La fondation est la composante d’un ouvrage qui transmet au sol d’assise les efforts provenant de cet ouvrage. Ces derniers ont en général une composante verticale prédominante, mais la composante horizontale est souvent non négligeable ; les efforts appliqués au sol sont donc inclinés.
Si les efforts sont reportés à la surface du sol les fondations seront dites superficielles ; si les efforts sont reportés en profondeur, il s’agira de fondations profondes.
Pour des raisons de coût, on cherche souvent à fonder un ouvrage superficiellement. Si cette solution n’est pas satisfaisante d’un point de vue technique (le sol ne peut pas supporter la charge appliquée ou les tassements sont trop importants) ou économique, une solution en fondation profonde est envisagée.
Si on désigne par D la profondeur d’encastrement de la fondation dans le sol, par B sa largeur et par L sa longueur, on distingue 3 types de fondations :
- Fondation superficielle : D / B ≤ 4 à 5
- Fondation profonde : D / B ≥ 10
- Fondation semi-pronfonde : 4 ≤ D / B ≤ 10
Figure 1: Types de fondations superficielles
Afin de résoudre le problème de fondation d’un ouvrage quelconque, on doit s’assurer que la capacité portante du sol de fondation est bien compatible avec les charges transmises par la fondation. Par la suite, on doit s’assurer que le tassement de la fondation reste admissible. Si le tassement est excessif, on doit résoudre ce problème soit en renforçant le sol soit en changeant le type de fondation.
Les figures 2 et 3 montrent deux exemples de rupture résultant d’un mal dimensionnement des fondations :
- le renversement d’un silo,
- l’enfoncement vertical d’une pile de pont.
CAPACITE PORTANTE
MECANISMES DE RUPTURE
En réalisant un essai de chargement sur une fondation superficielle, on constate qu’au début du chargement, le comportement est linéaire. Le tassement augmente linéairement en fonction du tassement. Ensuite, on observe une accélération du tassement pour des accroissements de charges relativement faibles. On constate également l’existence d’une charge ultime Ql pour laquelle le sol est poinçonné. Le sol ne peut pas supporter une charge supérieure à la charge ultime Ql . On peut dire que l’on a atteint l’écoulement plastique libre.
Cette charge est la capacité portante de la fondation (on parle aussi souvent de charge limite, de charge de rupture ou encore de charge ultime).
Figure 4: Courbe de chargement d’une fondation superficielle
Suivant l’état de compacité du sol, on distingue trois mécanismes de rupture du sol quand la charge limite est atteinte comme le montre la figure 3 :
- Avec un sol dense, la charge limite est atteinte quand on observe un mécanisme de rupture générale ;
- Quand on a un sol de faible compacité, la charge limite est associée à un mécanisme de rupture par poinçonnement ;
- A un état de compacité intermédiaire du sol correspond un mécanisme de rupture locale.
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