ESSAI DE CISAILLEMENT DIRECT

L’essai de cisaillement direct est un essai de laboratoire qui détermine la résistance au cisaillement des sols, en particulier des matériaux granulaires ou des discontinuités rocheuses. Il est plus simple et plus rapide que l’essai triaxial, ce qui en fait un outil de choix pour les études préliminaires et les vérifications de calcul.

Principe et normes de référence

Le test consiste à placer un échantillon dans une boîte de cisaillement composée de deux moitiés qui peuvent glisser l’une par rapport à l’autre. On applique une contrainte verticale normalisée puis un déplacement horizontal progressif jusqu’à la rupture. Les normes NF P 94‑071‑1 et NF P 94‑071‑2 encadrent ce test en définissant les paramètres mesurés, les caractéristiques de l’appareillage et le mode opératoire détaillé. D’après la littérature, le cisaillement direct est particulièrement adapté aux sols granulaires et fournit rapidement l’angle de frottement, bien qu’il ait un domaine d’application plus restreint que le triaxial.

Toutefois l’essai permet d’avoir la cohésion non drainée ainsi que l’angle de frottement.

Application en laboratoire

Après consolidation de l’échantillon sous la charge normale, on impose un déplacement horizontal à vitesse constante. La contrainte tangentielle et le déplacement sont enregistrés jusqu’à rupture. On répète l’essai pour plusieurs niveaux de contrainte normale afin de déterminer la cohésion et l’angle de frottement (droite de Mohr–Coulomb). Les conditions de drainage peuvent être drainées ou non drainées selon le type de sol étudié.

Avantages et limites

• Avantages : Procédure simple et équipement abordable ; résultats rapides ; possibilité d’étudier différents niveaux de consolidation et de drainage ; adapté aux discontinuités de roches.

• Limites : Le plan de rupture est imposé par la boîte, ce qui peut provoquer des résistances artificiellement élevées ; impossibilité de mesurer directement la pression interstitielle ; moins représentatif pour les argiles molles ou les sols très hétérogènes.

Exemple d’interprétation

Pour chaque essai, on trace la courbe contrainte tangentielle en fonction du déplacement horizontal. La contrainte maximale correspond à la résistance de cisaillement pour la contrainte normale appliquée. En reportant les couples (contrainte normale, contrainte maximale) sur un diagramme de Mohr, on ajuste une droite dont l’ordonnée à l’origine donne la cohésion c et la pente donne l’angle de frottement φ. Par exemple, un sable dense peut présenter une cohésion quasi nulle et un angle de 35 à 40 °.

Conclusion

L’essai de cisaillement direct fournit rapidement les paramètres de résistance nécessaires au dimensionnement des fondations superficielles ou des soutènements. Pour vos projets au Bénin, le laboratoire SIMG vous accompagne dans la réalisation de ces essais conformément aux normes en vigueur et à l’interprétation des résultats pour optimiser la sécurité et le coût de vos ouvrages.