3. Critères à prendre en compte dans le dimensionnement des gabions

3.1. Contraintes transmises par le terrain - Termes généraux

Les matériaux situés sous l’ouvrage et à l’amont du mur en gabion possèdent des caractéristiques géotechniques qu’il est nécessaire de prendre en compte dans la stabilité de l’ensemble.
    

3.1.1. Poids des terres

Le poids des terres qu’exercent les matériaux situés à l’amont du mur s’exprime par une force (en N) exercée sur une unité de volume (m3). L’ordre de grandeur est 17 à 20 kN/m3 (ou 1,7 à 2,0 tonnes/m3).  

Lors de la mise en place des gabions, le talus amont est déblayé sur toute la hauteur de l’ouvrage avec une pente garantissant la stabilité du massif. Une fois le mur installé, le vide sera comblé par des remblais insensibles à l’eau, soigneusement compactés, d’un poids volumique estimé à γ_h = 20 kN/m3.

3.1.2. Cohésion et angle de frottement interne

La cohésion s’exprime en Pascal (1 Pa = 1 N/m2). L’ordre de grandeur de la cohésion des terrains habituellement rencontrés est de 0 à 15 kPa.

L’angle de frottement interne d’un matériau s’exprime en degrés (°). Il s’agit de la pente naturelle d’un matériau dépourvu de cohésion.
(Pour appréhender l’angle de frottement interne, on pourrait superposer 2 planches de composition équivalente (rugosité similaire) Inclinez celle de dessous. L’angle formé par la planche avec l’horizontale à la limite du glissement de la planche du dessus est considéré comme étant l’angle de frottement interne.)

Quelques ordres de grandeur pour des sols non saturés en eau :

Pour comparaison,  le poids volumique de certaines roches* :

 
*Les matériaux de remplissage des gabions doivent être non gélifs, non friables, et non évolutifs dans le temps.

3.1.3. Pente du talus à l'amont du mur

La pente du talus à l’amont du mur a une incidence sur la poussée exercée sur le mur. L’angle du terrain à l’amont est appelé ε, et s’exprime en degrés (°).

3.1.4. Eventuelle surcharge en tête d'ouvrage (talus, charge ponctuelle ou surfacique)

Une surcharge appliquée en tête de talus peut être distribuée de manière homogène (répartie uniformément) ou hétérogène.
Par exemple, un remblai en tête de talus représente une surcharge homogène. Un abri bus, un transformateur, une glissiere de securité peuvent être associé à une surcharge ponctuelle.

3.1.5. Poussée active

La poussée active est la résultante de tous les paramètres énoncés ci-dessus. Elle est définie par une contrainte et l’angle qu’elle exerce sur un plan vertical fictif à l’aplomb arrière du mur. Il s’agit de la poussée à laquelle le mur devra résister.
Le gabion étant une structure déformable, nous pouvons admettre que les matériaux sur toute la hauteur H sont engagés dans le calcul de la poussée active.

Même si la pression s’exerce sur toute la hauteur du mur, la résultante de la poussée active (contrainte exprimée en kPa) est appliquée à 1/3 de H à partir de la base du mur.
Le coefficient de poussée active K_a énoncé dans le schéma ci-dessus, est fonction de l’angle de frottement des matériaux γ, de la pente du talus ε, et de l’angle que forme l’écran à l’aplomb du mur avec l’horizontale β.
Des abaques permettent d’obtenir le coefficient Ka en fonction de ces 3 paramètres.

3.1.6. Géométrie du mur

La base B de l’ouvrage de soutènement en gabions se détermine habituellement par B=1/2 * (1+H), et pour les remblais renforcés par B = 0.6 à 0.7H avec H : hauteur de l’ouvrage.
A partir de la base, la section de chaque nouveau niveau est diminuée de 0 a 50 cm. De manière générale prévoir des gradins (même petits) en aval du mur.
Poids volumique des matériaux de remplissage : 20-30 kN/m3.

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