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Special Lecture /
Conférences spéciales
Proceedings of the 18
th
International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013
- les pieux forés étaient très sensibles aux chargements
cycliques ;
- la capacité post cyclique était fortement affectée par les
chargements cycliques ;
- les critères de rupture cyclique en compression devaient
être définis en termes de déplacements tolérables.
L’analyse de l’ensemble des essais a conduit à définir la
rupture cyclique pour un déplacement relatif de 3%.
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5
10
15
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25
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100
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Déplacem ent en tête du pieu (mm )
Effort en tête du pieu (kN)
F5-CC1
N=14
F5-C C2
N=5000
Q
uc
=1100kN
à 42mm
F4
Statique
Figure 18 Relations effort-déplacement de la tête lors d’essais répétés en
compression sur le pieu foré F5 de MERVILLE (d’après Benzaria et al.
2013b). Comparaison avec l’essai statique conventionnel du pieu F4.
8.2.4.
Diagrammes de stabilité cyclique
Le résultat d’un essai cyclique de pieu peut être
avantageusement synthétisé dans un diagramme d’interaction
cyclique. Chaque essai y est représenté par un point dans un
diagramme Q
cy/
Q
us
en fonction de Q
a
/Q
us
avec Q
cy
= demi-
amplitude cyclique ; Q
a
(= Q
m
) = charge moyenne ; Q
us
= charge
statique ultime de référence. Q
us
est déterminée à partir d’un
essai statique conventionnel réalisé en compression (Q
uc
) ou en
tension (Q
ut
) selon le mode de chargement considéré. Chaque
point est affecté du nombre de cycles (N
f
) ayant conduit le pieu à
la rupture selon un critère donné ou du nombre de cycles total
appliqué au pieu. Lorsque l’on dispose d’un nombre suffisant
d’essais (de l’ordre de 10 à 20) on peut délimiter des zones dans
lesquelles la stabilité du pieu est assurée pour un certain nombre
de cycles et des zones dans lesquelles la rupture cyclique est
obtenue pour un nombre de cycles réduit. On peut alors parler de
diagramme de stabilité cyclique.
Un apport essentiel du projet SOLCYP est l’établissement de
diagrammes de stabilité cyclique pour différents types de pieux :
battus, forés CFA, vissés ; des argiles surconsolidées et des
sables denses ; des chargements répétés (en compression et en
tension) et des chargements alternés ; des nombres de cycles
importants (jusqu’à 10 000 par série). Ces diagrammes ont été
obtenus à partir des essais in situ sur les pieux expérimentaux
mais également à partir des essais sur pieux modèles.
On donne à titre d’illustration deux diagrammes obtenus l’un
sur des pieux forés dans l’argile des Flandres et l’autre dans les
sables denses de Dunkerque.
Dans l’argile des Flandres, comme indiqué plus haut, la
transition entre zone stable et zone instable est brutale. Elle se
traduit par une ligne unique bien définie dans le diagramme de
stabilité (Figure 19). Cette ligne traduit la dépendance du seuil
de chargement critique avec la valeur de la charge moyenne. On
vérifie bien que dans le domaine des essais répétés le seuil se
situe à des valeurs de Q
max
= Q
a
+Q
cy
élevées (Q
max
/Q
uc
> 0.8). En
mode alterné, la zone d’instabilité n’a pu être explorée de sorte
que la ligne en pointillé apparaît comme une enveloppe
conservative de la zone de stabilité.
La détermination de diagrammes de stabilité dans les sables a été
faite en prenant comme charge statique de référence la capacité
statique mesurée juste avant la séquence cyclique considérée et
en adoptant un critère de rupture cyclique du pieu égal à 3% de
déplacement relatif en tête.
Figure 19. Diagramme de stabilité cyclique pour un pieu foré dans
l’argile surconsolidée des Flandres à MERVILLE (Benzaria 2012)
Figure 20. Diagramme de stabilité cyclique pour un pieu foré dans le
sable dense de Dunkerque (Loon-Plage). Puech et al. 2013.
La figure 20 montre le diagramme de stabilité cyclique des
pieux forés à LOON-PLAGE (Puech et al. 2013). On est amené
à définir trois zones :
- une zone
instable
dans laquelle les pieux évoluent
rapidement vers la rupture (N
f
< 100),
- une zone
stable
correspondant à des chargements cycliques
de faible amplitude dans laquelle les pieux peuvent supporter
plus de 1000 cycles sans accumuler de déplacements
permanents significatifs,
- une zone intermédiaire dite
métastable
dans laquelle le pieu
cumule des déplacements importants ou parvient à la rupture
cyclique entre 100 et 1000 cycles.
La plus grande sensibilité aux chargements cycliques dans les
sables est clairement visible. Il est intéressant de noter qu’une
série d’essais sur pieux modèles en centrifugeuse dans lesquelles
huit pieux moulés étaient mis en place dans un même conteneur
de sable dense de Fontainebleau et sollicités de manière unique
(un seul essai statique ou cyclique par pieu) a conduit à un
diagramme de stabilité quasiment identique à celui des pieux
forés à LOON-PLAGE.
L’ensemble des résultats SOLCYP montre que la réponse
cyclique des pieux dépend plus ou moins fortement du type de
pieu, des conditions de sol, du mode de chargement et de
l’histoire des chargements.
8.2.5.
Méthodologie de dimensionnement sous chargement
cyclique axial
Le dimensionnement complet d'un pieu soumis à des
chargements cycliques axiaux peut faire appel à des procédures
relativement complexes qui ne sont pas toujours nécessairement
justifiées par la pratique quotidienne. SOLCYP a pris le parti de
proposer différentes approches correspondant à des niveaux de
complexité croissante et de développer des critères pour
