe Stabilité du talus Renversement Glissement Poinçonnement Tiers central Glissement D – STABILITÉ AU GLISSEMENT  Mesure a prendre en cas de non vérification:  Bêche d’ancrage  Augmenter la largeur de la semelle B Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 27

28 Approche de base M-O Vérification hydrodynamique Méthode établie Justification externe Justification interne Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 Justification Externe Justification Externe E– VÉRIFICATION DE NON POINÇONNEMENT Stabilité du talus Renversement Glissement Poinçonnement Tiers central Poinçonnement  Mesure a prendre en cas de non vérification:  Augmenter la largeur de semelle  Alléger la structure ( si possible) Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 28

29 Etude Comparative Approche de base M-O Etude de cas MS-T SSD Vérification hydrodynamique Méthode établie Justification externe Méthode Etablie Justification interne Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 Justification Interne Justification Interne A – ETUDE DU VOILE Etude de la semelle Stabilité du voile Etude du voile  Poussée s’applique directement sur le voile  Sans inclinaison par rapport à la normale  B – ETUDE DE LA SEMELLE Etude de la semelle  Calcul des aciers dans les sections critiques  Diagramme des contrainte du sol Meyerhof Poids des terres et surcharges Réaction du sol Sous-pressions  Poussée passive négligée 29

30 Pré-dimensionnent Vérification hydrodynamique Chargements Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 Prédimensionnent A – PREDIMENSIONNEMENT SETRA 0, 3 m 6,5 m 1 m 2,05 m0,072 m 5,95 m 0,55m 0,178 m 1,71 ° 0,7 °  Prédimensionnement selon SETRA  Caractéristiques sismiques Moments Résultats Drainage Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 30

31 Pré-dimensionnent Vérification hydrodynamique Chargements Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 B – Chargements appliqués au mur   c    =10° Moments Résultats Sol sec Sol saturé Chargements Drainage Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie  Poussée active  Poussée passive  Poids dynamique 31

32 Pré-dimensionnent Vérification hydrodynamique Chargements Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 Moments des forces de poussée active Moments Résultats Moments  Composantes verticales Notations Forces [KN/m] Bras de levier [m] Moments [KN.m/m] S. AscendantS. DescendantS. AscendantS. Descendant 3,642,948 3,610,90813,752 3,617,892 3,623,54420,7 3,61,533 3,62,0161,656 3,615,048 3,63,8234,82  Composantes horizontales Notations Forces [KN/m] Bras de levier [m] Moment [KN.m/m] S. AscendantS. Descendant S. AscendantS. Descendant 3,6293,33 4,88100,92127,41 168,43 1,33119,71105,20 0,663,87 1,29,257,54 3,3997,83 4,5232,7741,35 0,6613,2 Moments des forces de poussée passive Notations Forces [KN/m] Bras de levier [m] Moment [KN.m/m] S. AscendantS. DescendantS. AscendantS. Descendant 1,1610,16 1,3-1,14-0,32 0,517,52 0,66-4,11-2,42 0,335,47 0,6-1,78-1,06 0,7562,26 1-8,41-2,37 0,3313,21,65 Moments des poids dynamiques Eléments Forces [KN/m] Bras de levier [m] Moment [KN.m/m] S. AscendantS. DescendantS. AscendantS. Descendant 14,955,321,5027,438,00 241,2946,231,3254,5061,02 312,2413,151,1213,7114,73 445,8049,231,882,4488,61 5151,18162,472,575389,28418,36 663,0367,732,575162,30174,40 75,165,542,89214,9216,02 89,159,820,54,584,91 910,4111,180,55,205,59 ElémentsForces [KN/m]Bras de levier [m]Moment [KN.m/m] 10,6162,531,56 25,143,52518,12 31,522,533,85 45,700,2751,57 518,814,2579,94 67,841,27510,00 70,6426,594,22 81,141,0251,16 91,290,7751,004 Moments des forces de surcharges  Coté amont  Coté aval Moments de la résultante des sous-pressions Drainage Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 32

33 Pré-dimensionnent Vérification hydrodynamique Chargements Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 Moments Résultats  Vérification de la stabilité au renversement STABILITÉ EXTERNE - En prenant en compte l’apport passif - En négligeant l’apport passif => REDIMENSIONNER Redimensionnement Largeur du talon : 2,8 m au lieu de 2,05 m Largeur du patin : 1,8 m au lieu de 1 m. OK Drainage Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 33

34 Pré-dimensionnent Vérification hydrodynamique Chargements Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 Moments Résultats  Vérification du tiers central STABILITÉ EXTERNE Sol partiellement comprimé => distribution des contraintes triangulaire Drainage Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 34

35 Pré-dimensionnent Vérification hydrodynamique Chargements Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 Moments Résultats  Vérification de la stabilité au glissement STABILITÉ EXTERNE - En prenant en compte l’apport passif - En négligeant l’apport passif => REDIMENSIONNER Redimensionnement Encastrement du voile : e = 1,40 m au lieu e = 0,55 m Couronnement : c = 0,40 m au lieu c = 0,30 m Largeur du talon : t = 3,00 m au lieu t = 2,80 m Largeur du patin : p = 2,00 m au lieu p = 1,80 m OK Drainage Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 35

36 Pré-dimensionnent Vérification hydrodynamique Chargements Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 Moments Résultats  Vérification de non –poinçonnement STABILITÉ EXTERNE OK Drainage Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 36

37 Pré-dimensionnent Vérification hydrodynamique Chargements Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 Moments Résultats  Etude du voile STABILITÉ INTERNE 5,95 m 0 m H/6  BAEL 91 mod 99  Console en flexion simple Fiss Préj => ELS  Aciers principaux  Aciers de répartition Règles forfaitaires ADETS  Aciers de l’effort tranchant => ELU  Etude de la semelle Moments de service par rapport aux sections 1-6 Moments de service par rapport aux sections 7,8 Diagramme de Meyerhof Drainage Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 37

38 Pré-dimensionnent Vérification hydrodynamique Chargements Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 Moments Résultats DRAINAGE INTERNE DU MUR - Barbacanes en PVC  = 200 mm e = 2 m, h = 1 m, i = 5%, d = 5cm - Un caniveau en U en aval Drainage Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie 38

39 TEST DE VALIDATION Soutenance de Projet de Fin d’Etudes 2013/2014 TEST DE VALIDATION Etude Comparative Etude de cas MS-T SSD Méthode Etablie Conclusion TEST DE VALIDATION DU LOGICIEL voir la démonstration du logiciel et le manuel d’utilisation Conclusion CONCLUSION 39

40 Membres du jury : Pr. M. Jamal BOUCHNAIF M. Amal CHEHLAFI M. Mourad TAJ Projet de fin d’ études en vue de l’ obtention du diplôme d’ingénieur d’état de l’ENSAO Option : Génie civil Présenté par : Mlle. Ibtihal BOULEHFA M. Mohammed HAKMI 40