L`apport du logiciel ANGELINE aux études géotechniques de tracés
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1. Introduction ANGELINE est un logiciel mis au point pour aider l laboration des tudes g otechniques de trac s tra vail sur profils une chelle au moins gale au 1 5 000 Ce logiciel fonctionne actuellement au Laboratoire R gional des Ponts et Chauss es d Angers LRPC o il est utilis en routine On peut consid rer qu il se d compose en deux par ties cr ation et gestion d un fichier de sondages et d es sais Cette partie s appuie sur le logiciel NANTUCKET Elle permet de cr er mettre jour g rer et diter les r sultats des sondages m caniques et des essais de sols ex cut s pour une tude donn e cr ation et gestion d informations graphiques en particulier le profil en long g otechnique en format au maximum Ce module d ANGELINE est une application d AUTOCAD version 11 logiciel de DAO Dessin Assist par Ordinateur recommand par le minist re de l quipement ANGELINE mis au point par le LRPC d Angers et la division Informatique du CETE de l Ouest est actuellement en cours de diffusion dans le r seau des Laboratoires des Ponts et Chauss es Il a t soumis l avis de ceux ci plusieurs reprises ainsi qu des ma tres d uvre et sa version actuelle est consid r e comme op rationnelle 49 LJ lt m LL LL _ 2 g 2 x LL zZ Principes de fonctionnement d ANGELINE Le fonctionnement ANGELINE repose2. eau rencontr s les diffi cult s de forage puis les r sultats des mesures de teneurs en eau et des essais d identification de sols Durant cette phase est aussi tabli le profil en long brut Ce profil en long est obtenu par recopie de la disquette du projeteur si elle est compatible par exemple sous micropiste ver sion 3 0 ou 3 1 ou par digitalisation des lignes terrain naturel et projet ligne rouge du profil en long projet L appel du num ro de sondage correspondant dans le fichier avec positionnement du digitaliseur au bon endroit sur le profil en long permet le dessin automa tique du log de sondage avec cotes et teneurs en eau sur le profil en long brut CENTRE _D ETUDES TECHNIQUES DE L EQUIPEMENT R f rence 02907226 LABORATOIRE REGIONAL D ANGERS SONDAGE NGS XR Projet ou chantier Rocade Est du MANS entre RD 301 et RN 23 Est Etude G otechnique Feuille n 1 Date 20 02 91 Sondeuse S didril 550 Outil Tari re Diam tre 200 nm Coordonn es X Y Z 46 59 Description g ologique Niveau d eau observ 11 20 m T N apr s 312 00 heures Terre v g tale marron fonc jusqu 0 20 m Limon beige argileux jusqu 0 50 m Argile marron orang consistante avec quelques l ments roul s de 2 20 m Argile rouge tre consistante Argile marron orang e consistante avec de nombreux graviers gr seux de 5 20 mm Limon beige finement sableux plastique humide Ra entis
3. tre produit ais ment par AUTOCAD moyennant un cadrage soign par rapport au fond de plan d Les ventuels carnets de r sultats de g ophy sique r sistivit sismique produits sur sup ports informatis s par des micro ordinateurs de saisie et de d pouillement non rattach s pour l instant au logiciel ANGELINE e Un profil en long dit g otechnique form pour une part du profil en long du terrain naturel de la ligne projet g n ralement appe l e ligne rouge ainsi que d informations g o graphiques localisations de r tablissements de cours d eau abscisses num ros de profils et enfin d informations g otechniques non ou peu interpr t es telles que les implantations des sondages avec leurs cotes et valeurs de teneurs en eau niveaux d eau etc En outre le profil en long est le support de l interpolation entre sondages des limites de formations ainsi que de la caract risation de ces formations caract risation par la nature g ologico g otechnique et par la classification de nature et d tat suivant la Recommandation pour les Terrassements Routiers Cette der ni re partie constitue l essentiel de l interpr tation du g otechnicien Enfin les profils en long g otechniques portent g n ralement un cartouche contenant d une part des informations localis es concernant des zones pr cises du dessin qualit de plate forme dimensionnement des chauss es et donc comprises e
4. logiciel ANGELINE pr voit la saisie de ces sondages et des essais corres pondants le plus en amont possible Cette sai sie sert l dition des sondages et compl ter le profil en long g otechnique et les feuilles de synth se Comprenant une part d interpr ta tion ils sont dit s d finitivement en fin d la boration de l tude et peuvent donc subir des mises jour durant l tude g Des feuilles de synth se voqu es plus haut dont l objectif est de r capituler par formation g ologico g otechnique individualis e les r sultats des essais effectu s sous forme graphi que fig 3 ainsi que les conclusions tant au niveau description que dimensionnement pour le projet routier Les essais saisis pour les feuil les de sondages sont galement r utilis s pour ces feuilles de synth se de fa on automatique En r sum l application ANGELINE porte essentiellement sur les profils en long g otech niques le carnet de sondages et les feuilles de synth se Utilisation du logiciel ANGELINE On peut d composer l utilisation d ANGELINE en 4 phases tableau I Phase 1 Collecte et saisie des informa tions g otechniques Cette premi re phase comprend la constitution pr alable d un fichier de sondages o l on saisit les m thodes dates et num ros de forages les cotes des limites de couches et les descriptions des sols de la coupe tablie par le sondeur les ventuels niveaux d
5. opportunit du regroupement effectu et ventuellement conduire modifier cette interpr tation Les formations sont d sign es par un num ro qui indique leur nature par exemple n 2 pour l argile de d calcification peu plastique class e en A2 A3 dans la classification RTR Ce num ro peut tre compl t par deux lettres au maxi mum pour indiquer l tat de la formation comme th pour tr s humide Le nombre d tats possibles pour une formation n ex de pas 6 Ainsi pour la formation n 2 on obtient 2 th tat tr s humide 2 h tat humide 2 m tat moyen 2 s tat sec 2 ts tat tr s sec Les num ros et noms de formation introduits dans le fichier de sondages ne comportent que la nature pas l tat Par contre les forma tions distingu es sur le profil en long g otech nique peuvent tenir compte de l tat On peut donc tracer les limites de la formation n 2 en faisant appara tre les diff rents tats dans les quels elle peut se trouver cf ci dessus Ainsi la formation est elle identifi e deux niveaux son num ro pour la nature et une ou deux let tres rajout es pour pr ciser l tat Cette deuxi me phase peut aussi tre ex cut e en minute sur le profil en long brut par le g o technicien Dans ce cas celui ci ne dispose plus de laide apport e par l usage des feuilles de synth se en cours d laboration d autre part ce profil en long minute sera ensuite
6. sur les principes suivants e Le regroupement des coupes et informations obtenues par sondages m caniques sur le ter rain et des r sultats des essais de sols effectu s sur les pr l vements dans un fichier sonda ges que l on peut alimenter en plusieurs fois mettre jour diter et appeler pour travailler sur la partie graphique e L tablissement d un fichier graphique per mettant la production d un profil en long brut c est dire non interpr t Ce profil en long brut comprend le profil en long du terrain naturel et de la ligne projet avec cr ation d un cartouche classique donnant les caract risti ques g om triques du profil Ces donn es sont cr es par digitalisation ou par transfert d un fichier existant s il est compatible Le profil en long brut est compl t par le des sin automatique des logs de sondages avec affi chage des cotes des changements de couches des teneurs en eau fig 1 Ce profil en long brut et le fichier sondages sont les supports principaux de interpr ta tion On constate que l tablissement de ces fichiers n a pratiquement pas requis d interpr tation et qu ils peuvent donc tre cr s par du personnel d ex cution Fig 1 Profil en long brut cr sur ANGELINE e Le parti pris d ANGELINE est de laisser lin terpr tation aux soins du seul g otechnicien il n y a pas de trac interpr tatif automatique qui sur la base des fi
7. 0 2a OO A EL e O H 3 o 1 2345 6 7 8 910111213 14 15 1617 181920 21 22 2324 25 26 27 Teneurs en eau 3 Dates du pr l vement EZZ Mat riaux terrass s C Mat riaux non terrass s o amp 19 du7 10 83au4 4 91 5a g 7 6 8 i 8 3 2 012345 67 8 9 10111213 14 15 1617 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Teneurs en eau Classification RTA 1976 apr s mise en remblai De nature Fig 3 Feuille de synth se par formation sol meuble cr e par ANGELINE N Dossier 02907226 Page 2 4 Rocade Est du Mans entre CD 301 et RN 23 Est tude G otechnique Prof arase sous ligne rouge 0 8 m Largeur Pente platef talus m D G 27 0 211271 Fig 4 Estimations sommaires de volumes effectu s par ANGELINE sur la base des hypoth ses g om triques rappe l es ci contre Productions et utilisation d ANGELINE Productions du logiciel ANGELINE Les dossiers d tudes g otechniques de trac s comprennent classiquement a Un rapport dactylographi le plus souvent d pourvu de dessin Ce rapport n est pas concern par le logiciel ANGELINE b Un plan de situation petite chelle qui n cessite un temps de dessin relativement court Ce plan n est pas non plus concern par le logiciel ANGELINE c Un plan d implantation des sondages investi gations g ophysiques etc Ce plan rapide ex cuter par un dessinateur ne rel ve pas de lap plication d ANGELINE Il peut
8. R SUM L informatisation des op rations relatives aux reconnaissances g otechniques de trac s rou tiers ou ferroviaires permet de gagner la fois en rapidit et en fiabilit lors des phases fina les de l laboration des projets L article d crit le logiciel d velopp au Labora toire R gional des Ponts et Chauss es d Angers pour r pondre aux besoins des ing nieurs g o techniciens proc dures de saisie des donn es g om triques insertion des donn es g otechni ques coupes de sondages essais de sols inter pr tation dessin automatique calcul des volu mes de mat riaux extraits des d blais et n cessaires l dification des remblais afin d optimiser le mouvement des terres etc Le logiciel a t d velopp sur la base d AUTOCAD Il est compatible avec diff rents logiciels d tude de projets routiers MOTS CL S 21 41 Trac des routes Logi ciel Saisie des donn es Sondage M cani que des sols Essai Interpr tation Dessin assist par ordinateur Volume D blai Remblai ANGELINE Bull liaison Labo P et Ch 182 nov d c 1992 R f 3702 L apport du logiciel ANGELINE aux tudes g otechniques de trac s Herv HAVARD Directeur adjoint Laboratoire R gional des Ponts et Chauss es d Angers Gilles SINOIR Technicien sup rieur Division Informatique organisation gestion Centre d tudes techniques de l quipement de Nantes
9. ches envisag es ici Cette deuxi me phase est r alis e par un g o technicien qui va assurer linterpr tation de l tude Il s agit d un travail tr s interactif qui s apparente plus de la conception qu du dessin Cette phase consiste tablir sur le 53 profil en long l interpr tation de type g ologi que entre les sondages d finition sur les son dages des bonnes limites de formation et trac entre les sondages de l extension la plus proba ble de ces limites en faisant simultan ment une synth se des r sultats d essais et des cou pes de sondages pour s assurer de ce que la population regroup e dans une m me forma tion a une homog n it acceptable remplis sage simultan des feuilles de synth se La deuxi me phase est ex cut e par le g o technicien avec possibilit de retours en arri re et mises jour directement sur la table digitaliser tout en v rifiant l cran les interpr tations graphiques ainsi que le rem plissage correct des feuilles de synth se Lorsque le g otechnicien trace une limite de formation celle l recoupe les sondages une cote qu il choisit ANGELINE entre alors les r sultats des essais effectu s sur la tranche de sondage int gr e dans la formation dans la feuille de synth se correspondant cette formation Ces nouveaux essais sont report s graphiquement en points brillants par rapport aux autres afin de pou voir juger de l
10. chiers cr s ci dessus d ventuelles autres informations actuellement non int gr es dans ANGELINE par exemple la g ophysique et de ses comp tences va tra cer au digitaliseur son interpr tation des limi tes de formations en utilisant le r ticule du digitaliseur e Le trac interpr tatif des limites de forma tions est ex cut par le g otechnicien qui affi che au pr alable quelle formation il d limite 50 D no crane de be Sem 2e le toit de la formation est g n ralement mais pas obligatoirement constitu par le terrain naturel ou par le mur d une formation d j entr e dans ANGELINE et dont il va tracer le mur fig 2 On d limite les formations en com men ant par les plus superficielles ANGELINE laisse enti rement libres les crit res d finis par le g otechnicien pour d cider du rattachement d un volume de sol une formation En cas d er reur le g otechnicien peut revenir sur son interpr tation T 30 sondage tari re 7777 arr t de sondage sur refus 0 5 cote de profondeur formation 4 18 teneur en eau naturel C7 tat moyen ou sec d RTR NY cote d un niveau d eau 77 tat humide cf RTR Fig 2 Profil en long g otechnique cr par ANGELINE e Lorsque le trac du mur de la formation i traverse un sondage les r sultats des essais ex cut s sur les sols compris dans la tranche du sondage int gr e dans la formation sont r capitul s graph
11. digitalis sous ANGELINE sans doute par une autre personne avec des risques d erreur de trans cription importants et bien connus 54 Phase 3 Finitions du profil en long Calcul de cubature Cette phase ne comprend plus de conception Si l on veut afficher une trame par formation sur le dessin du profil en long il suffira de la choisir pour la faire dessiner Par ailleurs ANGELINE peut calculer une cubature approximative des formations par d blai au dessous d une ligne de terrassement d finir par rapport la ligne rouge ainsi qu une cubature des besoins en mat riaux par remblai fig 4 Ceci permet au projeteur de disposer rapidement d l ments permettant d tablir des esquisses de mouvements de terre pour pr voir la meilleure valorisation possible des mat riaux de d blai et d optimiser la posi tion de la ligne rouge Ces calculs se font sur la base d hypoth ses simples pentes de talus largeur de plate forme non compatibles avec des d nivel es transversales importantes du terrain naturel ou des limites de formations Phase 4 Mise jour de la ligne rouge Elle permet une reprise automatique du profil en long g otechnique et des feuilles de syn th se lorsque l on modifie la ligne rouge en particulier la suite d valuations de volumes telles qu elles sont pr vues en phase 3 Ressources informatiques Le logiciel ANGELINE fonctionne sur micro ordinateur en MS DOS PC 386 ou
12. iquement dans la feuille de synth se de la formation i fig 3 e Une formation ainsi d limit e peut correspon dre plusieurs classes de nature de la classifi cation de la Recommandation pour les Terras sements Routiers exemple A2 A3 RTR 1976 Il est possible de la faire correspondre un seul tat de cette m me classification e Lorsque les formations sont d limit es sur profil en long il est possible de leur appliquer une trame e ANGELINE permet un calcul de volume sommaire des diff rentes formations rencon tr es par d blai et des volumes de remblai fig 4 e En cas de modification du profil en long du projet celui ci peut tre corrig sur la table digitaliser et ANGELINE met jour les feuil les de synth se par formation et les calculs de cubature CETE LR Angers Formation 2 Dossier 02907226 Annexe E2 page 2 2 R SULTATS DES ESSAIS DE SOL Fraction inf rieure 50 mm Analyse granulom trique Tamisats cumul s Diagramme de plasticit Limites d Atterberg sur fraction 0 0 40 mm Maille mm 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1 Valeur bleu du sol VBs fraction 0 50 mm Nombre Equivalents de sable ES Inconnu de fraction 0 5 mm 100 pos valeurs 5 amp 80 est y3 2 3 2 S 20 20 E to 10 15 25 35 45 55 65 75 85 95 100 E o o1 02 0225 6 810 gt 2
13. mieux 486 Il utilise le logiciel AUTOCAD l cran du micro ordinateur il faut ajouter un autre cran haute d finition ainsi qu une table digitaliser et un traceur en format Ap et une imprimante laser Conclusion Le logiciel ANGELINE am ne des am liora tions importantes conduisant supprimer au maximum le travail de dessin de simple recopie en le rempla ant par un tra vail de digitalisation et permettre le travail direct du projeteur sur ordinateur en vitant l tablissement de minutes manuscrites Ceci permet de r duire au minimum le temps de dessinateur n cessaire ainsi que les habituel les erreurs de transcription ne saisir qu une fois les informations en particulier pour les sondages et les r sultats d essais fichier sondages qui sont ensuite r utilis es automatiquement pour les diverses pi ces produites am liorer la qualit des tudes par une meilleure pr sentation et surtout en permet tant une valuation sommaire dans l tude g otechnique de volumes de remblai n cessai res ainsi que des volumes de d blai disponibles par type de mat riaux nature et tat et par d blai Ces estimations m me sommaires elles ne tiennent pas compte des r tablissements en particulier permettent d s ce stade d tablir une premi re esquisse de mouvement de terre et ainsi conseiller le projeteur sur d ventuelles modifications de ligne rouge pour am liorer l quilibre des
14. ntre des lignes reliant le texte au dessin du profil en long d autre part des informations plus g n rales d crivant les for mations rencontr es sur une grande partie ou l ensemble du profil en long et qui n ont donc pas besoin d une localisation pr cise sur le car touche Ces profils en long g otechniques constituent un gros travail de recopie pour le dessinateur et l abondance des informations contenues g n re souvant des erreurs difficiles d tecter et pourtant tr s g nantes puisqu il s agit du document de base de l tude g otechnique Ces profils en long sont les plus concern s par les fonctions d ANGELINE 51 f Un carnet de sondages o chaque feuille com prend fig 5 sous une forme standard des ren seignements g n raux n du sondage date et en ordonn e les cotes correspondant aux pr l vements Ceux ci sont d crits par le sondeur dans une colonne en texte libre Dans une autre colonne sont port s les num ros des formations g ologico g otechniques concern es dans une autre encore la valeur des teneurs en eau natu relles pr lev es rapport es la bonne cote enfin dans les suivantes entre deux ordonn es indiqu es par le sondeur les r sultats d essais d identification limites d Atterberg granulom tries Il doit tre possible de ramener tous les types de sondage ex cut s y compris forages avec cuttings et p n trom tres ce mode de repr sentation Le
15. sement important 8 00 m Fig 5 Coupe d un sondage m canique dit par ANGELINE 52 TABLEAU I Sch ma d utilisation du logiciel ANGELINE par phases formations du PL ventuel Estimation des cubatures Modification de la ligne rouge Saisie de la nouvelle ligne rouge Phase 4 Profilen long Profilen long g otechnique tram Tableau des cubatures Tableau des cubatures Profil en long Profil en long g otechnique modifi Feuilles de synth se Feuilles de synth se modifi es Tableau des cubatures Tableau des cubatures modifi es Cette premi re phase s ach ve avec la fin des essais de sols pour identification Elle ne requiert pas d intervention particuli re d un g otechnicien sur ANGELINE A l issue de cette phase on peut diter le fichier de sonda ges et un profil en long brut de travail pour pr sentation et ventuellement pour commen cer linterpr tation en minute Il se trouve que la fin de cette phase est fr quemment mise profit pour un premier change entre le g otechnicien et le projeteur et cet entretien peut donc se faire sur la base de documents de qualit rofil en long Phase 2 Interpr tation g otechnique Elle ne peut d buter que lorsque tous les essais de sols sont achev s y compris les essais de compactage PROCTOR et que F tude g ophysique ventuelle est enti rement d pouill e travail ind pendant des t
16. terres et optimiser le projet modifier facilement les pi ces graphiques de l tude g otechnique lorsque des changements interviennent au projet ou lorsque de nouvelles informations peuvent tre int gr es par exem ple nouvelle campagne de sondages disposer d une tude sur support informati que et donc facilement transf rable sur le sup port du projeteur et int grable un logiciel de suivi de chantier L utilisation de ce logiciel par le LRPC d Angers depuis plus d un an a permis d appr cier en particulier des gains de productivit la sou plesse voqu e ci dessus pour faire voluer l tude modifications d chelle du projet et une meilleure qualit des documents graphi ques ANGELINE doit encore voluer pour int grer d autres types de sondages et essais que ceux pr vus pour l instant ce qui facilitera son emploi dans les diff rents contextes g ologi ques rencontr s en France R F RENCES BIBLIOGRAPHIQUES LCPC SETRA 1976 Recommandation pour les ter rassements routiers 1 tablissement des projets et conduite des travaux de terrassements 36 p 2 Utilisation des sols en remblai et en couche de forme 42 p 3 Compactage des remblais et des couches de forme 20 p janv AUTODESK 1990 Manuel d utilisation du logiciel AUTOCAD version 11 d c HAVARD H SINOIR G 1992 ANGELINE logi ciel d aide l laboration des tudes g otechniques de trac s Colloq
17. ue International G otechnique et informatique Paris sept Minist re de l quipement 1992 Manuel de forma tion au logiciel AUTOCAD Modules 1 et 2 LCPC SETRA 1992 R alisation des remblais et des couches de forme Guide technique 2 fascicules sept 55
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