Rupture d'ouvrage de soutènement : Soulèvement hydraulique

UNIVERSITÉ IBA DER THIAM DE THIES
UNITE DE FORMATION ET DE RECHERCHES
SCIENCES DE L’INGENIEUR
Département de Géotechnique
Année académique : 2024/2025
RAPPORT DE PROJET
RISQUES NATURELS
Spécialité : Géotechnique
(Grade Master)
Présenté par : Faty Mbacke BASSE & Moustapha MBOW
La rupture d’un ouvrage de soutènement par
soulèvement hydraulique
Soutenu le jours/mois/année devant le jury composé de :
Président
Prénom Nom
UFR SI / Université Iba Der Thiam de Thiès
Encadreurs
Prénom Nom
UFR SI / Université Iba Der Thiam de Thiès
Prénom Nom
UFR SI / Université Iba Der Thiam de Thiès
Examinateurs
Prénom Nom
UFR SI / Université Iba Der Thiam de Thiès
Prénom Nom
UFR SI / Université Iba Der Thiam de Thiès

Résumé
Ce travail explore les mécanismes et les conséquences du soulèvement hydraulique sur les
ouvrages de soutènement, un phénomène géotechnique complexe souvent aggravé par des
conditions naturelles comme les inondations ou les remontées de nappes phréatiques. Après
une synthèse des typologies et des principes de fonctionnement des ouvrages de soutènement,
l'étude détaille les différentes formes de rupture par soulèvement hydraulique, notamment la
poussée d'Archimède et l'érosion interne. Des solutions pratiques pour la prévention, telles
que des dispositifs de drainage et des renforts structurels, sont proposées. Une étude de cas
illustre l'impact du soulèvement hydraulique et les mesures préventives efficaces. Ce rapport
vise à fournir des recommandations pour assurer la durabilité et la sécurité des ouvrages en
contexte géotechnique complexe.
Abstract
This study investigates the mechanisms and impacts of hydraulic uplift on retaining
structures, a complex geotechnical phenomenon often exacerbated by natural conditions such
as floods and rising water tables. Following a review of retaining structure types and
operating principles, the report details various modes of hydraulic uplift failures, including
buoyant forces and internal erosion. Practical preventive solutions, such as drainage systems
and structural reinforcements, are proposed. A case study illustrates the effects of hydraulic
uplift and effective preventive measures. This report aims to provide recommendations to
ensure the durability and safety of structures in challenging geotechnical contexts.

Rapport de projet risque naturel Page III sur 45 Moustapha MBOW & Faty Mbacke BASSE
Table des matières
Résumé ............................................................................................................................. II
Abstract ............................................................................................................................ II
INTRODUCTION GENERALE.............................................................................................. VII
CHAPITRE 1 : SYTHESE BIBLIOGRAPHIQUE DES OUVRAGE DE SOUTENEMENT ................. VIII
INTRODUCTION ............................................................................................................. VIII
I. DEFINITION DES OUVRAGES DE SOUTENEMENT ...................................................... VIII
II. TYPOLOGIE D’OUVRAGES DE SOUTENEMENT ............................................................ IX
1. Mur de soutènement : ..................................................................................................... IX
a. Murs poids .......................................................................................................................................... IX
b. Mur en béton armée ........................................................................................................................... XI
c. Mur en élément préfabriqués : .......................................................................................................... XII
2. Écrans de soutènement .................................................................................................. XII
a. Paroi moulée ..................................................................................................................................... XIII
b. rideaux de palplanches ..................................................................................................................... XIII
c. Murs en béton armé ou mur cantilever : .......................................................................................... XIV
3. Systèmes de soutènement composites........................................................................... XIV
a. Paroi berlinoise : ........................................................................................................... XIV
b. Paroi parisienne : ............................................................................................................................... XV
c. Paroi clouée : ..................................................................................................................................... XV
d. Voiles ou poutres ancrés : ................................................................................................................. XVI
III. CLASSIFICATION DES OUVRAGES DE SOUTENEMENT .............................................. XVII
1. Ouvrages Rigides .......................................................................................................... XVII
2. Ouvrages Souples ........................................................................................................ XVIII
3. critères de choix .......................................................................................................... XVIII
IV. FONCTIONNEMENT DES OUVRAGES DE SOUTENEMENT ..................................... XXII
1. Stabilité d'un ouvrage de soutènement : .......................................................................... XXII
a. Stabilité interne : .............................................................................................................................. XXII
b. Stabilité externe ............................................................................................................................... XXII
Conclusion ................................................................................................................... XXIV

Rapport de projet risque naturel Page IV sur 45 Moustapha MBOW & Faty Mbacke BASSE
CHAPITRE 2 :PRINCIPE ET THERORIE DU SOULEVEMENT HYDRAULIQUE ......................... XXV
INTRIDUCTION : ............................................................................................................ XXV
I. CONTEXTE ET MECANISME DU SOULEVEMENT HYDRAULIQUE ............................... XXV
1. Contexte et définitions de base : ................................................................................... XXV
a. Notions d’hydraulique des sols : ...................................................................................................... XXV
b. Paramètres influençant le soulèvement hydraulique .................................................................... XXVII
II. Mécanisme du soulèvement hydraulique : ............................................................. XXX
a. Rupture par soulèvement hydraulique global dû à la poussée d’Archimède : ............................... XXXI
b. rupture par soulèvement hydraulique dû à l'annulation des contraintes effectives verticales, ... XXXII
c. Rupture par érosion interne, ......................................................................................................... XXXII
Conclusion .................................................................................................................. XXXV
CHAPITRE 3 : L’INFLUENCE DU SOULEVEMENT HYDRAULIQUE SUR LES OUVRAGES DE
SOUTENEMENT .......................................................................................................... XXXVI
INTRODUCTION ......................................................................................................... XXXVI
I. LES CAUSES DU SOULEVEMENT HYDRAULIQUE ................................................... XXXVI
1. La géologie du site : ................................................................................................... XXXVI
2. Remonte de la nappe ............................................................................................... XXXVII
a. Causes naturelles : ....................................................................................................................... XXXVII
b. Causes anthropiques .................................................................................................................... XXXVII
II. LES CONSEQUENCES DU SOULEVEMENT HYDRAULIQUE SUR LES OUVRAGES DE
SOUTENNEMENT ..................................................................................................... XXXVIII
III. LES MOYENS DE PREVENTION DU SOULEVEMENT HYDRAULIQUES .................... XXXVIII
1. Dispositifs de drainage ............................................................................................ XXXVIII
a. Les barbacanes .............................................................................................................................. XXXIX
b. Le drain ......................................................................................................................................... XXXIX
c. Le remblayage ..................................................................................................................................... XL
d. Mise en place de joints ....................................................................................................................... XL
e. Reduction de l’érosion interne............................................................................................................ XL
Etude d’un cas pratique : ................................................................................................. XLI
Rupture d’un mur de soutènement par soulèvement hydraulique .................................... XLI
1. Causes : ......................................................................................................................... XLII

Rapport de projet risque naturel Page V sur 45 Moustapha MBOW & Faty Mbacke BASSE
2. Moyens préventifs du soulèvement du mur ................................................................... XLII
a. Ecran drainant +caniveau .................................................................................................................. XLII
b. Ecran drainant +caniveau en présence de barbacanes ..................................................................... XLII
CONCLUSION ................................................................................................................. XLII
Conclusion générale : .................................................................................................... XLIII
Liste de figures
Figure 1 Mur en maçonnrie de pierrées sèches ........................................................................ IX
Figure 2 : Mur en maçonnerie jointoyée ................................................................................... X
Figure 3 : Mur poids en béton non armé ................................................................................... X
Figure 4 : Mur poids en gabion (déversoirs) ............................................................................ XI
Figure 5: Mur en béton armé encastré sur semelle ................................................................. XI
Figure 6 : Mur en terre armée .................................................................................................. XII
Figure 7 : Mur en élément préfabriqués .................................................................................. XII
Figure 8 : Principe général de réalisation d'une paroi moulée .............................................. XIII
Figure 9 : Rideau de palplanche ............................................................................................ XIV
Figure 10 : Mur en béton ....................................................................................................... XIV
Figure 11 : Photographie d’une paroi berlinoise avec un parement en béton projeté réalisé
dans les schistes briovériens [tiré de Tomas le cor(2014)] .................................................... XV
Figure 12 : Paroi parisienne ancrée par des tirants précontraints ........................................... XV
Figure 13 : Paroi clouée ........................................................................................................ XVI
Figure 14 : Paroi ou poutres ancrés en phase de construction .............................................. XVI
Figure 15 : Modes de rupture des ouvrages de soutènement. .............................................. XXII
Figure 16 : Trois types de stabilité externe ........................................................................ XXIII
Figure 17 : Influence de renversement sur le mur .............................................................. XXIII
Figure 18 : Influence de glissement sur le mur. ................................................................. XXIV
Figure 19 : Influence depoinçonnement sur le mur ............................................................ XXIV
Figure 20 : Illustration de la mesure par piézomètre .......................................................... XXVI
Figure 21 : Ecoulements (a) parallèle aux strates du sol et (b) perpendiculaire aux strates
............................................................................................................................................ XXIX
Figure 22 : Schématisation d’un réseau découlement ......................................................... XXX
Figure 23 : Exemple d’un réseau hydraulique .................................................................... XXX
Figure 24 :bilan des forces s’exercant sur un volume èlémentaire du sol .......................... XXXI