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Special Lecture /
Conférences spéciales
Proceedings of the 18
th
International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013
En revanche la capacité portante sous charge horizontale d’un
groupe de micropieux s’avère être semblable à celle d’un groupe
de pieux.
5.3
Groupes de micropieux. Méthodes de calcul numériques
5.3.1. Programme GOUPEG
En 1994 Maleki et Frank ont développé le programme GOUPEG
pour les groupes de micropieux à partir du programme GOUPIL-
LCPC de 1989 qui utilise les fonctions de transfert pour les
chargement axiaux (courbes de mobilisation
t-z
pour le
frottement latéral axial) et pour les chargements latéraux
(courbes de réaction latérale
p-y
). Leur étude a consisté à
introduire dans GOUPEG l’effet de groupe dans le cas de forces
axiales. Il s’agit d’une méthode « hybride » dans laquelle on
utilise les solutions en élasticité de Mindlin pour calculer de
façon automatique les déplacements induits sur les pieux voisins
et ainsi déterminer les facteurs type «y» (c'est-à-dire les
déplacements z) pour corriger les courbes de mobilisation
t-z
du
frottement latéral (et de la résistance en pointe
q-z
p
). Le
programme GOUPEG a été validé en comparant les coefficients
d’interaction
F
obtenus avec les solutions bien connues en
continuum élastique de Poulos et Davis (1990).
5.3.2. Interprétation des essais de Rueil Malmaison.
Ces essais furent réalisés sur 4 micropieux verticaux : 1
micropieu isolé et 1 groupe de 3 micropieux espacés de 1m et
tirés en traction. Ces micropieux étaient constitués de tubes
d’acier de diamètre B = 89 mm avec une longueur libre de 14 m
dans les alluvions et une longueur scellée de 5 m dans la craie
sous-jacente (B = 125 mm). Ils étaient instrumentés en 8 sections
avec un extensomètre amovible du LCPC pour déterminer le
frottement le long du fût. Plusieurs calculs du chargement en
traction ont été faits avec GOUPEG et chaque fois les lois de
mobilisation du frottement latéral furent celles de Frank et Zhao.
Pour l’interaction entre les micropieux et l’utilisation des
solutions de Mindlin, un module d’Young E= 10 E
M
(E
M
module
pressiométrique) a été pris.
Figure 7. Comparaisons entre les courbes de chargement en traction
mesurées et calculées des micropieux du groupe. (Essai de Rueil-
Malmaison)
La figure 7 donne les comparaisons entre les courbes de
chargement mesurées en tête de chaque micropieu du groupe et
les courbes calculées avec GOUPEG. suivant 2 hypothèses pour
le frottement latéral limite (I. Valeur moyenne mesurée sur le
micropieu isolé. II. Valeur moyenne mesurée sur le groupe). Les
résultats sont satisfaisants sachant que la longueur libre du
micropieu isolé est inférieure à 14m à cause d’une remontée de
coulis.
5.3.3. Analyse de l’essai de chargement latéral à St Rémy.
Le programme GOUPEG a été étendu à l’analyse des groupes de
micropieux sous chargement latéral, toujours avec utilisation des
équations de Mindlin. Il a ainsi permis d’étudier les chargements
vertical et latéral d’essais en vraie grandeur sur le site
expérimental en sable du CEBTP à St Rémy, comprenant des
micropieux isolés et en deux groupes de 4 de caractéristiques :
S/B = 2 ; D = 5m ; B = 10 cm ; I
D
= 0, 57. Les données
nécessaires à l’analyse étaient les courbes «
t-z »
pour le
frottement latéral, « q-z » pour la résistance en pointe et « p-y »
pour la résistance latérale, courbes exclusivement tirés des essais
pressiométriques effectués sur le site. Pour le calcul de l’effet de
groupe (interaction pieu-sol-pieu), le module de cisaillement G
du sol (intervenant dans les équations de Mindlin) a dû être
évalué. La figure 8 montre la comparaison des résultats
expérimentaux et des calculs GOUPEG pour le groupe de
micropieux de type II (coulis mis par gravité). On constate que la
méthode pressiométrique développée pour les pieux est
également valable pour les micropieux et que, pour le groupe de
micropieux, la tendance donnée par GOUPEG représente bien la
réalité.
Figure 8. Comparaison des courbes effort-déplacement mesurées et
calculées par GOUPEG dans le chargement horizontal d’un groupe de
micropieux de type II.(Essai de St Rémy)
5.4
Réseaux de micropieux chargés verticalement.
Les recherches expérimentales sur les réseaux de micropieux,
dans lesquels tous les micropieux sont inclinés et où des
chargements verticaux ont été effectués, sont rares. Les
nombreux essais réalisés dans FOREVER sur des réseaux
chargés verticalement dans du sable ont permis d’analyser
l’influence des paramètres suivants : espacement des
micropieux, densité du sable, densité et enchevêtrement des
micropieux.
L’orientation des micropieux dans un réseau est caractérisée
par deux angles : l’angle
de l’inclinaison du micropieu avec la
verticale et l’angle
, appelé angle d’enchevêtrement, entre le
plan vertical contenant le micropieu et le plan vertical tangent au
cercle horizontal centré au milieu de la fondation et passant par
la tête du micropieu. Un réseau enchevêtré est caractérisé par des
valeurs négatives de
(
<0°ou >180°) qui permettent aux
micropieux d’avoir des distances entre eux plus faibles qu’en
tête conduisant à un plus grand confinement du sol entre les
micropieux.
Les premiers résultats expérimentaux ont été établis par Lizzi
(1978) qui a comparé en modèle réduit au 1/10 les
comportements d’un groupe et d’un réseau de 18 micropieux
chacun. L’amélioration apporté par le réseau était donné par le
coefficient d’efficacité C
e
= 1,68 , rapport entre les capacités
portantes du réseau et du groupe, ou Ce
0
= 1,22 , rapport entre la
capacité portante du réseau et la somme des capacités portantes
des micropieux isolés verticaux.
Le PN FOREVER a réalisé un ensemble de 20 essais sur des
réseaux dans du sable (vraie grandeur, centrifugeuse, cuve,
chambre d’étalonnage) en faisant varier les paramètres. Le
premier résultat est la grande dispersion des valeurs du
coefficient Ce
0
(0,51 à 2,93) qui s’explique en partie par le mode
de mise en place des micropieux : fonçage, forage, moulage.
L’espacement relatif S/B n’apparaît pas comme un paramètre
principal. La densité du sable n’a guère pu être étudiée car pour
tous les essais l’indice de densité I
D
du sable était voisin de 0,5
