Une tour de bureaux en construction boulevard de la Défense, à la limite de Nanterre, a révélé des lentilles de vase compressible sous les alluvions grossières de la Seine. Le bureau d’études a immédiatement demandé une campagne d'essais triaxiaux consolidés non drainés avec mesure de pression interstitielle pour caler le modèle de Mohr-Coulomb sur la couche critique. À Nanterre, le passage brutal des marno-calcaires du Lutétien aux sables de Beauchamp puis aux argiles plastiques stampiennes exige une caractérisation fine du comportement déviatorique. L’essai triaxial permet de définir la cohésion effective c' et l’angle de frottement φ', paramètres indispensables pour justifier un radier général ou des pieux sous une charge excentrée. Un essai CPT mené en parallèle fournit un profil continu de résistance de pointe, mais seul le triaxial donne accès à la loi de comportement intrinsèque du sol en conditions drainées ou non drainées, ce que les calculs aux éléments finis exigent pour les ouvrages sensibles de la ZAC Seine-Arche.
Un angle de frottement φ' précis au demi-degré près change la portance admissible de 15 % sur un pieu foré tubé dans les marnes de Nanterre.
Considérations locales
Le contraste entre le secteur Préfecture-Hoche — assis sur les calcaires grossiers du Lutétien — et la plaine des Guilleraies, où les argiles vertes de Romainville atteignent douze mètres d’épaisseur, illustre la nécessité d’essais triaxiaux différenciés. Dans le premier cas, un essai CD à faible confinement suffit généralement pour caler une fondation superficielle encastrée au rocher ; dans le second, l’argile surconsolidée développe une cohésion de pic qui chute à une valeur résiduelle après rupture progressive, phénomène que seul un triaxial avec mesure de déformation locale peut quantifier. L’aléa sismique modéré de la zone 4 au titre de l’Eurocode 8 ajoute une exigence de module de cisaillement Gmax, que nous obtenons par la phase de chargement-déchargement cyclique intégrée à l’essai. Ignorer la dégradation de rigidité en fonction de la distorsion conduit à sous-dimensionner les ferraillages transversaux des voiles de contreventement dans le secteur de l’Arche de la Défense.
Questions fréquentes
Quelle est la différence entre un essai triaxial CU+u et un essai CD ?
L'essai CU+u (consolidé non drainé avec mesure de pression interstitielle) est cisaillé en condition non drainée mais la pression d'eau est enregistrée, ce qui permet de calculer les contraintes effectives et d'obtenir les paramètres c' et φ'. L'essai CD (consolidé drainé) est cisaillé assez lentement pour dissiper toute surpression interstitielle ; il donne directement les paramètres effectifs et convient aux sols perméables comme les sables de Beauchamp présents à Nanterre.
Combien coûte un essai triaxial complet sur trois éprouvettes ?
Pour un essai triaxial CU+u standard sur trois éprouvettes avec saturation, consolidation et cisaillement, le budget se situe entre 1 740 € et 2 400 €, selon le diamètre des éprouvettes et la pression de confinement requise. Un essai CD est légèrement plus onéreux en raison de la durée de cisaillement prolongée.
Quel délai de réalisation pour une série d'essais triaxiaux à Nanterre ?
Le délai standard est de trois à quatre semaines à compter de la réception des échantillons intacts. Ce délai inclut le temps de saturation (24 à 72 heures), la consolidation (24 à 48 heures par palier) et le cisaillement lent. Un rapport avec courbes contrainte-déformation, chemin de contrainte et enveloppe de Mohr est remis au format PDF et tableur éditable.
Quelle norme régit l'essai triaxial en France et comment est-il accrédité ?
La norme de référence est la NF P94-074, complétée par la NF EN ISO 17892-9. Notre laboratoire de Nanterre opère sous accréditation COFRAC selon le programme 136 (Essais géotechniques), garantissant la traçabilité métrologique des capteurs de force, de pression interstitielle et de déplacement, avec vérification mensuelle par anneau dynamométrique étalon.
