Les données d'essais in situ de pénétration statique (CPT) ou d'essais modèles dans des couches profondes de sable de quartz dense à niveaux de contraintes élevés sont très rares, rendant difficile l'établissement de corrélations entre les résultats des essais CPT et les propriétés techniques des couches sablonneuses denses profondes. Des essais dans une chambre d'étalonnage haute pression ont été réalisés, en préparant des échantillons de sable dense avec une densité relative comprise entre 74 % et 91 % par la méthode de la « pluie de sable ». Des essais de pénétration statique ont été menés dans la chambre d'étalonnage à des niveaux de contraintes élevés de 0,5 à 2,0 MPa. Le comportement contrainte-déformation du sable de quartz dense sous hautes contraintes a été décrit par un modèle constitutif de Mohr-Coulomb corrigé, intégré à une méthode aux éléments finis grands déplacements lagrangienne-eulérienne arbitraire pour simuler numériquement les essais CPT. Cette méthode de grandes déformations évite efficacement la forte distorsion du maillage du sol autour de la pointe du cône, garantissant la convergence des calculs. Les résultats numériques concordent globalement avec les essais en chambre d'étalonnage, prouvant la fiabilité de l'analyse grands déplacements. L'analyse des données expérimentales et numériques révèle que la résistance à la pénétration de la pointe est fonction de la densité relative du sable et du niveau de contrainte, pouvant être exprimée dans la forme fonctionnelle de base utilisée à faible contrainte. Une analyse paramétrique suffisante a permis d'ajuster les paramètres de la formule de prédiction de la densité relative du sable de quartz dense sous hautes contraintes. La comparaison entre prédiction et résultats expérimentaux montre une bonne performance, avec une erreur relative inférieure à 30 %.

sable de quartz profond; sable dense; CPT statique; haut niveau de contrainte; chambre d'étalonnage; éléments finis grandes déformations