Considérons (figure 6.10.a) le remplissage d’un bassin sédimentaire se faisant avec un niveau supérieur de l’eau constant. Nous allons suivre dans ce bassin l’évolution des contraintes en fonction du remplissage. La figure 6.10.a représente le bassin à 2 stades successifs de remplissage. Puisque le niveau d’eau est constant, on conserve la même valeur de u. Par ailleurs, on suppose que le dépôt se fait suffisamment lentement pour être en conditions drainées, donc au fur et à mesure du remplissage, les suppléments de contrainte totale liées aux dépôts se transforment en suppléments de contrainte effective. La figure 6.10.b représente les valeurs des contraintes en fonction de la profondeur pour les deux niveaux de remplissage.

Fig 6.10 : Remplissage d'un bassin sédimentaire

• a : évolution du niveau du sédiment
• b : contraintes dans le sol avec deux niveaux de remplissage
• c : diagramme de l'indice des vides e en fonction de la contrainte effective
  pour le point M (Noter que le point A correspondant à la fin du remplissage)

Si l’on se place au point M, on peut alors tracer dans un diagramme e – log σ’v, la variation de l’indice des vides en fonction de celle de la contrainte effective. La figure 6.10.c. donne le diagramme correspondant : l’augmentation de σ’v entraîne une diminution linéaire de e si l’on prend une échelle en logarithme de σ’_v.

Attention, si l’on se place dans un diagramme e – σ’_v, la loi n’est plus linéaire, la forme est similaire à celle de la figure 6.9 en chargement.

Si le chargement s’arrête lorsqu’on atteint le point A (fig. 6.10.c), fin du remplissage du bassin, on note la contrainte effective atteinte qui est la plus grande subie par le sol, on la note p’_c et c’est la pression de consolidation du sol (à ce stade, la pression de consolidation p’_c est égale à la contrainte effective actuelle notée p’_o). La détermination expérimentale de cette grandeur s’effectue lors d’un essai oedométrique (voir chapitre 8).

Le sol au point A est dit dans un état normalement consolidé. Un tel état ne se rencontre dans la nature que dans le cas de sols « récents » non soumis à d’autres facteurs pouvant entraîner une modification de l’état à la fin du dépôt (tels que phénomènes de diagenèse, ou autres).

Dans l’état normalement consolidé, quelle est la contrainte horizontale ? Elle va dépendre des conditions de déformation dans le sens horizontal. Si l’on est dans un sol au repos, on aura :

σ'_h = K_o σ_v’.

La figure 6.11 montre les variations de u, σ’_v et σ’_h dans un sol normalement consolidé en fonction de la profondeur.

Fig 6.11 : Etat des contraintes en fonction de la profondeur La contrainte verticale
est toujours supérieure à la contrainte horizontale pour les sols normalement consolidés.

Si une nouvelle phase de chargement se produit (nouveau dépôt, construction…), le sol se déformera de nouveau en suivant une loi identique à celle qui a conduit au point A (fig. 6.12).

Fig 6.12 : Chargement d'un sol normalement consolidé