GEOLOGIE GENERALE

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GEOLOGIE GENERALE

• RAPPELS ET DONNEES FONDAMENTALES

P.ANDRIEUX Géotechnique et Contrôles
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PLAN GENERAL

• 1ere Partie - Les minéraux -
• Les associations atomiques
• rappel de la constitution atomique
• Les édifices cristallins
• La géométrie cristalline
• Les mailles et réseaux
• Les sept systèmes cristallins
• La forme géométrique des cristaux

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PLAN GENERAL

• Les principaux minéraux de lécorce terrestre
• Les silicates
• Nesosilicates
• Sorosilicates
• Cyclosilicates
• Inosilicates
• tectosilicates
• Phyllosilicates
• Minéraux non-silicates
•  

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PLAN GENERAL

• 2eme Partie - La pétrologie
• Définition
• Les roches Éruptives et magmatiques
• Généralités
• Classification
• Les roches sédimentaires
• Généralités
• Formation
• Classification
• Stratigraphie 

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PLAN GENERAL

• Le roches métamorphiques
• Généralités
• Classification

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PLAN GENERAL

• 3eme Partie Constitution du Globe terrestre -
  Formation des reliefs
• Généralités Léchelle des temps géologiques
• Tectogénèse Formation des reliefs
• Principes de géologie

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PLAN GENERAL

• 4eme Partie La géologie appliquée
• Généralités
• La géologie du génie-civil
• Investigations - Objectifs - Objets et
  méthodes
• Moyens

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Définitions..

• Définition de la géologie et du géologue
• La Géologie (de ge, terre et logos, discours) est
  la science qui traite de la constitution physique
  du globe terrestre. Elle en étudie les
  différentes couches, examine les changements qui
  s'y sont produits et cherche les causes qui ont
  pu agir.
• Le Géologue est donc le petit bonhomme avec un
  petit chapeau, des pataugas et un petit marteau à
  la recherche des traces lui permettant de
  comprendre et danalyser ces causes à toutes les
  échelles.

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1ere Partie - Les minéraux

• Les associations atomiques
• rappel de la constitution atomique

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1ere Partie - Les minéraux

• Nous savons tous que les matériaux de notre
  planète sont constitués d'éléments chimiques,
  comme l'hydrogène, l'oxygène, le fer, le nickel,
  etc.... Il y en a 106 dans le tableau périodique
  des éléments de Mendeleev.

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(No Transcript)
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1ere Partie - Les minéraux

• L'atome consiste en un noyau central composé de
  protons (charges positives) et de neutrons
  (aucune charge), entouré d'électrons (charge
  négative) qui gravitent autour du noyau. Toute la
  masse est concentrée dans le noyau, les électrons
  ayant une masse négligeable. La masse atomique
  d'un atome est donc donnée par la masse du noyau,
  soit le nombre de protons le nombre de
  neutrons. Chaque atome possède un numéro atomique
  qui est donné par le nombre de protons.

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1ere Partie - Les minéraux

• Les édifices cristallins
• Si on monte d'un cran dans l'organisation de la
  matière, il y a les molécules qui sont formées
  d'un assemblage d'atomes qui sont liés entre eux
  par deux principaux types de liens
• les liaisons ioniques
• les liaisons covalentes.

14
1ere Partie - Les minéraux

• Le lien ionique est assuré par un transfert
  d'électron(s) d'un atome à l'autre. Si lon
  examine l'exemple du sel (NaCl) le transfert
  d'un électron du sodium (Na) au chlore (Cl)
  produit une molécule stable, le chlorure de
  sodium (NaCl), dans lequel les atomes sont sous
  leur forme ionique (les ions Na et Cl-).

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(No Transcript)
16
1ere Partie - Les minéraux

• Dans le lien covalent, les atomes s'unissent par
  partage d'électrons.
• C'est le cas, par exemple, des gaz hydrogène
  (H2), Oxygène (O2) et chlore (Cl2).

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(No Transcript)
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1ere Partie - Les minéraux

• Encore un cran au-dessus des molécules, on a les
  minéraux. Ceux-ci sont constitués d'atomes et de
  molécules, et se définissent sur deux critères
  indissociables
• La composition chimique
• la structure atomique.
• En simplifiant, on peut dire que le minéral,
  c'est la matière ordonnée. Le minéral halite est
  un exemple simple qui illustre bien la dualité de
  la définition de l'espèce minérale. Sa
  composition chimique est NaCl, le chlorure de
  sodium (le sel de table!). Le minéral halite
  possède une structure atomique déterminée qu'on
  dit cubique. On l'appelle cubique parce que
  l'arrangement des atomes, en alternance régulière
  entre les Cl et les Na, forme une trame cubique

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En réalité, les ions sont tassés les uns sur les
autres, mais conservent toujours la même
structure
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1ere Partie - Les minéraux

• Même si chaque minéral possède une composition
  chimique définie, on admet certaines variations.
  Ainsi, il peut y avoir substitution de certains
  ions pour d'autres. Par exemple, l olivine à la
  composition (Fe,Mg)2 SiO2, ce qui signifie que la
  proportion entre le fer et le magnésium peut
  varier. Les substitutions d'ions dans les
  minéraux sont en grande partie contrôlées par la
  taille et la charge des ions

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Ainsi, il sera facile de faire des substitutions
d'ions de taille et de charge semblables, comme
de substituer le fer (Fe) au magnésium (Mg), ou
le sodium (Na) au calcium (Ca), mais on pourra
difficilement substituer du potassium (K) ou de
l'oxygène (O) à l'aluminium (Al).
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1ere Partie - Les minéraux

• La forme géometrique des cristaux
• Les mailles et les réseaux
• La cristallographie est la science qui étudie les
  cristaux
• Les formes des cristaux ne sont pas quelconques.
  L'existence de ces formes est liée au fait que
  dans certains cas, les minéraux ont suffisamment
  d'espace autour d'eux pour croître et prendre des
  formes qui leur sont propres. Ces formes
  macroscopiques traduisent le fait que les atomes
  sont arrangés à l'échelle microscopique.

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1ere Partie - Les minéraux

• Notion de maille    Haüy, le grand
  cristallographe du XIX siècle a fait une
  constatation un cristal fragmenté génère des
  morceaux qui ont la même forme que le cristal
  initial (c'est la loi de stratification
  multiple). Du point de vue géométrique, il existe
  un certain nombre de volumes de base qui
  permettent de remplir un espace tri-dimensionnel
  sans laisser de vides.    

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1ere Partie - Les minéraux

• La maille est l'enveloppe du plus petit
  parallélépipède de matière cristallisée
  conservant toutes les propriétés géométriques,
  physiques et chimiques du cristal et contenant
  suffisamment d'atomes pour respecter sa
  composition chimique. Pour construire un volume
  de cristal.
• On va en fait empiler des volumes
  élémentaires cette répétition s'appelle le
  réseau cristallin

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1ere Partie - Les minéraux

• Les sept systèmes cristallins
• On distinguera 7 systèmes cristallins (Pas un de
  plus pas un de moins) conditionnés par les
  relations de symétries de la maille cristalline
  et lorganisation des réseaux cristallins

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CUBIQUE
ORTHOROMBIQUE
QUADRATIQUE
HEXAGONAL
TRICLINIQUE
MONOCLINIQUE
RHOMBOHEDRIQUE
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1ere Partie - Les minéraux

• Tous les minéraux de la création auront des
  formes rapportées à lun de ces systèmes
• Ex
• Le Quartz est rhomboédrique
• Le diamant est cubique
• Le saphir est cubique
• Lémeraude est héxagonale

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1ere Partie - Les minéraux

• Les principaux minéraux de lécorce terrestre
• Toutes les roches présentes sur la planète sont
  constituées dassemblages minéraux dont les
  caractéristiques retracent lhistoire de
  cristallisation. Les modes de cristallisation
  dépendent en effet des conditions
  physico-chimiques qui règnent au moment de la
  mise en place des roches.

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1ere Partie - Les minéraux

• Les minéraux possèdent des propriétés physiques
  qui permettent de les distinguer entre eux.
• Couleur
• Éclat
• Densité
• Propriétés optiques
• Dureté
• La dureté d'un minéral correspond à sa résistance
  à se laisser rayer. Elle est variable d'un
  minéral à l'autre. Certains minéraux sont très
  durs, comme le diamant, d'autre plutôt tendres,
  comme le talc. Les minéralogistes ont une échelle
  relative de dureté qui utilise dix minéraux
  communs, classés du plus tendre au plus dur, de 1
  à 10. Cette échelle a été construite par le
  minéralogiste autrichien Friedrich Mohs et se
  nomme par conséquent l'échelle de Mohs

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(No Transcript)
31
1ere Partie - Les minéraux

• Les Minéraux silicatés

32
1ere Partie - Les minéraux

• Le tableau ci-dessous présente la proportion des
  éléments chimiques les plus abondants dans la
  croûte terrestre.

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1ere Partie - Les minéraux

• On y voit que deux éléments seulement, Si et O,
  comptent pour près des trois quarts (74,3) de
  l'ensemble des matériaux. Il n'est donc pas
  surprenant qu'un groupe de minéraux composés
  fondamentalement de Si et O avec un certain
  nombre d'autres ions et nommés silicates, compose
  à lui seul 95 du volume de la croûte terrestre.

34
1ere Partie - Les minéraux

• A noter que cette répartition n'est applicable
  qu'à la croûte terrestre. On considère que le
  noyau est composé presque uniquement de fer et de
  nickel, ce qui est bien différent de ce qu'on
  présente ici. Lors de la formation de la terre,
  les éléments légers, comme l'oxygène et le
  silicium ont migré vers l'extérieur, alors que
  les éléments plus lourds, comme le fer, se sont
  concentrés au centre.

35
1ere Partie - Les minéraux

• Tous les silicates possèdent une structure de
  base composée des ions Si4 et O2-

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1ere Partie - Les minéraux

• Les silicates constituent lessentiel des roches
  magmatiques et métamorphiques.
• La famille des silicates se décline en six
  grandes familles

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1ere Partie - Les minéraux

• Les Nésosilicates
• Tétraédres reliés entre eux par des cations
  Grenats péridots Disthène Sillimanite
  Andalousite

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1ere Partie - Les minéraux

• Les Sorosilicates
• Tétraédres unis par paires avec un atome
  doxygène en commun ( Exemple Epidote)
• Les cyclosilicates
• Tétraèdres en anneaux , ils cristallisent souvent
  en prismes ( Tourmalines)

39
1ere Partie - Les minéraux

• Les Inosilicates
• Tétraèdres allongés en chaînes simples , dou la
  forme allongée des minéraux (Amphiboles ,
  pyroxènes..)

40
(No Transcript)
41
1ere Partie - Les minéraux

• Les Phyllosilicates
• Tétraèdres en feuillets caractéristiques Micas,
  Argiles, .qui leur confère des propriétés
  absorbantes et plastiques

42
(No Transcript)
43
1ere Partie - Les minéraux

• Les Tectosilicates
• Tétraèdres reliés par tous leurs sommets dou une
  dureté supérieure et la difficile introduction
  dions au cur de la structure Les quartz ou
  les feldspaths

44
(No Transcript)
45
1ere Partie - Les minéraux

• Les Minéraux Non-Silicatés

46
1ere Partie - Les minéraux

• Il sagit de mineraux accesoires,avec pour
  lessentiel des mineraux sédimentaires dont les
  plus répandus
• Les chlorures
• Formés par évaporation en milieu marin ou
  lacustre. Le plus commun est le sel gemme
• Les Sulfures
• Minéraux de minerais Ex Pyrite (FeS), Galène
  (PbS).

47
1ere Partie - Les minéraux

• Les carbonates
• Les plus répandus. Ex la calcite qui compose
  lessentiel des roches sédimentaires

48
(No Transcript)
49
(No Transcript)
50
2eme Partie La Pétrologie

• Définition
• Les roches de lécorce terrestre sont classées en
  trois grandes familles distinctes
• Les roches Magmatiques
• Les roches sédimentaires
• Les roches métamorphiques.
• La pétrologie est la science descriptive de ces
  roches , de leurs origines et de leur évolution.

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2eme Partie La Pétrologie

• Les roches éruptives et Magmatiques
• Généralités
• Elles présentent en commun la particularité
  dêtre issues de la consolidation dun Magma,
  cest à dire dun liquide renfermant des cristaux
  en proportions variables
• Classification

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2eme Partie La Pétrologie

• Ces magmas transitent depuis le manteau ou la
  croûte terrestre pour se solidifier en surface
  soit sous forme de roches volcaniques, soit en
  cristallisant à lintérieur de la lithosphère et
  former des roches plutoniques.

53
2eme Partie La Pétrologie

• Il est dusage de différencier les magmas en
  trois séries principales
• Tholéitiques
• Alcalines
• Calco-alcalines

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2eme Partie La Pétrologie

• Classification
• La logique de classification se base sur un
  regroupement génétique des roches au sein des
  séries magmatiques
• La systématique ( classement - nomenclature ) est
  basée sur la minéralogie et la géochimie

55
(No Transcript)
56
2eme Partie La Pétrologie

• Structure des roches magmatiques
• La dimension et larrangement des grains de
  minéraux dépendent des conditions de
  cristallisation Plus le refroidissement est
  lent, plus les cristaux peuvent se développer.

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2eme Partie La Pétrologie

• On distinguera 3 grandes catégories
• La structure vitreuse Dans le cas ou la roches
  est effusive et brutalement refroidie.
• La structure microristalline La plus grande
  partie des cristaux est visible à lil.Lorsque
  de gros cristaux sont individualisés on parle de
  structure  porphyrique 
• La structure macrocristalline Les cristaux
  peuvent avoir de grande taille ( du mm au cm).
  Lorsque des cristaux de très grande taille
  existent on parle de structure  porphyroïde 

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2eme Partie La Pétrologie

• Les roches sédimentaires
• Généralités
• Par définition, les roches sédimentaires sont
  dites  éxogène , cest à dire formées à la
  surface de la terre, par opposition aux roches
  magmatiques.
• Elles sont déposés par couches successives,
  parallèles entre elles Cest la stratification.
• Première conséquence pour leur comportement
  Elles sont anisotropes au plan de la mécanique
  des sols.

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2eme Partie La Pétrologie

• Les roches sédimentaires
• Quelle que soit sont origine, la formation des
  roches sédimentaires repose sur 3 principes
• Mobilisation
• Transport et dépôt
• Diagenèse
• Formation des roches sédimentaires
• Pour que les sédiments puissent être transportés,
  il faut quil aient été libérés. Lensemble des
  phénomènes qui libèrent les particules sera
  résumé sous le terme daltération

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• On distinguera
• Laltération physique
• Désagrégation sous leffet des actions mécaniques
  Eau / Vent / Gel / Dessiccation / Action des
  racines
• Laltération chimique
• Souvent associée à laltération physique. Elle
  constitue le processus essentiel de la formation
  des sols. La plus important est lhydrolyse,
  cest à dire lattaque des minéraux par des eaux
  pures ou chargées en CO2.

61

• Certaines conditions favorisent lhydrolyse dont
  
• - La nature des minéraux La quartz est
  quasiment insoluble les ferromagnésiens sont plus
  sensibles..
• - La taille des minéraux Plus la taille est
  petite, plus la surface spécifique est élevée,
• - Lactivité bactérienne
• - La température (qui favorise les réactions
  chimiques)
• - Le drainage des sols .
• Les particules issues de laltération sont
  essentiellement des silicates
• (Minéraux argileux dégradés (Illite) /
  Transformés (Vermiculites) / N2oformés (Kaolinite)

62

• Les roches sédimentaires
• Transport et dépôt
• Ils sera fonction de létat des particules
• En solution
• La concentration des ions est variable selon la
  nature des eaux. La précipitation et donc le
  dépôt de minéraux peut se produire dès que le
  seuil de saturation est atteint. La précipitation
  est courante dans la formation des roches
  salines, par contre la fixation des carbonates
  par des organismes est tout aussi fréquente.

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• Éléments solides
• Le transport déléments solides dépend de 2
  paramètres
• - Spécifiques aux éléments Taille, forme,
  densité
• - Spécifiques aux agents de transport Vent /
  Eau / Glace
• Le transport saccompagne dun tri et dune mise
  en forme des éléments dont les lois conditionnent
  la structure sédimentaire finale Dimensions,
  des particules, grano-classement.

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• Les roches sédimentaires
• Diagenèse
• Il sagit de la phase ultime du phénomène
  sédimentaire La compaction et la transformation
  dun sédiment en roche. Elle se fait par
• Transformation minérale Destruction de la
  matière organique et dissolution des squelettes
  remplacés par des minéraux
• Compaction Sous laction de la surcharge litho
  statique liée à lenfouissement des sédiments
• La Cimentation Le vides seront remplis par des
  éléments en solution ( Silice ou carbonates en
  général)

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• Les roches sédimentaires
• Classification
• On a vu que le monde des roches sédimentaires est
  complexe. Leur classification aussi
• La distinction de ces roches reposera sur des
  caractéristiques simples
• Composition chimique (Siliceuse, Calcaire,
  argileuse..)
• Origine (Chimique, Détritique, Biologique,..)
• Taille et nature des éléments.

66

• Pour la géotechnique, on conservera la
  classification la plus courante qui distingue
• Les roches terrigènes
• Formées de matériaux issus de roches émergées. La
  classification est liée à la granulométrie

67
(No Transcript)
68

• Les roches carbonatées
• La classification est basée sur la nature du
  ciment et celle des éléments. Selon le
  pourcentage des éléments, les appellation
  suivantes sont retenues
• de 90 de CaCO3 Calcaire
• De 70 à 90 Calcaire marneux
• De 30 à 70 Marne
• De 10 à 30 Marne argileuse
• - de 10 Argile

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• Les évaporites
• Elles résultent de lévaporation de leau de mer
  dans des conditions exceptionnelles. Elles ont pu
  être conservées par la protection dhorizons
  imperméables. Les principales sont les anhydrites
  ( Sulfate de calcium), les Gypses ( Forme
  hydratée de lanhydrite) et le sel gemme. Les
  circulations deau dans les évaporites sont à
  lorigine de poches de dissolutions ou  fontis 
  qui peuvent créer des effondrements dangereux
  pour les constructions.
• Les sulfates réagissent avec les aluminates en
  présence deau . (Alcali-réaction). La formation
  dettringite, sel expansif est alors à lorigine
  de désordres importants dans les ouvrages.

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• Les Combustibles fossiles
• On ne retiendra que la série des charbons. Vous
  aurez peu de chances de trouver du pétrole.Les
  roches carbonées proviennent de lévolution de
  débris végétaux sous leffet de lenfouissement.
  Les différents, stades de cette évolution sont
• Les tourbes
• Les lignites
• Les houilles
• Les anthracites

71

• Les roches sédimentaires
• La Stratigraphie
• Utilisée pour se repérer dans les systèmes
  sédimentaires et identifier des ages et des
  étages les uns par rapport aux autres. Elle se
  base sur trois principes fondamentaux de géologie
  
• Le principe de superposition Un couche
  sédimentaire est plus récente que celle qu elle
  recouvre
• Le principe de continuité Un couche délimitée à
  le même age sur toute son étendue
• Le principe didentité Deux couches renfermant
  les même fossiles stratigraphique sont de même
  age.

72

• On distingue alors les notions de
• Formation Série de couches sédimentaires
  caractéristiques du point de vue lithologique ou
  paléontologique
• Étage Regroupe une série de formations
  correspondant à une division fondamentale du
  temps en géologie
• Système Regroupe un ensemble détages
• Ère Est le plus grand diviseur des temps
  géologiques

73
(No Transcript)
74
(No Transcript)
75
2eme Partie La Pétrologie

• Les roches Métamorphiques
• Généralités
• Organisées dans le cadre des mouvements de
  lécorce terrestre, au hasard des phénomènes
  denfouissement, de compression, les roches
  métamorphiques dérivent de la transformation de
  roches existantes.
• Au travers de variations de température et de
  pression, la texture et la minéralogie des riches
  évolue, tandis que La composition chimique est
  globalement conservée. Lensemble de ces
  changements est appelé  métamorphisme 

76

• Les roches Métamorphiques
• Classification
• Une roche métamorphique dérive toujours dune
  roche antérieure, quelle soit sédimentaire,
  magmatique ou même métamorphique.
• La classification est en principe basée sur la
  texture des roches,selon quelle est  foliée 
  ou non. Dans le détail, on sintéresse à la
  genèse, la minéralogie, les critères hérités
  mais il sera plus simple de ne retenir que les
  formes les plus couramment rencontrées

77

• Les Gneiss Roches foliées très communes dont
  les minéraux essentiels sont le quartz, les
  feldspaths, les micas. Ils peuvent provenir de
  roches sédimentaires (Para ) ou granitiques
  (ortho)
• Les granulites proches des gneiss mais soumis à
  des conditions dans lesquelles les micas nont
  pas pu se développer.

78

• Les Micaschistes Roches à foliation très
  marquée, riches en micas. Dérivent de roches
  riches sédimentaires argileuses
• Les Quartzites Quasiment que du quartz.
  Proviennent de la recristallisation de gneiss.
• Les schistes Roches dorigine sédimentaire peu
  métamorphisées. (ex Schistes ardoisiers)

79

• Les Marbres calcaires ou dolomies
  recristallisés.
• Les Amphibolites Roches plus ou moins foliées
  ayant subi un fort métamorphisme. Elles sont
  dorigine Para (Pélites/Marnes) ou Ortho
  (Basaltes/ Diorites..)
• Les Migmatites à la limite entre les roches
  métamorphique et magmatiques puisquelles ont
  subi une fusion partielle. Comportent des parties
  granitiques et gneissiques
• LE CYCLE DES ROCHES ET DES MINERAUX

80
(No Transcript)
81
3eme Partie Constitution du Globe Terrestre

• Généralités
• Tectogénèse

82
(No Transcript)
83

• La Dérive des Continents
• La dérive des continents est une théorie proposée
  au début du siècle par le physicien-météorologue
  Alfred Wegener, pour tenter d'expliquer, entre
  autres, la similitude dans le tracé des côtes de
  part et d'autre de l'Atlantique, une observation
  qui en avait intrigué d'autres avant lui.

84

• 1. Le parallélisme des côtes.
• Il y a par exemple, un net parallélisme des
  lignes côtières entre l'Amérique du Sud et
  l'Afrique.

85
(No Transcript)
86

• La correspondance des structures géologiques.
• Cela n'est pas tout que les pièces d'un puzzle
  s'emboîtent bien, encore faut-il obtenir une
  image cohérente. Dans le cas du puzzle des
  continents, non seulement y a-t-il une
  concordance entre les côtes, mais il y a aussi
  une concordance entre les structures géologiques
  à l'intérieur des continents, un argument lourd
  en faveur de l'existence du mégacontinent Pangée.
  
• La correspondance des structures géologiques
  entre l'Afrique et l'Amérique du Sud appuie
  l'argument de Wegener. La situation géographique
  actuelle des deux continents montrent la
  distribution des anciens blocs continentaux
  (boucliers) ayant plus de 2 Ga (milliards
  d'années).

87
(No Transcript)
88
LA FORMATION DES RELIEFS

• S'il est une question qui a longtemps embarassé
  les géologues, c'est bien la formation des
  grandes chaînes de montagnes, comme les
  Rocheuses, les Alpes, les Himalayas ou les
  Appalaches. Tout modèle explicatif de la
  formation d'une chaîne de montagnes se doit
  d'expliquer, puis d'intégrer, chacun des
  principaux attributs qui caractérisent toutes les
  grandes chaînes.
• 1) Les roches sédimentaires, c'est-à-dire ces
  roches qui proviennent de la transformation de
  sédiments comme les sables et les boues, sont
  très abondantes dans les chaînes de montagnes et
  contiennent des fossiles d'organismes marins, ce
  qui implique que les sédiments dont elles sont
  dérivées se sont déposés dans un milieu marin de
  plus, leur composition montre qu'une grande
  partie de ces sédiments se sont déposés dans un
  bassin océanique. Première conclusion avant de
  se retrouver dans une chaîne de montagnes, tout
  le matériel sédimentaire se trouvait dans un
  océan.

89

• 2) Il y a aussi des roches métamorphiques dans
  les chaînes de montagnes, ces roches qui sont
  d'anciennes roches sédimentaires ou ignées
  transformées sous l'effet de températures et de
  pressions très élevées. Ces roches métamorphiques
  occupent une portion bien définie de la chaîne de
  montagnes. Il faut savoir que le lieu dans la
  croûte terrestre où il existe à la fois des
  températures et des pressions très élevées, c'est
  en profondeur, à au moins quelques kilomètres
  sous la surface. Seconde conclusion les roches
  métamorphiques résultent de la transformation des
  roches sédimentaires et ignées de la chaîne de
  montagnes, en profondeur, dans la croûte
  terrestre.

90

• 3) Un autre attribut important des chaînes de
  montagnes, c'est qu'elles contiennent souvent des
  lambeaux de croûte océanique (basaltes) coincés
  dans des failles. Troisième conclusion non
  seulement, les sédiments qui forment la chaîne de
  montagnes se sont-ils déposés dans un bassin
  marin, mais aussi, sur de la croûte océanique
  basaltique.
• 4) S'il est une caractéristique commune à toutes
  les grandes chaînes de montagnes, c'est bien le
  fait que les roches y sont déformées à des degrés
  divers. Depuis longtemps, les géologues qui
  étudiaient la géométrie de la déformation dans
  les chaînes de montagnes savaient bien qu'il
  fallait des forces de compression latérales pour
  produire une telle géométrie. Il leur fallait
  donc trouver un mécanisme responsable de ces
  compressions. Il leur fallait aussi trouver un
  mécanisme responsable du soulèvement de tout ce
  matériel déposé dans un bassin océanique qui
  compose la chaîne.

91

• Les schémas qui suivent illustrent les grandes
  étapes de la formation d'une chaîne de montagnes.
  Partons de ce qu'on appelle une marge
  continentale passive, comme par exemple celle de
  l'Atlantique actuelle, où s'accumule sur le
  plateau continental et à la marge du continent un
  prisme de sédiments provenant de l'érosion du
  continent.

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99

• Les mécanismes de base

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(No Transcript)
101
(No Transcript)
102
(No Transcript)
103
4eme Partie La Géologie Appliquée

• Généralités
• La Géologie du Génie-Civil
• Les investigations Objets Méthodes
• Moyens

104
Reconnaissances géotechniques

• A - GENERALITES
• LA GEOTECHNIQUE INTERVIENT DANS TOUS LES DOMAINES
  DE LA CONSTRUCTION, DEPUIS LE BATIMENT JUSQU'AU
  GENIE CIVIL EN PASSANT PAR LES ROUTES, LES
  OUVRAGES D'ART, LES EQUIPEMENTS DINFRASTRUCTURE
  QUELQU'ILS SOIENT..

105
Reconnaissances géotechniques

• LES MAITRES DOUVRAGES PUBLICS SONT ASSUJETTIS A
  UNE OBLIGATION LEGALE VIS A VIS DES ETUDES
  GEOTECHNIQUES ..

106
Reconnaissances géotechniques

• D OU LA NECESSITE DE PRENDRE EN COMPTE LE
   RISQUE SOL  .

107
Reconnaissances géotechniques

• LA GEOTECHNIQUE COMPREND
• L'ETUDE DES SOLS D'UN POINT DE VUE DESCRIPTIF. IL
  SAGIT DE GEOLOGIE PURE IMPLIQUANT DES NOTIONS DE
  PETROGRAPHIE (CONNAISSANCE DES ROCHES), PEDOLOGIE
  (CONNAISSANCE DES SOLS), GEOMORPHOLOGIE (GENESE
  DES RELIEFS), HYDROGEOLOGIE
• L'ETUDE DES CARACTERISTIQUES MECANIQUES DES SOLS,
• L'ANALYSE DES INTERACTIONS SOL-STRUCTURES

108
Reconnaissances géotechniques

• LES OBJECTIFS
•   L'OBJECTIF DE LA DEMARCHE D'ETUDE GEOTECHNIQUE
  EST DE FOURNIR LA MEILLEURE REPONSE QUI SOIT A
  L'ADEQUATION DU PROJET A SON ENVIRONNEMENT
  IMMEDIAT, SINON DE DRESSER LA LISTE AUSSI
  EXHAUSTIVE QUI SOIT DES TECHNIQUES ET METHODES A
  METTRE EN OEUVRE POUR GARANTIR
• D'ABORD LA FAISABLITE D'UN PROJET
• ENSUITE SA STABILITE ET SA PERENNITE DANS LE
  TEMPS.
• IL EST INDISPENSABLE DE FOURNIR AU PROJETEUR OU
  AU MAITRE DOEUVRE LES ELEMENTS DE CHOIX ET
  DIMENSIONNEMENT DES STRUCTURES.

109
Reconnaissances géotechniques

• CE POINT IMPLIQUE DE FAIT QUE LES ETUDES DE SOLS
  DOIVENT ETRE ANTERIEURES AUX ETUDES DE STRUCTURES
  ET NON PAS S'ADAPTER AUX CONTRAINTES DU BATI CAR
  NOUS N'AVONS PAS LES MOYENS DE MODIFIER LA NATURE
  ET L'ETAT DES SOLS ET DES SOUS-SOLS
• TROP SOUVENT, LA DEMARCHE D'INSERTION D'UNE ETUDE
  GEOTECHNIQUE DANS UN DOSSIER EST GUIDEE PAR DES
  IMPERATIFS TRES ELOIGNES DE L'INFORMATION
  RECHERCHEE, (SOUVENT JUGEE SUPERFLUE) ET EN
  PARTICULIERS PAR DES QUESTIONS D'ASSURANCES OU DE
  RESPONSABILITES SOULEVEES PAR LE MAITRE D OEUVRE
  LARCHITECTE OU. LASSUREUR.

110
Reconnaissances géotechniques

• LES QUESTIONS ..
• QUELS SONT LES MOYENS NECESSAIRES A MOBILISER
• A QUELS MOMENT IL FAUT LES METTRE EN OEUVRE POUR
  OPTIMISER LA DEMARCHE GEOTECHNIQUE ET L'INTEGRER
  AU MIEUX A L'ENSEMBLE DE LA DEMARCHE PROJET ?

111
Reconnaissances géotechniques

• LARCHITECTURE ET
• L ORGANISATION DES ETUDES 
• LA DEMARCHE IDEALE DETUDE PEUT ETRE DECOMPOSEE
  EN PLUSIEURS PHASES, CORRESPONDANT CHACUNE A UN
  ETAT D'AVANCEMENT DONNE DU PROJET ET DONC A UN
  BESOIN DINFORMATION ET DE PRECISION DIFFERENT
  DES INFORMATIONS.

112
Reconnaissances géotechniques

• DES ETAPES ESSENTIELLES POUR CHACUNE DES PHASES
  DE PROJET
• Ä LE CONTENU DES INVESTIGATION,
• Ä LA DUREE ET LES MODALITES D'INTERVENTIONS
  NECESSAIRES, 
• Ä LE COUT APPROXIMATIF.
•  

113
Reconnaissances géotechniques

• QUELLES SONT CES ETAPES
• F LETUDE OU EXAMEN DU SITE
• F LES ETUDES DE FAISABILITE
•  
• F LES ETUDES DE DEFINITION
•  
• F LES SUIVIS DE TRAVAUX ET LES ETUDES ULTERIEURES
  EN PHASE CHANTIER

114
Reconnaissances géotechniques

• L'ETUDE OU EXAMEN DU SITE - ENQUETE PRELIMINAIRE 
• QUAND ?
•  
• DES LES PHASES PRE-OPERATIONNELLES, VOIRE LES
  LEVEES D'OPTION OU MEME D'ACQUISITION, UN SIMPLE
  EXAMEN DU SITEASSOCIE A UNE BONNE CONNAISSANCE DE
  LA GEOLOGIE GENERALE DE LA REGION ET DES
  PROBLEMES COURAMMENT RENCONTRES PEUT PERMETTRE
  D'EVI'IER BIEN DES DESAGREMENTS  
• -ZONES DE GLISSEMENTS DE TERRAINS ANCIENS OU
  ACTIFS,
• -PRESENCE CONNUE DE CAVERNES OU DE POCHE
  KARSTIQUES,
• -RISQUES D'INONDATION
• -ANCIENNES DECHARGES
• -SOLS COMPRESSIBLES OU GONFLANTS......

115
Reconnaissances géotechniques

• OBJECTIFS
• LES OBJECTIFS RECHERCHES SONT DAPPREHENDER A
  PRIORI LES PROBLEMES POSES PAR LE SITE POUR
  SIMPLEMENT NE PAS SE TROMPER DE TERRAIN OU AIDER
  A CHOISIR LA BONNE OPTION DE PROJET PAR RAPPORT
  AU SITE, VOIRE MEME D'ORIENTER LA PROGRAMMATION
  OPERATIONNELLE.
• COMMENT 
• A CE STADE DES ETUDES, UN SIMPLE EXAMEN VISUEL DU
  SITE, ALLIE A UN BONNE CONNAISSANCE GEOLOGIQUE D
  'ENSEMBLE SONT SUFFISANTS POUR DONNER UN AVIS
  CLAIR ET CIRCONSTANCIE. L'NVESTISSEMENT RESTE
  DONC MINEUR VIS A VIS DE LIMPACT POSSIBLE SUR
  LES PROJETS .
• LES DELAIS DE MISE EN OEUVRE SONT EXTREMEMENT
  COURTS -NORMALEMENT INFERIEURS A UNE SEMAINE -
  SAUF NECESSITE DE RECHERCHES SPECIFIQUES
  (-ANALYSE DES DOCUMENTS EXISTANTS (CARTES
  GEOLOGIQUES - CARTES ZERMOS - STPC....)

116
Reconnaissances géotechniques

• LES ETUDES DE FAISABILITE 
• QUAND ? 
• ELLES DOIVENT INTERVENIR DES L'ETABLISSEMENT DU
  PROGRAMME DAMENAGEMEN T.
• IL S AGIT D'INTERVENTIONS DESTINEES A FIXER LE
  CADRE GENERAL DANS LEQUEL VA
• S'INCRIRE UN PROJET ET DONC LES CONTRAINTES DE
  SITE A PRENDRE FN COMPTE.
• UNE ETUDE DE FAISABILITE DOIT DONC ETRE AU MOINS
  CONTEMPORAINE DE L'ESQUISSE ARCHITECTURALE POUR
  UN BATIMENT, VOIRE AU MIEUX DE L'ELABORATION DE
  DOSSIER DE NIVEAU AVANT PROJET (A P S.)
•  

117
Reconnaissances géotechniques

• LES OBJECTIFS
• UNE ETUDE DE FAISABILITE OU RAPPORT D'ETUDE
  GEOTECHNIQUE DANS LA CLASSIFICATION DES ETUDES
  NORMALISEES (AFNOR/USG), DOIVENT PERMETTRE DE
  CARACTERISER L'ENVIRONNEMENT GEOLOGIQUE DU PROJET
  ET POSITIONNER LES DIFFICULTES D'ORDRE
• MORPHOLOGIQUE (PENTES/BLOCS/CAVITES...)
• LITHOLOGIQUES (NATURE DES FORMATIONS, EPAISSEURS,
  GLISSEMENTS, TERRASSEMENTS, AMELIORATION DES
  SOLS...)
• HYDROGEOLOGIQUE (NAPPES, VENUES D'EAU, SOURCES,
  DRAINAGES...)
• CONSTRUCTIVES (FONDATIONS, SOUTENEMENTS...)
• CES INFORMATIONS DOIVENT ETRE INTEGREES A
  L'ELABORATION DU PLAN DE MASSE ET A LA DEFINITON
  DES CONTRAINTES D'AMENAGEMENT (NIVEAUX DE
  PLATE-FORME / MODALITES DE 'TERRASSEMENTS /
  PRINCIPES GENERAUX D'ADAPTATION AU SOL ET DE
  FAISABILITE OU NON FAISABILITE...)

118
Reconnaissances géotechniques

• COMMENT
• LA CONDUITE DE CETTE PHASE D'ETUDE IMPLIQUE TOUT
  D'ABORD LA MISE AU POINT D'UN PROGRAMME DE
  RECONNAISSANCE ADAPTE AU PROBLEME POSE. CETTE
  MISSION DEVRAIT ETRE LA PREMIERE TACHE DU
  GEOTECHNICIEN, ETABLIE EN RAPPORT AVEC LA
  MAITRISE D'OEUVRE OU LE MAITRE D'OUVRAGE.PAR LA
  SUITE, L'OBTENTION DES DONNEES NECESSITE LA
  CONDUITE D'UNE CAMPAGNE DE RECONNAISSANCE
  COMPORTANT
• DES ESSAIS EN PLACE (SONDAGES ET ESSAIS
  MECANIQUES)
• DES ESSAIS DE LABORATOIRE SUR ECHANTILLONS
  PRELEVES
• DE L'INGENIERIE DE DEFINITION OU DE
  DIMENSIONNEMENT SELON LES CAS.
• LE DELAI APPROXIMATIF DE CES ETUDES VARIE DE 2A 3
  SEMAINES SELON LEUR CONTENU ET NECESSITE DE
  L'INTERVENTION D'UN INGENIEUR SPECIALISE OU D'UN
  CHEF DE PROJET.
• CES INTERVENTIONS QUI FONT AUSSI BEAUCOUP APPEL A
  L'EXPERIENCE SONT MENEES EN COLLABORATION AVEC
  LES MAÎTRE DOEUVRE OU LES CHARGES DOPERATION.

119
Reconnaissances géotechniques

• LES ETUDES DE DEFINITION OU DE DETAIL
•  
• QUAND ?
• A PARTIR DE L'APS ET JUSQU'AU PROJET DE
  DEFINITION ET AU D.C.E ( MAIS AVANT LE
  D.C.E!!!!!), LES ETUDES DE PROJET GEOTECHNIQUE
  OU DE CONCEPTION GEOTECHNIQUE CONSTITUENT EN
  PRINCIPE LE GROS MORCEAU D'UN ETUDE DE SOLS.
• CELLE-CI EST A REALISER DANS LE CADRE DES
  OPERATIONS DE MAITRISE D'OEUVRE ET DOIVENT ETRE
  UN ELEMENT IMPORTANT DE LA DEFINITION DU PROJET.

120
Reconnaissances géotechniques

• OBJECTIFS
• LES OBJECTIFS RECHERCHES SONT ALORS DE FOURNIR
  LES PROGRAMMES DE RECONNAISSANCES DETAILLES,
  ADAPTES PRECISEMENT AU PROJET EN TERMES D'AMPLEUR
  DE RECONNAISSANCE (NOMBRE, NATURE DES ESSAIS,
  PROFONDEURDES SONDAGES)
• AU TERME DE LA RECONNAISSANCE, LE GEOTECHNICIEN
  DOIT FOURNIR AU PROJETEUR LES ELEMENTS PRECIS
  DE DIMENSIONNEMENT, AINSI QUE LES DISPOSITIONS
  TECHNIQUES PARTICULIERS A RESPECThR VIS A VIS DES
  CONTRAINTES DE SOLS. DANS LE DETAIL, CETTE PHASE
  D'ETUDE DOIT ETRE CELLE QUI FOURNI LES
  DISPOSITIONS FINALES EN MATIERE DE
• FONDATION ET DE TERRASSEMENTS (NIVEAU D'ANCRAGE,
  CAPACITE PORTANTE AUX DIFFERENTS ETATS LIMITES
  DIMENSIONNEMENT),
• LES DISPOSITIONS SPECIFIQUES VIS A VIS DES NAPPES
  PAR EXEMPLE 
• LES VALEURS DES ESSAIS ET LES NOTES DE CALCULS
  NECESSAIRES AU BET
• LES ESTIMATIONS DES QUANTITES, COUTS ET DELAIS
  D'EXECUTION SI NECESSAIRE
• L'ASSISTANCE TECHNIQUE AU MAITRE D'OUVRAGE POUR
  L'ELABORATION DES PIECES DE MARCHES
•  

121
Reconnaissances géotechniques

• COMMENT
• CES ETUDES MOBILISENT GENERALEMENT DES ESSAIS EN
  PLACE ET DES CAMPAGNES DE SONDAGES LOURDES
  (SONDAGES PROFONDS, ESSAIS IN-SITU OU DE
  LABORATOIRE PLUS SOPHISTIQUES) INTERPRETATIONS
  MULTIPLES FAISANT RECCURENCE AVEC LE PROJET
• LE DELAI D'ETUDE PEUT DEPASSER 1 MOIS SELON LES
  MODALITES ENVISAGEES, LES DIFFICULTES RENCONTRES
  OU L'AMPLEUR DES PROBLEMES POSES.

122
Reconnaissances géotechniques

• B - METHODES DE RECONNAISSANCE
•  
• UN PROGRAMME DE RECONNAISSANCES GEOTECHNIQUES
  POSE PLUSIEURS QUESTIONS AU DEPART
• Ä NATURE DES INVESTIGATIONS
•  
• LA QUESTION DE NATURE DES INVESTIGATIONS VA
  DEPENDRE DU CONTEXTE GENERAL ET DU PROBLEME POSE
• ON RETROUVERA TOUJOURS LES MÊME METHODES EN
  GENERAL. CERTAINS DOSSIERS NECESSITERONT
  LINTERVENTION DE MOYENS SPECIALISES
  (GEOPHYSIQUES - DIAGRAPHIES ...)

123
(No Transcript)
124
Reconnaissances géotechniques

• Ä DENSITE DES SONDAGES ET ESSAIS
• ELLE DEPEND ESSENTIELLEMENT DU SITE ET DE LA
  QUALITE DU PHASAGE DE LETUDE.
• M ATTENTION A LA REUNION LA GEOLOGIE EST TRES
   PERTURBEE  ET LES PRINCIPES DE GEOLOGIE NE
  SAPPLIQUENT PAS (CONTINUITE LATERALE ET
  SUPERPOSITION). LA DENSITE DES SONDAGES EST UNE
  NOTION IMPORTANTE ET TRES  SENSIBLE  A
  LEXPERIENCE DU GEOTECHNICIEN.

125
Reconnaissances géotechniques

• Ä PROFONDEUR DINVESTIGATION
• TOUJOURS DIFFICILE A ESTIMER  A PRIORI . LA
  ENCORE FONCTION DU SITE ET DES CARACTERISTIQUES
  DU PROJET (CHARGES)
• POUR MEMOIRE
• FONDATIONS SUPERFICIELLES 5 FOIS LA LARGEUR
  PRESUMEE DES SEMELLES (SAUF CAS DE COUCHES
  IMCOMPRESSIBLES ET SUFFISAMMENT EPAISSES DALLES
  BASALTIQUES)
• FONDATIONS PROFONDES 5 METRES SOUS LA BASE
  SUPPOSEE DES PIEUX OU 7 DIAMETRES (DTU 13-2)
• DANS TOUS LES CAS IL EST IMPORTANT DE DISPOSER DU
  NIVELLEMENT DES POINTS DE SONDAGESDONC DE LA
  TOPO

126
Reconnaissances géotechniques

• METHODES DE RECONNAISSANCE ET DETUDE
• ENQUETE PREALABLE
•  
• LES SONDAGES
• Ø PUITS A LA PELLE MECANIQUE
• Ø DESTRUCTIFS
• Ø CAROTTAGES
• LES ESSAIS MECANIQUES
• Ø ESSAIS PENETROMETRIQUES - Norme NF-P 94-115 A
  B
• Ø ESSAIS PRESSIOMETRIQUES Norme NF P 94-110
• Ø ESSAIS AU SCISSOMETRE Norme NF P 94

127
Reconnaissances géotechniques

• LES ESSAIS GEOPHYSIQUES
• Ø PROSPECTION ELECTRIQUE
• Ø PROSPECTION SISMIQUE
• LES ESSAIS DE LABORATOIRE
• Ø IDENTIFICATION - CLASSIFICATION
• TENEUR EN EAU
• GRANULOMETRIE
• PLASTICITE
• DENSITE
•  
• Ø OEDOMETRE
•  
• Ø CISAILLEMENT

128
Reconnaissances géotechniques

• C - DIVERS
•   
• ASPECTS REGLEMENTAIRES RESPONSABILITES
• Les études géotechniques relèvent des articles
  1792 et suivant du code civil..(contrats de
  louage douvrage) La responsabilité du MO est
  engagée dans le choix de son prestataire
•   

129
Reconnaissances géotechniques

• NORMALISATION DES MISSIONS DE GEOTECHNIQUE
• LA NORME NF-P 94-500 AFNOR / USG

130
Reconnaissances géotechniques

• Phasage
• LES PRINCIPES PREVUS PAR LA NORME

131
  UNION SYNDICALE GEOTECHNIQUE   SCHEMA
D'ENCHAINEMENT DES MISSIONS GEOTECHNIQUES  
132
Reconnaissances géotechniques

• LE TEXTE DE LA NORME
• Résume les phases identifiées
• Précise le contenu des mission
• Fixe les niveaux de responsabilité des
  intervenants

133
(No Transcript)
134
Reconnaissances géotechniques

• LES RESERVES DUSAGE
• Limitent la responsabilité du géotechnicien vis à
  vis des informations quil a eu a sa disposition,
• Limitent les conditions dutilisation des
  rapports detudes.

135
(No Transcript)
136
Reconnaissances géotechniques

• PARLONS DARGENT.

137
Reconnaissances géotechniques

• Coût dinvestissement dun atelier de sondage
  (digne de ce nom)
• Machine de sondage plus son equipement (tiges
  tubes taillants.. 150 000
• Atelier dessai pressiometrique 22 000
• Donc pour un amortissement 5 Ans 150 /jours

138
Reconnaissances géotechniques

• Coût de fonctionnement
• Personnel
• Maintenance
• Gas-oil
• 550 /600 /jour

139
Reconnaissances géotechniques
LES ASSURANCES.