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Special Lecture /
Conférences spéciales
Proceedings of the 18
th
International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013
5.6.4. Réseaux de micropieux
En dépit du fait que les études et essais, réalisés par FOREVER
ne soient pas suffisamment exhaustifs, on peut néanmoins
donner les conclusions suivantes :
- Un réseau, quel que soit son nombre de micropieux, a un
meilleur comportement que le groupe équivalent.
- En ce qui concerne le comportement sous charge verticale,
les résultats expérimentaux sont pour le moins contradictoires.
- Pour obtenir un effet de réseau positif, les recommandations
faites pour les groupes doivent bien sûr être suivies,
particulièrement en ce qui concerne le nombre et la longueur des
micropieux ainsi que le confinement du sol.
- Dans les sols granulaires lâches à moyennement denses, qui
sont les plus avantageux à renforcer par micropieux, il est
possible d’obtenir un effet de réseau positif en comparaison avec
le groupe équivalent si on assure un confinement adéquat du sol
et, également, si les micropieux sont concentrés autant que
possible directement sous la charge appliquée. Cela implique que
les micropieux ne « sortent » pas de la surface de la fondation,
mais au contraire se dirigent vers l’intérieur (
< 0), pour assurer
un « clouage » maximum du sol. Cela est assez similaire au
concept proposé par Lizzi : une fondation de sol renforcé se
comportant comme un monolithe.
- Pour les sols granulaires denses qui sont difficiles à
compacter, il n’est pas possible d’obtenir un effet de réseau
positif.
- Il n’est pas possible à l’heure actuelle de dimensionner un
réseau de micropieux, sauf s’il s’agit d’un réseau simple
(chevalet). Cependant des méthodes se développent actuellement
utilisant les fonctions de transfert ou les techniques
d’homogénéisation.
- D’un point de vue pratique, l’idée qui prévalait à la fin de
FOREVER était qu’il était plus avantageux de ne chercher un
effet de réseau que dans le cas des micropieux forés et injectés
par gravité. Pour les micropieux injectés sous forte pression du
type IRS (injection répétitive et sélective), il est raisonnable de
penser qu’ils travailleront plus isolément en groupe ou en en
réseau simple.
5.6.5. Comportement sismique des micropieux.
L’analyse des dommages causés par des séismes, comme ceux
de Loma Prieta et de Kobé, a montré que les fondations qui
utilisaient des pieux en acier de petit diamètre ont mieux résisté
aux sollicitations sismiques que les pieux en béton de large
diamètre. Cette observation plaide en faveur de l’utilisation de
micropieux pour les fondations en zone sismique car ils
présentent à la fois flexiblité, ductilité et résistance à la traction.
Les micropieux s’avèrent particulièrement intéressants pour
réparer des structures qui ont subi des dommages lors de
tremblements de terre. Cette technique offre en effet aux
ingénieurs beaucoup de possibilités dans le dimensionnement
(nombre, inclinaison et arrangement des micropieux) ainsi
qu’une facilité de mise en place qui rend son utilisation
compétitive, en particulier dans les zones d’accès difficile.
L’utilisation des micropieux comme technique de
renforcement (groupes et réseaux) présente beaucoup
d’avantages supplémentaires car elle permet de créer un
composite sol/structure doté de propriétés mécaniques
particulières concernant la rigidité, la résistance et avant tout la
stabilité durant les tremblements de terre, en particulier dans les
sites présentant un risque de liquéfaction du sol.
La recherche faite par FOREVER sur ce sujet a inclu des
essais en centrifugeuse, des modélisations tridimensionnelles aux
éléments finis et également de simples modèles avec ressorts et
dashpots (voir Shahrour et Juran, 2004). Elle a permis une
meilleure compréhension du comportement des micropieux sous
sollicitaion sismique. Les principaux résultats obtenus sont les
suivants :
a) Les efforts transmis aux micropieux résultent d’une
interaction cinématique et d’une interaction inertielle.
L’interaction cinématique est modérée pour des micropieux
verticaux utilisés comme éléments de fondation. La grande
flexibilité des micropieux permet le calcul des efforts dus à
l’effet cinématique en supposant que les micropieux suivent le
déplacement du sol en champ libre.
b) Les forces d’inertie, résultant de l’accélération de la
structure, transmettent au groupe de micropieux une force
latérale et un moment de renversement. Les efforts latéraux et les
moments de renversement provoquent des forces de compression
et de traction dans les micropieux. Il est donc nécessaire de
dimensionner les micropieux pour qu’ils résistent à ces forces et
de prendre les mesures nécessaires pour que la fixation entre le
micropieu et la semelle résiste aux forces de traction. Il faut
noter que ce phénomène plaide en faveur de l’utilisation des
micropieux dans les zones sismiques.
c) Les systèmes de micropieux présentent un effet de groupe
positif qui peut être attribué à un effet de structure résultant de la
fixation des micropieux dans la semelle. Cet effet résulte de la
réduction du moment de flexion dans les micropieux et des
déplacements en tête lorsque l’espacement entre micropieux
décroit. En l’absence de quantification, cet effet peut être négligé
car il est conservatif.
d) L’absence de dommages observée dans plusieurs
tremblements de terre montre un comportement favorable des
pieux inclinés et flexibles. Les études effectuées par FOREVER
montrent que l’inclinaison des micropieux conduit à une
augmentation de la raideur de la fondation par rapport au
chargement sismique et à une augmentation des forces axiales
dans les micropieux.
e) L’utilisation de micropieux dans les sols liquéfiables
présente un grand intérêt. En effet les résultats obtenus en
centrifugeuse montrent que les micropieux confinent le système
sol/micropieux, ce qui a pour effet de réduire le mouvement du
sol, de retarder le développement de la pression interstitielle et
ainsi de réduire le risque de liquéfaction.
f) La comparaison des résultats des essais en centrifugeuse
avec ceux de la modélisation par éléments finis et avec ceux des
méthodes de calcul simplifiées basées sur le modèle de Winkler
montre que ces dernières peuvent être utilisées pour le
dimensionnement sismique des micropieux en fondation.
g) Le dimensionnement des micropieux en zone sismique doit
prendre en compte tous les autres paramètres du projet,
notamment les fréquences (chargement, structures, couches de
sol, etc.).
6 LE PROJET NATIONAL VIBROFONÇAGE
6.1
Introduction
Le Projet National Vibrofonçage a été piloté par l’IREX à la
suite d'une étude exploratoire (mars 1998), puis d'une étude de
faisabilité (janvier 1999). Les conclusions du PN ont été
présentées en septembre 2006. La journée de restitution était
associée au symposium international TRANSVIB 2006..
Le budget global de ce projet était de 1 152 000 euros H.T.,
dont une subvention de la Direction de la Recherche du
Ministère des Sciences et des Techniques de 246.000 euros H.T.,
le solde en apports en nature et cotisations des partenaires. La
plus grande part de ce budget a été consacrée aux
expérimentations et mesures sur sites.
Faisant suite au Projet National TUBA, consacré au fonçage
de pieux par battage, ce P.N. s’est intéressé à la technique plus
récente de fonçage d’éléments métalliques linéaires (tubes,
palplanches) dans le sol par vibrage (Figure 10).
