177
Special Lecture /
Conférences spéciales
Proceedings of the 18
th
International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013
7.4
Les retombées du Projet ASIRI.
Le projet ASIRI a mis en lumière comment un matelas de
répartition granulaire coiffant un réseau d’inclusions rigides
opère un report de charge pérenne et significatif. L’application à
des dallages connaît actuellement un grand développement et
constitue une spécificité au plan international.
L’intérêt pour cette technique a favorisé son utilisation pour
des ouvrages sensibles. Il convient de citer le projet ICEDA
d’entrepose de déchets radioactifs, soumis aux exigences des
installations nucléaires, qui a pu émerger et être concrétisé, après
aval des autorités de sûreté, en partie grâce au capital
d’expérience accumulé sur ce type d’ouvrages par le Projet
ASIRI.
8 LE PROJET NATIONAL SOLCYP
SOLCYP est l’anagramme de Pieux sous SOLlicitations
CYcliques.
8.1
Présentation générale du projet Solcyp
8.1.1
. Objectifs
Le projet SOLCYP vise à améliorer les connaissances sur le
comportement des pieux de fondations soumis à des
sollicitations cycliques. Il s’est fixé comme objectif le
développement de procédures permettant la prise en compte de
l’effet des cycles dans le dimensionnement des ouvrages de
génie civil ou maritime. La phase ultime du projet consistera en
un travail prénormatif en vue de l’introduction dans les
réglementations nationales et internationales de la procédure
proposée et des méthodes de calcul associées. Le projet couvre
les aspects suivants: pieux battus et pieux forés ; sables et
argiles ; charges verticales ou horizontales ; chargements
cycliques répétés ou alternés ; grand nombre de cycles.
8.1.2
. Carence règlementaire
Alors que l’industrie pétrolière a développé des procédures pour
prendre en compte l’effet des fortes charges cycliques dues à la
houle sur les fondations des structures offshore, l’effet des
sollicitations cycliques sur le comportement des fondations est
largement ignoré dans le champ d’activité de la construction et
du génie civil. Il existe certes quelques exceptions notoires
comme l’étude de la liquéfaction des sols sous sollicitations
sismiques, ou la fatigue des chaussées et des remblais
ferroviaires. Mais d’une manière générale, il n’y a pas - sur le
plan national, européen (Eurocodes) ou international (ISO) - de
document spécifique traitant explicitement des risques liés aux
sollicitations cycliques et proposant une approche
méthodologique pour les prendre en compte dans le
dimensionnement des fondations.
8.1.3
. Ouvrages concernés
Cette carence est d’autant plus surprenante qu’il existe une large
gamme d’ouvrages soumis à des charges éminemment
répétitives et présentant un certain degré de régularité en
amplitude et période de retour. Les charges « cycliques » sont
essentiellement d’origine environnementale (houle, vent,
courant, marée) ou opérationnelle. On peut citer notamment: les
éoliennes terrestres ; les ouvrages côtiers ou portuaires (jetées,
digues, ..) ; les structures supports légères ou élancées sujettes à
l’action du vent telles que : pylônes de transport d’énergie,
cheminées et tours de grande hauteur ; les ouvrages d’art
supportant les infrastructures de transport, notamment les ponts
ferroviaires ; les fondations de grues, ponts roulants, turbines
hydrauliques.
Les ancrages des nouvelles structures liées au marché
émergeant des énergies nouvelles (éoliennes terrestres et
offshore, hydroliennes, panneaux photovoltaïques de grande
surface) sont particulièrement sensibles à la répétitivité et au
cumul des chargements.
8.1.4
. Le programme SOLCYP
Le programme du projet SOLCYP a été mis au point dans le
cadre des travaux d’un groupe de travail émanant du Pôle de
Compétence « Sols » de l’IREX. Il s’est concrétisé par la
définition de deux volets complémentaires : un projet - dit ANR-
SOLCYP - qui a obtenu un financement auprès de l’Agence
Nationale de la Recherche et un projet - dit PN-SOLCYP –
organisé sous forme de Projet National avec le soutien financier
du MEDDE (Ministère de l’Ecologie, du Développement
Durable et de l’Energie), de la FNTP (Fédération Nationale des
Travaux Publics) et de 14 maîtres d’ouvrage ou entreprises
appartenant aux secteurs du génie civil et de l’énergie.
Le budget total HT était voisin de 4,5 M€ se répartissant en
2.6M€ pour la partie ANR-SOLCYP et 1.9M€ pour la partie PN-
SOLCYP. La part de financement public s’élève à 28%. Le solde
est couvert par les cotisations des partenaires et les apports en
nature. Le projet a démarré au second semestre 2008 et est prévu
de se terminer en 2014.
L’organisation en deux volets a favorisé une forte implication
d’organismes universitaires et de laboratoires de recherche
publics (6 participants).
Le volet ANR concernait la partie « académique » du projet
comprenant : l’étude du comportement cyclique des sols de
référence (argiles et sables) à l’aide d’essais de laboratoire
(triaxial cyclique, DSS cyclique) ; l’étude du comportement
statique et cyclique des interfaces à partir d’essais spéciaux ; la
réalisation d’essais instrumentés sur modèles réduits en grande
chambre de calibration et en centrifugeuse ; le développement de
modèles numériques.
Le volet PN est plus particulièrement consacré aux études
expérimentales sur ouvrages en vraie grandeur: instrumentations
d’ouvrages sur pieux, essais de pieux sur sites expérimentaux,
développement d’essais in situ pour la mesure des paramètres
cycliques des sols.
8.2
Apports du programme SOLCYP
8.2.1.
Caractérisation des charges cycliques
Dans le domaine de la construction et du génie civil, on a
coutume de considérer que les charges appliquées sont de nature
statique ou quasi-statique. En accord avec les textes
règlementaires, les charges critiques sont définies par la valeur
maximale attendue sous les différents cas de charge considérés
(de service-ELS ; environnemental extrême-ELU ; accidentel-
ELA)
.
La réponse d’un sol sous sollicitations cycliques est complexe
et dépend de plusieurs paramètres: contrainte moyenne,
amplitude de la contrainte cyclique, fréquence de sollicitation,
vitesse de chargement et nombre de cycles. Ces aspects sont
familiers en géotechnique pétrolière offshore mais la nécessité
d’une caractérisation complète et précise des chargements
appliqués n’est pas bien perçue dans le domaine du génie civil au
sens large. La collection de cas de charges réels et
l’instrumentation de structures permettent de mieux cerner ces
différents aspects.
Les connaissances sur la réponse des sols aux chargements
cycliques sont centrées autour des phénomènes liés aux séismes
ou à la houle, c'est-à-dire mettant en jeu des nombres de cycles
relativement faibles (de l’ordre de quelques dizaines à quelques
milliers) et des périodes inférieures à 100 secondes. Il existe
clairement un besoin d’étendre les investigations vers les grands
nombres de cycles (au-delà du million pour les éoliennes et les
sollicitations de trafic intense) et de pouvoir prendre en
considération les phénomènes liés aux grandes périodes de
retour (par exemple vis-à-vis de l’effet des marées ou des cycles
de chargement/déchargement de grands réservoirs).
