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Technical Committee 209 /
Comité technique 209
Il est intéressant de mentionner que les trois zones de
stabilité resteraient inchangées si on adoptait un critère de
rupture à 0,03 D comme pour les pieux en compression ci-après.
3 ESSAIS EN COMPRESSION
3.1
Essais de Loon-Plage (SOLCYP)
Dans le cadre du projet national SOLCYP (Puech et al., 2012
des essais sur pieux réels ont été conduits sur le site de Loon-
Plage constitué de sables denses. Cinq pieux forés et deux pieux
métalliques battus ont été installés et soumis à des séries de
chargements statiques et cycliques. Les résultats obtenus sur les
pieux forés sont présentés dans Benzaria et al. (2013).
Le site expérimental se situe sur la commune de Loon-Plage
(59) près de Dunkerque dans le Nord de la France. Il se
caractérise par une couverture de remblais récents (0-0,6m) et
d’argile sableuse (0,6-2,2m) sous laquelle on rencontre la
formation de sable des Flandres.
Le sable est un sable siliceux très fin (D
50
voisin de 0,15mm)
et mal gradué (coefficient d’uniformité CU=0,98) très proche de
celui rencontré sur le site voisin des essais ICL (même origine).
La formation est latéralement homogène et se caractérise par
des valeurs de résistance au cône q
n
croissant de 5 à 40 MPa
vers 8 m de profondeur pour se stabiliser ensuite entre 30 et 50
MPa jusque vers 11,5m. L’interprétation des CPT conduit à un
indice de densité I
D
compris entre 0,7 et 0,9 (sable dense à très
dense).
Une série d’essais triaxiaux monotones a donné un angle de
frottement interne φ’
cv
voisin de 31° en bon accord avec les
valeurs trouvées sur le sable de Dunkerque (Jardine et Standing,
2000)
Les deux pieux F4 et F5 sont géométriquement identiques
(D=420mm, fiche 8m). Ils ont été exécutés à l’aide d’une tarière
à axe creux vissée dans le sol sans extraction notable de
matériau puis extraite sans dévissage tandis que le béton est
déversé simultanément par l'axe creux. Les pieux sont équipés
d’un train d’extensomètres amovibles de type LCPC introduits
dans un tube de réservation positionné entre les armatures.
Les pieux ont été testés trois mois environ après leur mise en
place. Les programmes de chargement comportaient des essais
statiques de référence à paliers d’une heure selon la norme NF P
94-150, des essais de chargement rapides (réduction des paliers
à 3mn) et des essais de chargement cycliques axiaux de type
répété à la fréquence de 0.5Hz. Une description plus précise des
modes de chargement est indiquée dans Benzaria et al. (2012).
3.2
Essais sur modèles réduits centrifugés (SOLCYP)
Une campagne d’expérimentations sur modèles réduits
centrifugés a été réalisée sur la centrifugeuse géotechnique de
l’IFSTTAR à Nantes (Guefrech et al., 2012). Les pieux
d’élancement 31 sont réalisés à l’échelle 1/23
ème
. Leur diamètre
est de 18 mm. Leur surface est parfaitement rugueuse. Ils sont
mis en place selon un procédé non refoulant consistant
essentiellement à mettre le sable en place par pluviation alors
que le pieu est déjà pré-positionné dans le conteneur. Cette
technique simule un pieu moulé en place comme les pieux forés
à la tarière creuse du site de Loon-Plage.
Le sable de Fontainebleau NE34 sec est en tout point
identique à celui utilisé au laboratoire 3SR pour les essais en
chambre d’étalonnage et présente des propriétés physiques et
mécaniques très voisines de celle du sable des Flandres.
On s’intéresse dans ce qui suit à une série d’essais réalisés
dans un massif à forte densité (I
D ~
0.7) à la fréquence de 1Hz.
Seuls les essais de chargement cyclique en compression répétée
sont analysés.
3.3
Critère de rupture
La définition de critères de rupture en compression est plus
délicate qu’en traction. En effet, quelle que soit la vitesse de
déplacement initiale (sur les premiers cycles), les déplacements
tendent globalement vers la stabilisation. Cette observation est
commune aux pieux in situ (Benzaria et al., 2013) et aux pieux
modèles (Guefrech et al.,2012). En effet, même s’il y a
dégradation rapide du frottement, le déplacement du pieu
provoque une mobilisation progressive de l’effort de pointe qui
ralentit progressivement les tassements.
Le critère de rupture ne peut alors être défini de manière
conventionnelle (e.g. 0,1D) mais doit s’exprimer en termes de
déplacement cyclique acceptable. Ce critère pourra être franchi
sur les tous premiers cycles en cas de chargement très sévère
(avec une vitesse de déplacement forte voire croissante) mais
plus généralement au bout d’un nombre de cycles plus ou moins
important et avec une vitesse de déplacement décroissante.
Figure 3 : Vitesses de déplacements des pieux en compression pour les
essais en centrifugeuse
L’analyse des vitesses de déplacement effectuée sur les
pieux modèles centrifugés illustre les phénomènes en jeu
(Figure 3). On distingue trois familles d’essai : a) les essais pour
lesquels un tassement de 0,1D est atteint en moins de 500 cycles
et qui présentent une décroissance permanente de la vitesse de
tassement ; b) ceux pour lesquels ce tassement est atteint entre
1000 et 5000 cycles avec une vitesse de tassement qui semble se
stabiliser ; c) ceux pour lesquels la vitesse de tassement devient
rapidement très faible (< 0,5 mm pour 1000 cycles). L’évolution
vers des déplacements importants est alors improbable.
Figure 4 : Vitesses de déplacement des pieux en compression pour les
essais de Loon-Plage
