Développement d'un cadre méthodologique intégré, standardisé et transférable pour l'évaluation du potentiel de liquéfaction et des paramètres d'état critique des sols à partir des essais de pénétration dynamique à pointe conique

La liquéfaction des sols demeure l'un des phénomènes les plus critiques en géotechnique sismique, affectant la stabilité des infrastructures sensibles soumises à des sollicitations cycliques. Si des approches robustes et largement validées existent pour les essais SPT et CPT, aucune méthodologie équivalente n'est aujourd'hui disponible pour les essais de pénétration dynamique à pointe conique (DPT), en particulier le DPSH (ISO 22476-2), malgré leur large diffusion et leur fort potentiel opérationnel. Ce projet de thèse vise dans un premier temps à développer un cadre méthodologique complet, rigoureux et reproductible pour l'interprétation et la normalisation des essais DPT appliqués à l'évaluation du potentiel de liquéfaction sous sollicitation sismique. Le travail reposera sur l'élaboration d'un cadre complet de correction des mesures, prenant en compte les principaux facteurs influençant la résistance à la pénétration, notamment : l'efficacité du transfert d'énergie lors du battage le long des barres et vers le sol ; les pertes par frottement le long des tiges, les effets de pression interstitielle, les conditions de contrainte effective (effet du confinement) ainsi que les aspects propres aux appareillages (angle du cône, hauteur de la jupe, rapport diametre tige/pointe…). Ces corrections permettront de définir un indice de pénétration normalisé, noté (N₁)₆₀ᴰᴾᵀ, analogue au paramètre (N₁)₆₀ du SPT, constituant la pierre angulaire du cadre méthodologique proposé et permettant par la suite l'établissement de corrélations robustes avec le Cyclic Resistance Ratio (CRR). Au-delà de cette approche empirique, la thèse propose dans un deuxième temps, mais en parallèle, une extension conceptuelle majeure en intégrant les principes de la mécanique des états critiques (Critical State Soil Mechanics). Elle visera à explorer la capacité des mesures des essais DPT (ISO 22476-2) à fournir un accès indirect mais fiable aux paramètres fondamentaux d'état des sols, notamment le state parameter (ψ) et la position relative par rapport à la Critical State Line (CSL), et, par conséquent, sur son comportement contractant ou dilatant, qui contrôle directement sa susceptibilité à la liquéfaction. Ces informations sont en effet très utiles dans les campagnes de reconnaissance préalable des sites à grande susceptibilité (barrages, digues, tailings dams, fondations superficielles…). L'originalité du projet réside ainsi dans le développement d'un cadre unifié, combinant : 1. une approche d'ingénierie basée sur la standardisation de la mesure DPT et les corrélations avec le CRR, 2. une approche mécaniste fondée sur l'état critique des sols (CSL), et 3. une approche d'innovation industrielle en étudiant le dévéloppement des mesures complémentaires au DPT. Ces approches constituent une avancée scientifique majeure, permettant de relier les mesures in-situ effectuées à l'aide des pénétromètres dynamiques à pointe conique aux mécanismes fondamentaux du comportement des sols, tout en conservant une forte applicabilité en ingénierie. À terme, cette recherche a vocation à fournir les bases scientifiques et techniques nécessaires à la standardisation internationale des méthodes d'interprétation de l'essai au DPT (ISO 22476-2), et à positionner cet essai comme un outil complémentaire pour l'évaluation de la liquéfaction et la caractérisation avancée des sols, notamment dans des contextes où les méthodes conventionnelles présentent des limitations. École doctorale : SIE - Sciences, Ingénierie et Environnement Direction : Philippe REIFFSTECK Financement : CIFRE ANRT