176
Proceedings of the 18
th
International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013
Proceedings of the 18
th
International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013
obtenue soit aux résultats d’un essai spécifique, soit à ceux d’une
simulation semi-empirique par les courbes de transfert, dont la
représentativité est bien démontrée. Ainsi est souligné l’intérêt
des essais de chargement d’inclusions isolées pour une bonne
conception des ouvrages.
g) Les résultats de ces expérimentations montrent que le sol
renforcé subit également des déformations latérales en
périphérie, lesquelles doivent être prises en compte dans le
dimensionnement des inclusions (nécessité d’armer ou non les
inclusions placées en rive). Il a été mesuré un rapport de 0,25
entre le déplacement horizontal maximal et le tassement au
centre de la zone renforcée, rapport comparable à celui
applicable sous les talus des remblais sur sols compressibles.
h) Ces expérimentations ont également montré l’importance
d’une bonne caractérisation géotechnique des sites. Les mérites
du pénétromètre statique ont été reconnus et la réalisation
d’essais oedométriques est indispensable. Les essais
pressiométriques permettent quant à eux une bonne corrélation
avec l’expérience relative aux fondations profondes (valeurs
limites du frottement latéral et/ou de la charge en pointe, allure
des courbes de transfert et élaboration des courbes de
chargement d’inclusions isolées).
7.2.2
Instrumentation d’ouvrages réels
Les résultats des expérimentations en vraie grandeur ont été
complétés par des instrumentations sur des chantiers d’ouvrages
réels afin d’y collecter des données supplémentaires sur le
comportement des inclusions dans des conditions variées. Plus
d’une dizaine d’ouvrages ont ainsi été instrumentés parmi
lesquels on peut citer : une fondation d’éolienne, un radier pour
infrastructure de déchets faiblement radioactifs, un cadre en
béton armé enterré, un réservoir de traitement d’eaux usées, un
dallage industriel pour examiner l’incidence de charges
ponctuelles (pieds de racks ou roues de chariot).
Il faut signaler les difficultés inhérentes à ces chantiers, dont
la plus importante est de préserver les capteurs et leurs
connexions durant les phases successives de travaux.
7.2.3
Modèles physiques
7.2.3.1
. Spécificités
Des modèles physiques ont été mis au point en chambre
d’étalonnage pour étudier le transfert de charge autour d’une tête
d’inclusion, l’influence de l’épaisseur de la couche de répartition
et, pour une même épaisseur de cette couche, les différences
entre un dallage et un remblai pour des conditions de matelas
comparable.
Les modèles physiques les plus intéressants ont été ceux faits
en centrifugeuse où toutes les conditions de similitude sont
respectées. La capacité de la centrifugeuse de l’IFSTTAR à
Nantes atteint 100g et il a été fait le choix d’un modèle au 1/28
pour étudier un groupe de 9 inclusions et d’un modèle au 1/12
pour des essais avec plateau mobile permettant de simuler le
tassement du sol sur des groupes d’inclusions. En tout, 35 essais
en centrifugeuse ont été réalisés pour une étude paramétrique
détaillée selon le type d’ouvrage supporté (remblai ou dallage),
l’espacement des inclusions, la hauteur de la couche de
répartition et le type de matériau de cette couche (grave naturelle
ou limon traité).
7.2.3.2
. Enseignements
Les modèles en chambre d’étalonnage montrent une certaine
différence entre remblais et dallages pour de faibles épaisseurs
da la couche de répartition, différence qui s’estompe lorsque
l’épaisseur augmente. Ils montrent également que la granularité
du matelas est un facteur clé. Il a également été mis en évidence
une réversibilité moindre pour un remblai que pour un dallage,
ce qui souligne le rôle important joué par le dallage
(comportement élastique réversible) par rapport au remblai où
les cisaillements qui accompagnent le transfert de charge sont
irréversibles.
Les essais de plateau mobile ont permis de valider que le
modèle de Prandtl développé pour une semelle filante pouvait
également être utilisé pour évaluer la contrainte limite sur une
tête d’inclusion, sous un dallage. Il a également été établi que
l’importance des déformations justifiait l’adoption de l’angle de
frottement à l’état critique plutôt que de l’angle de frottement de
pic.
Ces résultats ont guidé le choix des règles de vérification
explicitées dans les Recommandations et également celui des
règles pour la vérification des conditions de cohérence des
modèles simplifiés de dimensionnement.
7.2.4
Modèles numériques
Les modèles numériques sont un accompagnement
indispensable des expérimentations sur ouvrages en vraie
grandeur ou en modèle réduit. Dans ASIRI ils ont compris des
modèles numériques 3D aux éléments finis et aux différences
finies qui doivent servir de référence. Mais un point important
concerne le choix des lois de comportement et le calage des
paramètres tirés des caractérisations détaillées effectués sur les
différents matériaux (matelas de répartition, sol compressible)
qu’il convient de mettre dans ces modèles.
Ils ont servi, dans le cas des ouvrages testés, à vérifier leur
capacité à reproduire correctement le comportement de ces
ouvrages. Mais certains d’entre eux se sont révélés très exigeants
en temps de calcul (plusieurs semaines).
Ils ont également permis la vérification des effets de bord :
comparaison des modèles 3D complet aux modèles 3D vrai ou
2D axisymétrique d’une cellule élémentaire.
L’étude des conditions de représentativité des modèles vis-à-
vis de la simulation du comportement sous la pointe des
inclusions (extension des modèles et nombre minimum
d’éléments) a été faite. Elle montre qu’il faut choisir un
compromis entre précision et durée des calculs.
Les modèles ainsi évalués ont pu être appliqués à des
situations d’ouvrages autres que celles des ouvrages
expérimentaux. Il en a été ainsi par exemple du cas des dallages
soumis à des charges en bandes ou des charges ponctuelles
(pieds de rack) et aussi du cas des semelles situées sur un
nombre limité d’inclusions et soumises à des chargements
quelconques (cas non traité expérimentalement mais qu’il était
indispensable d’étudier pour en donner les résultats dans les
Recommandations, car ces ouvrages sont courants dans les
projets d’entrepôt industriel ou logistique).
Le projet ASIRI a également développé des modèles en
éléments discret. Il est intéressant d’indiquer qu’ils ont révélé
une meilleure aptitude que les modèles continus à décrire le
comportement du matelas de répartition observé dans les
modèles physiques (glissement des particules au bord des têtes
d’inclusion). Mais leur mise en œuvre reste lourde et doit être
réservée à des études particulières d’étalonnage ou de validation.
7.3
Publications du Projet ASIRI.
Les travaux du Projet ASIRI ont fait objet de nombreux rapports
internes qui ont été présentés à l’occasion de plus de 20
conférences nationales et internationales. Ils ont par ailleurs
donné lieu à 9 thèses de doctorat.
Un livre très documenté intitulé
Recommandations pour la
conception, le dimensionnement, l’exécution et le contrôle de
l’amélioration des sols de fondation par inclusions rigides
a été
publié par les Presses des Ponts en 2012. Il comprend 384 pages
et huit chapitres :1. Description et développement jusqu’au
projet national – 2. Mécanismes et fonctionnement – 3. Modèles
de calcul – 4. Conception – 5. Justifications – 6. Reconnaissance
des sols – 7. Exécution – 8. Contrôles et instrumentations.
