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Wikigeotech:Les maximes de Reverdy - part.V

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Version du 2 avril 2020 à 17:13 par Yasmina Boussafir (discuter | contributions)

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Sommaire

V- Talus et Revêtements

39. A terrain naturel, talus naturels

la stabilité d'un talus étant naturellement liée à la nature des terrains qui le constituent, le profil de ce talus devrait être éminemment variable en fnction de ces terrains et généralement conforme à la pente des talus naturels qui se sont stabilités au cours des siècles.
Il ne faut cependant pas en déduire que dans une région parfaitement plate, la seule pente admissible pour les talus soit nulle, car les divers processus géologiques qui ont pu produire à l'état actuel sont extrêmement variés.
EN résumé, la forme d'un talus dépend d'une part de l'équilibre interne des terrains qui le constituent et, d'autre part, de l'action superficielle de l'érosion, c'est-à-dire de l'écoulement des eaux. Les coteaux qui ont été déblayés par le bas sur les deux versants d'une vallée sous l'effet de l'érosion constituent une référence valable de talus naturels stables : a priori une route tracée au flanc de ces coteaux en réduisant les pentes des talus est en équilibre instable et demande donc des dispositifs spéciaux pour assurer sa stabilité.
Ces dispositifs spéciaux doivent avoir pour effet, soit d'améliorer l'équilibre interne des terrains ,essentiellement en les drainant, soit de les protéger contre les effets de l'érosion superficielle : les forages subhorizontaux, les massifs drainants, etc. remplissent la première fonction ; les plantations, les fascinages, les descentes d'eau remplissent la deuxième ; les perrés, les gabions peuvent les deux à la fois.
En conclusion la pente des talus doit être adaptée à la nature des terrains qui les constituent : pour les talus de déblai en particulier, on aura une bonne référence de la pente admissible en se référant à la pente maximale des talus naturels de la région que l'on peut même mesurer sur la carte ; pour les talus de remblai, étant donné que l'on est davantage maître de leur nature et de leur compacité, on peut, s'ils sont parfaitement exécutés, s'écarter quelques peu de ces pentes naturelles ; dans tous les cas, s'il est nécessaire d'exécuter des talus raide, ceux-ci ne seront stables que l'on assure parfaitement l'écoulement de leurs eaux internes et la protection contre les eaux superficielles. On n'aura évidemment de garantie absolue à ce sujet que s'il s'agit de terrains insensibles à l'eau, c'est-à-dire en général très perméables : il y a plus d'un siècle par exemple, Belgrand avait pu donner les règles suivantes pour les terrains de la région d'Avallon :

  • Dans les argiles supraliasiques, on devra éviter autant que possibles les tracés en coteaux les grands talus en déblai ou en remblai, qui sont toujours glissants, et qui peuvent absorber en travaux dispendieux et presque toujours imprévus, tels que perrés, pierriers, etc. toutes les ressources disponibles.
  • Dans le granite, les terrains oolithiques et même les parties pierreuses du Lias, on peut au contraire tracer sans crainte les chemins dans les coteaux les plus raides ; les éboulements n'y sont jamais à redouter.

40. La nature est hostile par principe à la tenue d'un talus argileux

En effet sur la crête du talus qui a une forme convexe se produisent naturellement des fissures par lesquelles l'eau pourra pénétrer dans le corps du talus. En revanche, la zone concave du pied du talus qui est naturellement en compression ne permet absolument pas à cette eau de s'évacuer : elle s'accumule donc et se met en charge dans le talus jusqu'à sa rupture.
D'une manière générale il est impossible d'obtenir un talus stable si les matériaux qui le constituent parviennent au voisinage de leur limite de liquidité : c'est le cas général pour les talus de remblai non compactés en surface : toute l'eau de pluie est absorbée par ces matériaux foisonnés et dès qu'ils sont suffisamment liquéfiés, ils glissent rapidement vers la base du talus.
Pour les talus de déblai, s'ils ont été décompactés ou remaniés en surface ou si leur mauvais réglage facilite la pénétration des eaux pluviales, et surtout de celle qui peut provenir en abondance des fonds supérieurs, les mêmes incidents peuvent se produire. Cependant pour eux le risque principal est toujours constitué par l'arrivée des eaux internes : si une nappe même très faible ne peut plus s'écouler normalement, les eaux correspondantes vont s'accumuler et saturer le terrain jusqu'à ce que celui-ci s'écoule comme un liquide. Les exemples d'incidents de ce genre sont innombrables et il est rare qu'un chantier en soit protégé : l'argile verte du Sannoisien et l'argile à silex du Sparnacien, en ont donné de multiples exemples lors des travaux de construction de l'autoroute Paris-Lyon. Ce risque est particulièrement grand comme on l'a signalé, si l'on a mis en décharge des matériaux argileux impropres pour l'élargissement de talus de remblai normaux.
En contrepartie il ne faut pas oublier qu'en période sèche des matériaux très argileux, et donc très cohérents, peuvent se tenir pendant de longs mois rigoureusement à la verticale : c'est le cas par exemple pour l'argile verte, ce qui peut faciliter grandement des travaux de consolidation ou de renforcement préalables. D'autres matériaux à la fois cohérents et perméables tels que la craie se tiennent également très bien avec des talus verticaux, et seul le gel entraîne normalement de petits éboulements par plaques de ces talus.

41. Les revêtements de talus sont des questions de mètres carrés et non de mètres cubes

Ceci semble assez évident et les rémunérations correspondantes sont normalement prévues au mètre carré. Il faut cependant considérer que le revêtement le plus courant est constitué par la terra végétale qui est extraite sous forme de mètres cubes de déblai et stockée provisoirement sous forme de mètres cubes de dépôt. On peut être ainsi tenté de faire le bilan global de la terra végétale sur un chantier mais on n'y parviendra jamais, car il n' a guère de cubes aussi changeants.
Ceci provient principalement du fait que les mottes de terre sont le plus souvent de l'ordre du décimètre et que l'épaisseur d'un revêtement de terre végétale compris entre deux surfaces, réglées au décimètre près, n'est pas déterminée avec une meilleure précision. En outre, tant que le gazon ou la végétation n'a pas poussé, cette épaisseur peut varier d'un jour à l'autre et on voit souvent réapparaître le terrain naturel à travers un revêtement théorique de 0,20 à 0,30 m de terre végétale.
D'autre part, en règle générale, le traitement de la terre végétale en revêtement doit être essentiellement différent du traitement d'un terrain utilisé comme remblai : sur le grand terre-plein central par exemple il faut avant tout aérer et herser la terre végétale avant de l'ensemencer, ce qui est le contraire d'un compactage. Pour exécuter ces travaux superficiels il existe d'ailleurs des tours de main très pratiques et qu'il est indispensable de connaître : par exemple, même dans les conditions les plus mauvaises, on peut traiter le revêtement d'un grand terre-plein central au moyen de deux tracteurs agricoles circulant sur les chaussées de part et d'autre de ce terre-plein et traînant ainsi sur toute sa largeur les herses ou les autres appareils aratoires.

42. La stabilité des talus ne pose de problèmes que si l'écoulement des eaux en pose

Ceci résulte de tout ce que nous venons d'exposer : les effets de l'érosion sont les plus évidents ; l'écoulement des eaux internes ne pose pas un problème aussi général mais il peut entraîner de plus gros accidents et de toute façon il influe sur la pente du talus qui peut se trouver très réduite par rapport à l'angle de frottement interne des matériaux, sinon même annulée lorsque les matériaux parviennent à leur limite de liquidité.
En terrains très perméables il n'y a ainsi aucun problème de stabilité interne mais en contrepartie sur ces terrains qui ne retiennent pas du tout l'eau il sera très difficile de faire pousser de la végétation et dans ces conditions l'érosion pourra causer des dégâts plus importants.
Au contraire, comme on l'a vu pour l'argile ou la craie, les sols doués d'une forte cohésion peuvent admettre des pentes beaucoup plus raides tant qu'il est possible de leur maintenir cette cohésion.
Dans tous les cas, et quelle que soit sont origine, il convient toujours d'évacuer l'eau par les voies les plus directes, c'est-à-dire suivant la ligne de plus grande pente, qu'il s'agisse du drainage des eaux internes ou des descentes d'eau pour les eaux superficielles.

43. Le fossé classique est l'ouvrage instable par excellence ; le fossé de pied de talus est un crime (très courant)

Il est inutile de faire un dessin. Le fossé classique trapézoïdal a des talus trop raides qui ne résistent pas à l'érosion, ni a fortiori aux nappes souterraines qu'il pourrait éventuellement traverser. Ceci n'a pas un gros inconvénient pour de tels fossés qui se multiplient encore le long des routes et des chemins, puisque leur effondrement partiel ne peut pas entraîner de gros déboires avant qu'ils parviennent à un véritable profil d'équilibre.
Ceci est infiniment plus grave au pied des talus de déblai et et même de remblai, bien que cela se voit moins, car on est souvent gêné par des largeurs insuffisantes de plate-forme ou d'emprise. Même les tranchées pour canalisations rapidement remblayées constituent une atteinte directe à la stabilité des talus. D'autre part, les fossés de pied de talus de remblai, que l'on visite fort peu, sont très rapidement obstrués par les éboulis divers de ces talus, ou inversement sont surcreusés par l'érosion dans les zones à fortes pente.
Il est indispensable d'étudier soigneusement toutes les dispositions constructives correspondantes, en établissant notamment les profils en travers de l'ensemble des déblais et tranchées dans le terrain naturel, et en entretenant soigneusement ces ouvrages jusqu'à leur entière stabilisation.

44. Un talus de remblai doit être compacté au maximum, y compris la terre végétale.

C'est une prescription souvent peu observée mais qui peut éviter les plus graves déboires. Elle est peu observée parce que les talus de remblai sont beaucoup moins visibles que les talus de déblais et aussi parce que ces derniers n'ont guère besoin le plus souvent d'un tel traitement. En effet, si le profil des déblais a été correctement suivi lors de l'exécution des travaux les talus sont constitués par des terrains en place, non remaniés, et donc dotés d'une compacité suffisante. Il pourrait même être dangereux de les compacter en surface pour perturber l'écoulement des eaux et empêcher ainsi des nappes souterraines de s'évacuer convenablement.
Au contraire dans les talus de remblai il n'y a pas de problème d'évacuation de nappe et pas de risque à ce sujet ; ils ont en général une pente plus douve que les talus de déblai et ils absorbent ainsi naturellement une plus grande quantité d'eau de pluie ; enfin et surtout les bords des remblais ne peuvent jamais être bien compactés au cours de leur exécution et il y a donc là une zone de terrains foisonnés plus ou moins épaisse qui ne demande qu'à absorber toutes les eaux venant de l'extérieur, ce qui la liquéfiera et risquera d'entraîner de proche en proche une grande partie du remblai.
Le réglage des talus par la méthode du remblai excédentaire est explicitement prévue par le C.P.S type, mais celle-ci a été jusqu'à maintenant rarement appliquée car elle conduit naturellement à remuer un cube excédentaire de matériaux sans rémunération spéciale pour l'entrepreneur.
Elle peut s'exécuter soit en ramenant les matériaux excédentaires en crête de talus au moyens d'engins du type dragline, soit en les repoussant en pied de talus avec des tracteurs classiques ce qui a pour avantage supplémentaire d'adoucir la pente au pied de ces talus et se trouve ainsi favorable à leur stabilité. Dans tous les cas, il est essentiel que la pente des talus soit suffisamment réduite pour que les tracteurs à chenilles puissent y évoluer, ce qui est très facile avec la pente de 2/1 et admissible jusqu'à la pente de 3/2.
La majeure partie des glissements superficiels de talus de remblai en terrains argileux résultent d'une absence de compacité en surface de ces talus, spécialement dans les zones où ils sont encore irrigués par les eaux venant de la plate-forme supérieur. Il faut donc toujours les compacter avec le plus grand soin, y compris le revêtement en terre végétale si celle-ci est elle-même argileuse, ou même adopter des moyens de protection supplémentaire comme la mise en œuvre de gazon.

45. Si les épreuves des ponts se font par des surcharges, les épreuves des talus se font par gel et dégel

C'est après un hiver seulement que l'on peut avoir quelque assurance sur la stabilité des talus. Non seulement ils ont pu subir l'imbibition maximale, mais le gel a pu aussi les soumettre à son actions particulière.
Celle-ci a deux effets :

  • d'une part elle bloque l'évacuation de l'eau qui se gèle au voisinage de la surface et s'accumule dans les terres derrières ce bouchon : l'effondrement peut avoir lieu dès que l'accumulation est suffisante ou au contraire au dégel lorsqu'un écoulement d'eau important arrivera à se produire ;
  • d'autre part, par la cristallisation des lentilles de glace dans un terrain ayant une forte teneur en eau , elle disloque toute la texture interne de ce terrain qui ne retrouvera absolument plus au dégel sa cohésion initiale.

Pour éviter les incidentes du premier ordre il convient évidemment d'observer soigneusement toutes les venues d'eau dans les talus et d'y placer des dispositifs de drainage appropriés, sans attendre les périodes de gel intense et prolongé.
Pour éviter les seconds il convient de soustraire à l'action du gel les matériaux argileux à forte teneur en eau dont on peut au contraire utiliser la cohésion pendant toute la période chaude : il convient pour cela de les recouvrir d'une épaisseur de matériaux moins sensibles au gel de l'ordre d'un mètre, mais comme il y a toujours un risque de glissement de ces matériaux sur un talus argileux très imperméable, il est préférable de tailler initialement cette argile suivant des faces verticales avant de la protéger et de la bloquer par des massifs perméables.

46. Les descentes d'eau sont les ouvrages les plus périssables.

les talus sont sensibles à l'érosion par ravinement (crédit photo LCPC)

En effet par définition elles sont destinées à rassembler de grandes quantités d'eau, qui s'écoulera avec la vitesse maximale suivant la ligne de plus grande pente et ces descentes elles-mêmes sont posées en général sur des talus fraîchement exécutés qui n'ont pas encore atteint leur profil d'équilibre et qui leur imposeront des mouvements plus ou moins importants.

en phase travaux, même les descentes d'eau peuvent souffrir (crédit photo LCPC)

Ceci implique que l'on réalise ces descentes d'eau de façon non rigide, mais avec des ouvrages aussi souples que possibles. Depuis plusieurs années on a remplacé ainsi les descentes maçonnées par des éléments emboîtables en béton aux profils variés qui sont beaucoup plus satisfaisants. Il faut cependant les surveiller sans cesse, car la moindre fuite d'eau peut se traduire par une érosion intense et par la ruine rapide de l'ensemble du dispositif.
Étant donné la difficulté d'exécution de ces ouvrages, il convient d'en réduire le nombre au maximum, ce qui permet de les exécuter et de les surveiller dans les meilleurs conditions. Ceci implique évidemment que l'on assure une collecte parfaite des eaux en crête de talus pour les amener jusqu'à ces évacuations, au moyen de bordures classiques ou de bourrelets en plaques de gazon ou en matériaux enrobés. De toute façon, étant donné les délais que demande la finition d'un grand talus de remblai, il sera en général souhaitable de réaliser d'abord des descentes provisoires en utilisant largement des dispositifs souples avec des feuilles en matière plastique et ensuite des descentes définitives après le premier hiver.

47. Le gazon pousse trop bien sur les planches à dessin.

Et beaucoup moins bien sur les diverses surfaces où on l'a prévu : cela dépend évidemment beaucoup de la nature du terrain et du climat de la région et il est tout à fait anormal de prévoir des engazonnements là où 'existe pas cette sorte de couverture naturelle des terrains.
S'il y a donc des difficultés pour l'engazonnement du terre-plein central et des surfaces à peu près horizontales, il y en a bien d'autres encore pour celui des talus plus ou moins inclinés : on voit fréquemment à la fin d'un hiver 10, 20 ou 30% de la surface de talus réputée engazonnée qui sont complètement à reprendre, sans parler bien entendu de ceux où le semis a été fait en mauvaise période et n'a pau prendre convenablement. La proportion d'échecs dans les revêtements de talus serait inadmissible pour toute autre technique routière, et c'est un domaine où il nous reste certainement beaucoup de progrès à faire. De nombreux pays étrangers se sont d'ailleurs penchés sur cette question pour améliorer les résultats des engazonnements et des plantations? Nous rappellerons par exemple les précautions exceptionnelles qu'impose le cahier des charges allemand pour les travaux de terrassements dans le domaine de la terre végétale : d'une manière générale "le travail de la terre végétale doit être exécuté sous la direction d'un spécialiste de travaux agricoles".
Voici par exemple le texte concernant le stockage de la terre végétale :
"La terre végétale qui ne doit pas être réutilisée immédiatement doit être disposée en tas de 3 m à la base et d'une hauteur de 1,3 m. La surface supérieure du tas doit comporter une légère concavité. Pour les très grandes quantités, les tas peuvent avoir des largeurs supérieures à 3 m à la base, mais la hauteur ne doit alors pas dépasser 1 m. Les tas doivent si possible être disposés à l'ombre et à l'écart du trafic de chantier. La terre végétale doit être entretenus et protégée contre les mauvaises herbes.
Les tas doivent être recouverts de plaques de gazon, de feuillage, de feuilles de pomme de terre ou analogues, ou ensemencées de papilionacées. Il faut veiller à assurer une humidité suffisante".
Si l'on a la moindre inquiétude sur la tenue d'un revêtement de terre végétale posé sur un talus, on doit améliorer son accrochage soit par l'exécution de petits redans, soit pas celle d'un fascinage, soit même par la pose d'un treillis métallique conformément à certaines expériences suisses.
Il est aussi essentiel de protéger le semis et d'assurer une levée rapide des graines : de bons résultats ont été obtenus à ce sujet en répandant une émulsion de résine spéciale sur les terrains ensemencés : le film de liant ainsi réalisé protège le terrain de l'action de l'eau et des oiseaux, il peut avoir une action nutritive sur les plantes selon sa composition et surtout il maintien l'humidité et la chaleur nécessaires à la germinations. On retrouve ainsi la membrane de protection des revêtements bétonnés, si ce n'est que le but est ici d'absorber le maximum de chaleur au lieu de la réfléchir.
Cependant toutes ces méthodes restent délicates et comportent certains aléas si les conditions climatiques sont trop défavorables. Il ne faut pas oublier d'ailleurs qu'en vertu du C.P.S.-type, l'entrepreneur doit, pendant le délai de garantie, réparer en temps utile et à ses frais les talus de déblai et de remblai, ce qui peut causer de lourdes charges financières. C'est pourquoi le procédé le plus sûr reste encore celui des plaques et rouleaux de gazon dont nous allons maintenant parler.

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