Il s’agit d’un appareil dit de cisaillement direct (fig. 9.2) constitué de deux demi-boites dans lesquelles est placée l’éprouvette d’essai. A la base et au sommet de l’éprouvette, on trouve des plaques drainantes. L’ensemble est placé dans un porte-boîte non dessiné sur le schéma.

Le principe de l’essai est simple : on applique une force N verticale au sommet de l’éprouvette qui crée une contrainte normale sur un plan horizontal. Dans un second temps, on exerce sur la demi-boîte supérieure un effort horizontal qui va provoquer le déplacement relatif des deux demi-boîtes, on mesure cet effort en fonction du temps et on peut ainsi calculer la contrainte de cisaillement dans le plan horizontal séparant les deux demi-boîtes.

De plus, on mesure le déplacement vertical de l’éprouvette Δh et le déplacement horizontal Δl.

A partir de là, on peut déterminer en fonction du temps :

• la contrainte normale σ_n ;
• la contrainte tangentielle τ ;
• la déformation verticale Δh/h = εh ;
• la déformation horizontale Δl/l = εl.

Pour un effort vertical donné, c’est à dire pour une contrainte normale σn, on construit deux courbes (fig. 9.3).

• τ en fonction de εl ;
• εh en fonction de εl.

Sur ce graphe, les trois séries de courbe (1, 2 et 3) sont fonction de la contrainte normale imposée.

Il s’agit ensuite de déterminer sur la courbe (τ ; εl) le point qui correspond à la rupture, en fonction du critère choisi (figure 9.1).

Ceci permet d’obtenir pour chaque couple de valeurs (τ, σ_n) un point dans le plan de Mohr. Pour déterminer une courbe intrinsèque, il est nécessaire de réaliser l’essai avec plusieurs valeurs de N, ce qui donne les points dans le plan de Mohr (fig. 9.4). Il faut remarquer que durant l’essai, l’orientation des contraintes principales va changer.