Forever

FOREVERSynthse des rsultats et recommandations du Projet national sur les micropieux

Le code de la proprit intellectuelle du 1er juillet 1992 interdit expressment la photocopie usage collectif sans autorisation des ayants droit. Or, cette pratique sest gnralise, notamment dans lenseignement, provoquant une baisse brutale des achats de livres, au point que la possibilit mme pour les auteurs de crer des uvres nouvelles et de les faire diter correctement est aujourdhui menace. En application de la loi du 11 mars 1957, il est interdit de reproduire intgralement ou partiellement le prsent ouvrage, sur quelque support que ce soit, sans autorisation de lauteur, de son diteur ou du Centre franais dexploitation du droit de copie (CFC, 20 rue des Grands-Augustins, 75006 Paris). 2004 ISBN 2-85978-384-9

Sil arrivait que lon ne pt trouver le bon sol, et que le lieu ne ft compos que de terres rapportes ou marcageuses, il faudra ficher des pieux de bois daulne, dolivier ou de chne un peu brls que lon enfoncera avec les machines, trs prs les uns des autres VITRUVE (ingnieur militaire et architecte romain, Ier sicle avant J.-C.)

Sommaire

Prface Introduction Chapitre 1. Techniques Chapitre 2. Comportement lmentaire des micropieux Chapitre 3. Groupes de micropieux Chapitre 4. Rseaux de micropieux Chapitre 5. Comportement sismique des micropieux Bibliographie Table des matires

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Prface

Dans son trait sur la construction des ponts, paru en 1809 et prfac joliment par son neveu Navier, linspecteur gnral des Ponts et Chausses, miland-Marie Gauthey consacre un chapitre entier au pilotage qui commence ainsi: Ltablissement dun pilotis peut avoir pour objet, ou de consolider un terrain trop peu compact en le lardant de pieux placs trs prs les uns des autres, ce qui, resserrant ou rapprochant ses parties, tend prvenir la compression qui pourrait sy manifester sous le poids des constructions, ou daller chercher une couche solide, en traversant des couches de peu de consistance, et de faire porter artificiellement ldifice sur une base quil aurait t trop difficile de mettre dcouvert. [] Les pieux de fondation, ajoute-t-il plus loin, sont presque toujours faits en chne; la grosseur des pices de chne est ordinairement de 30 35 centimtres de diamtre moyen, sur 6 8 mtres de longueur. Sans conteste, Gauthey dcrit ainsi des groupes de micropieux et voque aussi la possibilit dutiliser des pieux inclins, surtout au pourtour de la fondation, pour viter, dit-il, le dversement du pilotis. Il stend aussi longuement sur lnergie utilise qui tait essentiellement humaine: En rglant le travail des manuvres employs au battage des pieux, on na pas craindre de les fatiguer au-del de leurs forces, et en les mettant la tche ou les animant par des gratifications, on pourrait en obtenir pendant quelque temps, si on le jugeait propos, une plus grande quantit daction. Ce type et ce mode de ralisation de fondation, trs courant pendant des sicles, ont quasiment disparu avec lapparition de lnergie mcanique et des nouveaux matriaux, du bton en particulier. Ce nest quau dbut des annes cinquante, que le docteur Fernando Lizzi, de Naples, a obtenu le premier brevet de mise en uvre des micropieux modernes; il a,

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PROJET NATIONAL SUR LES MICROPIEUX - FOREVER

depuis, multipli leurs usages et a t impliqu dans nombre de projets les concernant, dans le monde entier. En France, les micropieux sont principalement dfinis comme des pieux fors de diamtre infrieur 250 mm, comportant des armatures centrales scelles dans un mortier ou un coulis de ciment. Du fait de leur grand lancement, ils travaillent essentiellement au frottement latral et peu en pointe. Ils sont utiliss en groupes ou en rseaux, en groupes lorsquils sont verticaux, en rseaux lorsquils sont orients et souvent croiss dans des directions diffrentes. Le champ dapplication des micropieux est trs vaste: ils ont dabord t utiliss en reprise en sous-uvre de monuments anciens et de btiments existants, dans le cas dextension ou de destination nouvelle par exemple, du fait des difficults ou de limpossibilit dintroduire des matriels de forage traditionnels dans les structures anciennes exigus ou de faible tirant dair, parfois infrieur 2,50 m. Cest ainsi que Lizzi et Kerisel ont propos de rsoudre les problmes de fondation de la tour de Pise, pour citer un cas spectaculaire. Le domaine dapplication peut slargir aux fondations douvrages neufs dans des cas de terrains difficiles; non seulement, ils reprennent les efforts de la structure laquelle ils sont liaisonns, mais, associs au sol avec lequel ils forment un matriau composite, ils jouent un rle de renforcement de celui-ci. Les micropieux sont galement utiliss pour les stabilisations de pentes ou talus, les soutnements, les tunnels, la protection de structures enterres, etc. Enfin, les rseaux ont des capacits de rsistance aux actions sismiques ce qui peut conduire, dans certaines zones du globe, un norme champ dapplication. Lorsquil sagit de techniques nouvelles, et avant mme que ne slabore une thorie, un homme, imaginatif et observateur (dans le cas des micropieux, il sagit incontestablement du docteur Lizzi), quil soit ingnieur-conseil ou fasse partie dune entreprise, se livre une exprimentation, avec laccord dun matre douvrage et dun matre duvre comprhensifs et curieux, et dveloppe son ide. Parfois, sil sagit dune innovation majeure, il prend un brevet et en exploite la priorit. Mais vient le temps o lintuition et lexprience, mme gniales, ne suffisent plus et o les projeteurs prouvent le besoin dutiliser des mthodes de calcul confirmes qui ne peuvent tre obtenues que par des recherches approfondies, des tudes en laboratoires, des exprimentations en vraie grandeur et des instrumentations sur chantier menes de conserve par des scientifiques de haut niveau et des praticiens. Cet enrichissement des connaissances est prcisment lobjectif principal des projets nationaux, slectionns et aids financirement par la Direction de la recherche et des affaires scientifiques et techniques (DRAST) du ministre de

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Prface

lquipement (dans le cadre du Plan gnie civil, devenu rcemment Rseau gnie civil et urbain), et pilots par lInstitut pour la recherche applique et lexprimentation en gnie civil (IREX). Cest donc dans ce cadre qua t slectionn en tant que projet national, en 1993, le renforcement des sols par micropieux dont lusage se rpand rapidement dans le monde. Lacronyme, un peu ambitieux peut-tre, de FOREVER lui a t donn, pour FOndations REnforces VERticalement. Le prsident du projet national a t assist par Franois Schlosser, directeur scientifique, et par Roger Frank, directeur technique; leur comptence est notoire et, pendant prs de dix annes, ils nont mnag ni leur temps ni leurs efforts pour lorganisation des tudes et recherches et pour dgager, anne aprs anne, la synthse des rsultats obtenus qui font lobjet de cet ouvrage. La premire phase, dont loriginalit doit tre souligne, consiste intresser des partenaires qui non seulement participent au financement du projet, mais surtout apportent leur appui et leurs connaissances au cours des nombreuses runions du comit scientifique et technique, mais aussi, pour un bon nombre dentre eux, effectuent des prestations en nature, sous forme dexprimentations, quils financent directement, pour une part importante. Ces partenaires reprsentent lensemble des acteurs de la construction, matres douvrage, matres duvre, entreprises, ainsi que leurs appuis scientifiques, universits, coles et laboratoires publics et privs. Les partenaires de FOREVER ont t les suivants: Matres douvrage Direction des Routes (Setra), Cofiroute, RATP, SNCF, Federal Highway Administration (FHWA) Matres duvre et bureaux dtudes Antea (BRGM), Bureau Veritas, Scetauroute, Socaso, Terrasol Entreprises Bouygues, Campenon-Bernard (Vinci), Forzienne dEntreprises (EIFFAGE), Ischebeck, Mnard Sol Traitement (Vinci), Soltanche-Bachy Organismes de recherche CEBTP (Centre exprimental du btiment et des travaux publics), Laboratoire central des ponts et chausses (LCPC). Universits et coles Cercso (ENPC), Cermes (ENPC-LCPC), Laboratoire de mcanique de Lille, Laboratoire 3S (universit de Grenoble), Polytechnic University (New York), University of Canterbury (Nouvelle-Zlande).

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La prsence de partenaires trangers et, en particulier, de ladministration amricaine des routes (FHWA), est significative de lintrt port par les scientifiques et praticiens du monde entier la technique des micropieux, ses applications et, plus gnralement, la dmarche des projets nationaux franais. On dnombre ainsi une trentaine de publications et une vingtaine de prsentations orales sur FOREVER au cours de congrs internationaux, symposiums ou confrences. Leffervescence des milieux comptents autour de FOREVER est le premier rsultat positif du projet et pourrait mme justifier elle seule les efforts financiers consentis. Le budget total sest lev 5091000 euros (HT) dont le financement a t assur par ltat sous forme dune participation gale 15 % du montant total, soit 764000 euros (HT), et par les partenaires, sous forme dapports en nature pour 3567000 euros (HT) (dont 713000 euros par la FHWA) et de cotisations pour 760000 euros (HT). Le projet national sest droul sur prs de neuf ans et plus de soixante-dix rapports (dont on trouvera la liste en annexe comportant le nom des auteurs et naturellement lobjet spcifique de chacun deux) ont t produits et pourront tre consults par les professionnels intresss au centre de documentation du ministre de lquipement. On mentionnera particulirement ltat de lart , pris en charge, ds 1993, par la FHWA et qui a fait lobjet dun rapport de plus de quatre cents pages en quatre volumes (Bruce et Juran, 1997), le premier sur le contexte gnral, les diffrents types de micropieux et les cots (lments rarement voqus dans les rapports techniques europens), le second sur la conception et le troisime sur la mise en uvre et les techniques dessai. Quant au quatrime, il dcrit en dtail vingt cas, pour la plupart amricains, de mise en uvre de micropieux en analysant pour chacun deux, les contraintes qui ont conduit ladoption de ladite technique, quelles soient physiques, gologiques ou environnementales et quelles concernent des ouvrages existants ou des structures neuves. Les autres rapports sont relatifs aux programmes de recherche de FOREVER, proprement parler, en matire dtudes thoriques, dessais sur modles rduits en centrifugeuse, chambres dtalonnage et table vibrante, danalyses et essais de chantiers, et dexamen du comportement des micropieux dans un site exprimental en vraie grandeur, ralis au CEBTP, Saint-Rmy-ls-Chevreuse. Enfin, au cours du dveloppement du projet, six rapports, tablis par Franois Schlosser et Roger Frank, constituent une synthse ordonne des rsultats obtenus au cours de chacun des sous-programmes: ils rythment lavancement des tudes et recherches en les recadrant selon trois thmes majeurs, comportement lmen-

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Prface

taire du micropieu isol, comportement des groupes et comportement des rseaux de micropieux. Ainsi, les individus ou les quipes qui ont particip au projet ont fait preuve dune comptence et dune persvrance exceptionnelles, et il me revient de les en remercier et de les fliciter. Je tiens mentionner, tout particulirement, le comit de rdaction du rapport de synthse que constitue le prsent document. Si, avec le colloque du 24 septembre 2002, il clture le projet national, il na pas la prtention dapporter des solutions dfinitives, pour toujours, for ever , aux concepteurs et aux entrepreneurs confronts aux problmes de renforcement des btiments ou douvrages, de fondations en terrains difficiles, de stabilisation de talus ou de rsistance aux sismes. Mais il ne fait aucun doute quil sera consult dans de nombreuses situations et si, comme dans toute uvre de longue haleine, les intervenants et rdacteurs ont parfois connu des frustrations et des regrets, leur ouvrage restera une rfrence incontournable et tmoignera de lintrt exceptionnel du concept mme de projet national. Henri CYNAPrsident du Projet national FOREVER

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Introduction

Le projet national FOREVER, opration du Rseau gnie civil et urbain, sest droul de 1993 2001 et son objectif a t de promouvoir lutilisation des micropieux, notamment en groupes et rseaux, en tablissant des bases exprimentales et thoriques adaptes leurs spcificits. Lutilisation des micropieux est devenue classique pour les reprises en sous-uvre, surtout cause de leur facilit dexcution dans des conditions souvent difficiles Leur utilisation pour des fondations de travaux neufs tait en revanche beaucoup plus rare, de mme que pour certains ouvrages gotechniques (soutnements, stabilisations de pentes). Les travaux de recherche du projet national Forever ont t raliss par un groupement de matres douvrage, de matres duvre, de bureaux dtudes, dentreprises, dorganismes de recherche, duniversits et dcoles sous lgide de lInstitut pour la recherche et lexprimentation en gnie civil (IREX) avec la participation financire du ministre franais charg de lquipement (Direction de la recherche et des affaires scientifiques et techniques, Plan gnie civil) et de la Federal Highway Administration (FHWA) des tats-Unis. Les partenaires et membres du projet national, qui ont financ les tudes et recherches, sont: Antea (BRGM), Bouygues, Bureau Veritas, Campenon-Bernard (Vinci), CEBTP, Cercso (ENPC), Cermes (ENPC-LCPC), Cofiroute, FHWA, Forzienne dEntreprises (Eiffage), Ischebeck, Laboratoire de mcanique de Lille, Laboratoire 3S (Grenoble), LCPC, Mnard Sol Traitement (Vinci), Polytechnic University (New York), RATP, Scetauroute, Setra, SNCF, Socaso, Soltanche-Bachy, Terrasol, University of Canterbury (Christchurch).

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Le projet national Forever a t prsid par H. Cyna. La direction scientifique du projet a t assure par F. Schlosser, assist par R. Frank, directeur technique, C. Plumelle et P. Unterreiner. Un comit scientifique a t charg de programmer et de suivre les travaux de recherche. Il tait prsid par F. SCHLOSSER et compos de: F. ALTMAYER (Bureau Veritas), F. BAGUELIN (Terrasol), S. BOREL et J. GARNIER (LCPC), P. DE BUHAN (Cercso-ENPC), J. BOUCHAIN (RATP), M. BOULON et P. FORAY (Laboratoire 3 secondes), J. CANOU et R. FRANK (Cermes/ENPCLCPC), P. GANGNEUX (CEBTP), N. GOULESCO (Bouygues), J.-P. GIGAN (LREP), P. HABIB et G. RAILLARD (Soltanche-Bachy), I. JURAN (Polytechnic University), J.-L. LEDOUX (LCPC de Bordeaux), P. LIAUSU (Mnard Sol Traitement), C. MAUREL (Setra), H. MODARESSI (BRGM), A. MORBOIS (Scetauroute), C. PLUMELLE (CNAM), I. SHAHROUR (Laboratoire de mcanique de Lille), P. UNTERREINER (DDE de la Manche), P. VEZOLE (Forzienne dEntreprises). Le prsent document a t labor par un comit de rdaction, compos de: H. CYNA, F. SCHLOSSER, R. FRANK, C. PLUMELLE, R. ESTEPHAN, F. ALTMAYER, N. GOULESCO, I. JURAN, C. MAUREL, I. SHAHROUR et P. VEZOLE. Il a t jug intressant de commencer par un chapitre sur les techniques dexcution des micropieux (chapitre 1). En effet, lexcution des micropieux, qui est un paramtre fondamental, a fait lobjet de nombreuses discussions entre les membres du projet national Forever. Les trois chapitres centraux (2, 3 et 4) recouvrent les trois thmes principaux tudis lors du droulement du projet national Forever, savoir: le comportement lmentaire des micropieux (chapitre 2); les groupes de micropieux (chapitre 3); les rseaux de micropieux (chapitre 4). Enfin, il est apparu ncessaire et utile de bien identifier dans un chapitre spar (chapitre 5) les aspects sismiques, compte tenu du potentiel prsent par les micropieux dans ce domaine. Dans chacun de ces chapitres, les rdacteurs se sont attachs dgager des recommandations utiles pour les chercheurs et les praticiens. Lide initiale du projet national Forever rsulte de discussions avec le Dr Lizzi, le promoteur des micropieux, pali radice en Italie, ds la fin des annes soixantedix. Au dbut du projet national, les recherches ont t principalement centres sur le site exprimental de Saint-Rmy-ls-Chevreuse, constitu dun grand massif de sable de Fontainebleau rapport et compact de faon homogne. Il avait en effet

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Introduction

t souhait dtudier demble les micropieux en vraie grandeur, conformment lorientation habituelle des projets nationaux de gotechnique. De nombreux essais ont t raliss sur ce site, sur des groupes ou des rseaux simples (chevalets de micropieux), mais il na malheureusement pas t possible de faire varier les nombreux paramtres, et tout dabord la nature et la densit du sol! Les nombreux rsultats exprimentaux obtenus doivent galement beaucoup aux tudes en modles rduits raliss en centrifugeuse et dans des chambres dtalonnage. Il faut cependant signaler la limitation de lensemble de cette recherche exprimentale, qui na t effectue que sur du sable. Le projet comptait beaucoup sur des essais en vraie grandeur raliss loccasion de chantiers douvrages. Malheureusement, peu de cas dtude se sont prsents pendant la dure du projet. Les recherches touchant au comportement lmentaire des micropieux (chapitre 2) ont abord de nombreux aspects qui constituent les notions de base indispensables la conception de fondations en micropieux (chargements axial et transversal, flambement, chargement cyclique, etc.). Les rsultats sont sans doute partiels sur la question centrale des groupes et des rseaux, mais un ensemble consquent de rsultats a t obtenu sur des aspects trs varis. Le futur montrera que beaucoup de pistes ont t ouvertes. On en veut pour preuve lengouement suscit ltranger par les communications crites ou orales sur le projet national Forever. On peut mme noter quil est lorigine du forum International Workshop on Micropiles (IWM) qui runit rgulirement, depuis 1997, des chercheurs et praticiens dAmrique du Nord, du Japon et dEurope ayant en commun cet intrt pour les micropieux et souhaitant promouvoir leur utilisation dans de nombreux aspects du gnie civil.

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CHAPITRE 1

Techniques

1.1. INTRODUCTIONLa panoplie des technologies disponibles pour raliser des micropieux est trs vaste, et les descriptions fournies par le prsent chapitre ne sauraient prtendre un caractre exhaustif, mme si elles envisagent des solutions qui ne sont pas courantes. Le choix retenu est une prsentation spare des mthodes dinsertion ou de ralisation des micropieux dans le sol, des mthodes de scellement, des types darmatures mtalliques, des liaisons entre micropieu et structure, et des accessoires. La plupart des micropieux associent des lments pris dans chacun de ces paragraphes de prsentation, mais certains nutilisent aucun lment dun paragraphe donn (par exemple des micropieux mis en place par battage ou fonage ne comportent que peu souvent de scellement), et des lments pris dans deux paragraphes ne sont pas forcment compatibles. Le choix dune solution relve de nombreux critres: conditions gotechniques; conditions hydrogologiques; accessibilit des machines et autres conditions environnementales; cadences de production et linaire raliser;

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performances mcaniques des micropieux; conomie globale du projet; robustesse de la technologie en cas de rencontre de difficults; ventualit de consquences sur lenvironnement; disponibilit du matriel et des fournitures; etc. La meilleure solution est un compromis, ce nest pas ncessairement celle qui conduit au moindre linaire total de micropieux. Plusieurs normes et rglements traitent des micropieux, par exemple: NF P 11-212 (DTU 13.2); CCTG, fascicule 62-titre V; NF P 94-313 EN 14199; TC 288 WI 008, en prparation. On y trouve des classifications (par exemple types I, II, III ou IV du DTU) qui ne concident pas ncessairement avec certains dveloppements du prsent chapitre; toutefois, ces dfauts de concidence nont gure de consquence qu propos de la prvision initiale de rsistance en frottement latral, lexprience montrant lintrt de procder des essais pour dterminer ce paramtre (optimisation des projets sans concession sur la scurit des ouvrages: meilleures performances souvent disponibles en ralit, et dans quelques cas, heureusement rares, constat de performances bien infrieures aux prvisions par abaques). La classification formalise par le DTU 13.2 peut tre rappele: Micropieux de type I: le micropieu de type I est un pieu for tub de diamtre infrieur 250 mm. Le forage est quip ou non darmatures et rempli dun mortier de ciment au tube plongeur. Le tubage est ensuite obtur en tte et lintrieur du tubage au-dessus du mortier mis sous pression. Le tubage est rcupr en maintenant la pression sur le mortier. Micropieux de type II: le micropieu type II est un pieu for, de diamtre infrieur 250 mm. Le forage est quip dune armature et rempli dun coulis ou de mortier de scellement par gravit, ou sous une trs faible pression, au moyen dun tube plongeur. Micropieux de type III: le micropieu type III est un pieu for de diamtre infrieur 250 mm. Le forage est quip darmatures et dun systme dinjection qui est un tube manchettes mis en place dans un coulis de gaine. Si larmature est un tube mtallique, ce tube peut tre quip de manchettes et tenir lieu de systme dinjection. Linjection est faite en tte une pression suprieure ou gale 1 MPa. Elle est globale et unitaire (IGU).

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Techniques

Micropieux de type IV: le micropieu type IV est un pieu for de diamtre infrieur 250 mm. Le forage est quip darmatures et dun systme dinjection qui est un tube manchettes mis en place dans un coulis de gaine. Si larmature est un tube mtallique, ce tube peut tre quip de manchettes et tenir lieu de systme dinjection. On procde linjection, laide dun obturateur simple ou double, dun coulis ou mortier de scellement une pression dinjection suprieure ou gale 1 MPa. Linjection est rptitive et slective (IRS). Le projet de norme europenne (TC 288 WI 008) relative lexcution des micropieux considre que lon a affaire des micropieux lorsque le diamtre extrieur est infrieur 300 mm lorsquils sont fors, et 150 mm lorsquils sont mis en place avec refoulement du sol, tandis que les documents franais placent la limite 250 mm, quelle que soit la technologie.

1.2. MTHODES DINSERTION DANS LE SOLLa mthode mise en uvre pour raliser un micropieu dans le sol conditionne ltat du sol le long de linterface et au voisinage du micropieu, et joue donc un rle important sur les performances disponibles en termes de frottement latral limite.

1.2.1. Forage pralable avec enlvement de matire par un outil de coupe 1.2.1.1. Outils de coupeLa fonction de loutil de coupe est de dstructurer le sol la base du forage en cours de ralisation, le transformant en cuttings quil reste ensuite ramener la surface (ou refouler latralement). Un taillant bicne ou tricne comporte des molettes; il est entran en rotation avec application simultane dune force dappui axiale. Il est utilis avec, pour fluide de forage, de leau ou de la boue. Il permet de forer tous les terrains, mais son rendement peut tre mdiocre dans des roches rsistantes, surtout si lon ne dispose que dune force dappui modeste, comme ce peut tre le cas avec des machines de petite taille utilises pour des reprises en sous-uvre. Les taillants comportant des pales (bipale ou tripale) sont eux aussi entrans en rotation avec application simultane dune force dappui; ils sont gnralement associs lair comme fluide de forage, et utiliss dans des formations argileuses ou limoneuses, voire dans des roches trs tendres (craies, marnes). Dautres taillants se voient appliquer, en complment de lappui et de la rotation, des frappes (percussion): taillants simples boutons, taillants simples plaquet-

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tes, taillants associs un ralseur excentrique (exemple de la mthode ODEX) ou un ralseur annulaire sur tubage (exemple de la mthode OD). En gnral, les boutons et plaquettes sont des inserts de trs grande duret (acier au tungstne). Le fluide de forage est gnralement de lair.

Figure 1.1. Taillant tricne.

Figure 1.2. Taillants tripales.

Figure 1.3. Taillant ODEX.

1.2.1.2. Entranement de loutilLa force dappui axiale est exerce depuis la tte du forage par lintermdiaire du train de tiges. La rotation de loutil rsulte elle aussi de lapplication dun couple en tte du train de tiges. La frappe peut tre assure par un marteau hors du trou , transmise par le train de tiges. Elle peut aussi tre exerce directement sur loutil par un marteau fond de trou . Le marteau fond de trou offre a priori un meilleur rendement nergtique (surtout pour des forages profonds) et sollicite beaucoup moins le train de tiges; il est utilis pour les gros diamtres de forages, le marteau hors du trou tant prfr pour les petits diamtres.

Figure 1.4. Marteaux fond de trou .

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Techniques

Lair comprim ou lhydraulique entranent les rotatives, la force dappui et les marteaux hors du trou; les marteaux fond de trou sont gnralement actionns par air comprim.

1.2.1.3. Stabilit des parois du forageLa cohsion du sol travers peut tre suffisante pour que les parois du forage soient autostables. Mais lautostabilit ne dpend pas que des caractristiques des sols et du diamtre du forage; en tte du forage, les charges exerces par lappui des machines interviennent; en partie courante du forage, les conditions dhydraulique souterraine jouent un rle essentiel. Le matriel utilis pour le forage peut solliciter ses parois (vibration et rotation des tiges). Il convient de faire preuve de discernement pour interprter les informations gotechniques; on peut prendre quelques exemples: dans un banc, argileux ou marneux, au sein duquel des pizomtres ont mis en vidence la prsence dune nappe, les parois des forages peuvent trs bien tre autostables, si la permabilit est trs faible (un forage lair est susceptible de faire vaporer plus deau que le matriau ne peut en amener); un banc, qualifi de limon sableux aprs examen des cuttings remonts par des sondages destructifs ou la tarire, peut en ralit tre constitu de lits superposs de limon et de sable, dont le comportement sera notablement diffrent de celui du mlange (surtout en prsence deau lors dun forage lair); des tubes pizomtriques crpins sur des zones mal choisies peuvent sembler indiquer un niveau de nappe dnu de tout ralisme, dans le cas par exemple o une nappe artsienne alimente le tube par la base avec un rejet au-dessus de la couche tanche traverse (et dune manire gnrale en prsence de gradients). Le forage lair sans tubage nest viable que si les parois du forage sont autostables. En effet, la surpression de lair dans le forage contribue la stabilit, mais seulement pendant linjection dair, opration suspendue au moins chaque changement de tige ou lorsquon ressort loutillage; les variations cycliques de pression de lair sont mme susceptibles de favoriser des instabilits, ou de les amplifier, comme dans le cas dintercalaires sableux saturs. Un inconvnient de lair comme fluide de forage est sa compressibilit, qui lui permet daccumuler de lnergie: comme il est par ailleurs trs fluide, il est susceptible de pntrer le long dinterfaces ou de fissures, et de constituer des vrins dvastateurs. Le savoir-faire du foreur est primordial: il doit savoir limiter la pression au passage dune dalle, et surtout prvenir la formation de bouchons le long du forage.

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Si de leau scoule depuis le terrain vers le forage, elle entrane les particules de sol et les parois du forage deviennent instables. Les principaux moyens de prvenir cette instabilit sont: le forage leau, le forage la boue et le tubage. Dans le cas du forage leau, un dbit deau est inject au niveau de loutil de coupe et leau remonte le long du forage entranant les cuttings. Dans le cas dune nappe hydrostatique, la pression de leau dans le forage est suprieure la pression interstitielle initiale des terrains traverss, et lcoulement a lieu depuis le forage vers le terrain, le gradient jouant un rle stabilisateur. Le forage leau est gnralement conomique et efficace. Il a pour inconvnients de favoriser la dtente des contraintes effectives des sols fins au voisinage des parois du forage, et de gnrer des dpts de fines sur les parois dans les sols les plus permables que traverse le forage, phnomnes qui sont dfavorables lobtention dun frottement latral limite lev. Lorsque la permabilit dune couche est trop grande, ou lorsque le forage traverse un vide, naturel ou artificiel, leau est susceptible de sy chapper (mme sous un fort dbit dalimentation) et de ne plus assurer sa fonction de stabilisation des parois. Dans le cas du forage la boue, les phnomnes sont analogues ceux du forage leau. Les dpts sur les parois forment un cake qui amliore les conditions de stabilit car la perte de charge est localise dans ce cake. Cette mthode peut tre adapte jusqu des permabilits plus fortes que celles qui limitent le recours leau, mais a tendance diminuer le frottement latral limite. Elle est plus ou moins coteuse selon les soins apports au recyclage de la boue. Elle est particulirement utile pour forer dans des sols qui sont le sige dune nappe artsienne, le rglage de la densit de la boue permettant dassurer une contre-pression suffisante. Elle est galement intressante dans le cas des forages trs profonds, la viscosit de la boue facilitant le transport des cuttings. Dans certains cas, notamment celui des sols peu cohrents et en labsence deaux souterraines, la stabilit des parois dans le forage lair peut tre grandement amliore par lutilisation de mousses de polymres que la surpression dair plaque contre les parois et fait pntrer dans le sol, agglomrant ainsi les grains tout en crant une zone trs peu permable lair. Le tubage est un autre moyen dassurer la stabilit des parois du forage; il est gnralement associ au forage lair dans la pratique. En fonction de la nature des sols traverss, plusieurs modes dentranement du tube peuvent tre envisags: entranement en rotation et appui depuis la tte du forage, en mme temps que le taillant pilote fore selon un diamtre infrieur au diamtre intrieur du tube; le tube doit alors ralser lui mme le trou, comme dans la mthode OD ;

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Techniques

entranement en rotation et appui par le marteau fond de trou, loutil de forage tant constitu dun pilote et dun excentrique ralseur rtractable comme dans la mthode ODEX; entranement indpendamment du taillant, par un batteur annulaire en tte, le taillant tant quip dun excentrique ralseur; etc. Outre la fonction de stabilisation des parois, le tubage limite lapport dair dans le terrain environnant pendant le forage. Il facilite en outre la collecte des cuttings et des poussires dans des environnements sensibles , ainsi que linsertion de lquipement du micropieu. Dans les reprises en sous-uvre, il arrive davoir excuter des forages partir dun radier soumis une sous-pression hydrostatique. De tels forages ne prsentent pas de difficults particulires lorsque les sols sont assez cohrents et assez impermables pour quil ny ait pas darrive deau entranant des particules de sol. Mais ce nest pas souvent le cas, car mme si les sols sont de faible permabilit, les constructeurs du radier ont souvent dispos un tapis de collecte des eaux pour prvenir le dlavage du bton frais. On utilise alors un sas, permettant de limiter les transports solides des volumes acceptables, et on fore prfrentiellement en refoulant les sols sans les extraire, ainsi quen utilisant si ncessaire des tiges cylindriques (sans mplat au voisinage des jonctions) autour desquelles ltanchit est assure au moyen dun presse-toupe.

1.2.1.4. Autres procdsDans des contextes gotechniques qui garantissent lautostabilit des parois du forage, on peut utiliser une tarire classique. Les longueurs de forage sont alors gnralement limites, mais les rendements peuvent tre excellents. Le principe de la tarire continue peut tre adapt aux micropieux.

1.2.2. Forage pralable avec enlvement de matire sans outil de coupeLe principe est le suivant: un tube est fonc dans le sol; le sol est dstructur la base du tube par lanage deau et remonte le long du tube, entran par leau. Ce procd nest pas utilisable avec des sols prsentant un trop fort diamtre maximal des grains Dmax. Une variante consiste, dans le cas des sols relativement fins et peu cohrents, utiliser un deuxime tube coaxial permettant daccompagner lenfoncement par un jet dair annulaire entranant les cuttings le long du tube central.

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Les domaines dapplication de ces procds sont videmment trs limits, mais, lorsquils sont adapts, ils sont particulirement conomiques.

1.2.3. Forage pralable sans enlvement de matire (avec refoulement du sol)Un perforateur, dun type utilis ordinairement pour la pose de canalisations sans tranche dans un sol meuble, peut tre utilis pour linstallation de micropieux dans des formations pas trop rsistantes. Lors des exprimentations ralises dans le cadre de Forever sur le site de Saint-Rmy, de tels micropieux ont t raliss et soumis des essais; il sagissait des micropieux R-Sol . Ce procd avec refoulement de sol est gnralement, mais pas ncessairement, associ une mthode spcifique de scellement. Une variante consiste foncer, vibrofoncer ou battre un tube quip dune pointe perdue. Le tube est ensuite retir aprs quipement et injection du coulis de gaine, de mortier, ou de bton.

1.2.4. Forage utilisant larmature comme train de tiges 1.2.4.1. Armature enfonce dans le sol (avec refoulement du sol)Il sagit le plus souvent de tubes ou de profils mtalliques, ou bien dlments cylindriques de section circulaire ou carre en bton arm. Les procds dinsertion dans le sol sont les suivants: vrinage (ou fonage); battage; vibrofonage; procds pyrotechniques ou propulsion par air comprim (peu courants). Dans tous les cas, il peut y avoir ou non un scellement ultrieur au terrain, par la base ou par plusieurs points dinjection. Les trois premiers procds peuvent saccompagner de lanage de coulis de ciment, ou deau (dans ce cas on procde une injection de coulis aprs enfoncement du tube). On peut galement quiper larmature dun sabot de plus grand matre-couple, dans la trace duquel on procde une injection de mortier au fur et mesure de lenfoncement.

1.2.4.2. Armature autoforeuse Larmature autoforeuse dun micropieu est tubulaire. Elle est en gnral constitue dlments permettant un raboutage ais et est quipe la base dun taillant perdu. Le taillant est adapt aux caractristiques des sols traverser: ce peut tre une simple tle verticale, un taillant boutons ou plaquettes, un bicne ou tricne en acier ordinaire, un taillant de gomtrie analogue celle dun carottier,

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ou bien un taillant normal (carbure de tungstne) sil faut traverser des roches ou des galets sur une paisseur incompatible avec la rsistance lusure des outils en acier ordinaire (il est alors judicieux du point de vue conomique dutiliser des taillants quelque peu usags). Lentranement (rotation et appui, ou rotation, frappe et appui) a lieu depuis la tte du forage. Un fluide est inject au voisinage du taillant, le plus souvent constitu dair ou de coulis de ciment, parfois deau ou de boue. On peut galement utiliser un coulis en jet trs fin sous forte pression, du type jet-grouting ( mini-jet ). Ces micropieux prsentent gnralement en partie courante des dfauts de centrage de larmature, alatoires lorsquils sont verticaux ou vers le bas lorsquils sont inclins. Ces dfauts nont pas de consquence apprciable sur la rsistance en frottement latral, mais doivent tre pris en considration si lon compte sur une protection contre la corrosion par le coulis de ciment. Ces micropieux ne permettent pas, en gnral, davoir en tte, lorsque cela est souhait, une forte longueur libre de tout frottement latral, cette dernire tant limite la longueur unitaire des tronons darmature.

1.2.5. Remarques complmentairesLe diamtre de forage dun micropieu nest pas ncessairement le mme sur toute sa longueur, comme la mthode de forage nest pas non plus ncessairement la mme sur toute sa longueur. Par exemple, si des couches molles recouvrent un substratum trs rsistant, on peut envisager le scellement dans le substratum dune barre installe dans un forage lair, tandis que lon prvient le flambement de cette armature dans les couches molles en plaant autour delle un tube, mis en place par battage avant de forer dans le substratum. Lventuelle inclinaison du micropieu sur la verticale est porteuse de consquences qui diffrent dun procd lautre: linsertion dune armature lourde dans un forage nu inclin est gnralement susceptible de dtacher des fragments de sol des parois (pollution au-dessous), et savre plus malaise que dans un forage vertical, les centreurs sont beaucoup plus sollicits dans un forage inclin, ils doivent donc tre moins dformables et plus nombreux.

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1.3. MTHODES DE SCELLEMENT 1.3.1. Matriaux de scellement 1.3.1.1. Coulis de cimentLa composition de base du coulis est un mlange de ciment et deau, ralis le plus souvent laide dun turbo-malaxeur, ce qui permet dassurer une dfloculation efficace des grains de ciment. On y ajoute parfois un adjuvant superplastifiant. Le ciment doit tre compatible avec les conditions dagressivit du sol et des eaux souterraines. On se rfre gnralement aux textes relatifs aux btons (Afnor P18-011, EN 206-1). Le dosage en ciment dpend de la destination du coulis. Par exemple: dans le cas darmatures autoforeuses, pendant la majeure partie du forage, le rapport C/E est voisin de 1; il est augment au voisinage de 1,5 2 pour le dernier mtre de forage, puis il est port une valeur comprise entre 2 et 2,5 pour linjection complmentaire finale; la valeur de C/E est adapte en fonction de la nature des sols (dans un sable, C/E est choisi plus petit que dans une argile, sauf pour linjection finale); le coulis de scellement gravitaire prsente un rapport C/E voisin de 2; lutilisation dun turbo-malaxeur ou dun superplastifiant permet de le porter 2,5 ou plus; le coulis dinjection des procds IRS et IGU est gnralement de rapport C/E voisin de 2. Il convient de remarquer que le coulis voit sa composition voluer avant sa prise: le coulis de forage dune armature autoforeuse est mlang avec des particules de sol; au voisinage immdiat de la barre, il contient peu de particules de sol et il est enrichi en ciment du fait dun essorage, tandis que, plus loin, ce sera un mortier de sol; le coulis dun scellement gravitaire subit gnralement des phnomnes dessorage et de dcantation avant prise, dautant plus importants que le rapport C/E est petit. La rsistance mcanique dun coulis durci est le plus souvent largement surabondante; en revanche, son dosage en ciment, comme la qualit de sa mise en place, conditionne lefficacit de la protection chimique des armatures, la durabilit du coulis durci sous laction dagents agressifs et les performances de linterface sol-coulis (le dosage conditionnant limportance de lessorage et de la dcantation).

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Certains impratifs conduisent des dispositions particulires: par temps froid, on aura intrt, si lon ne peut pas suspendre lexcution, maintenir une temprature suffisamment leve du matriel et des tubulures, et utiliser de leau tide pour raliser le coulis; si, pour des travaux de grande urgence, on souhaite disposer dune rsistance acquise dans les plus brefs dlais, on peut incorporer au coulis un acclrateur de prise, ou recourir du ciment alumineux fondu sachant que les proprits du ciment fondu imposent que C/E soit imprativement suprieur 2,5; si le coulis risque dtre dlav, avant sa prise, par les eaux souterraines, on peut utiliser un rigidifiant tel que le silicate de soude; la perte de rsistance rsultant de cet adjuvant reste gnralement tout fait acceptable, du moins tant quon ne lincorpore pas de manire trop htrogne au coulis.Nota: certaines mthodes de scellement comportent des phases dinjection pendant lesquelles il est ncessaire de connatre lordre de grandeur des pressions appliques, ainsi que les dbits et quantits; on na un accs direct qu la pression la sortie de la presse, la pompe ou en tte de forage, selon le positionnement du manomtre; on pourrait en principe imaginer des corrections tenant compte de la profondeur et des pertes de charges (liniques et singulires) en admettant que lon connaisse le seuil de rigidit et la viscosit du coulis, mais on sombrerait dans des complications trs lourdes, sans rel intrt pratique.

1.3.1.2. MortierLes mortiers ne sont gure utiliss que pour lenrobage dinclusions enfonces dans le sol et munies dun sabot large. Le mlange de base est constitu de sable, de ciment et deau; le dosage en ciment est typiquement de plus de 500 kg/m3 (si le dosage est ramen au voisinage de 300 350 kg/m3, il conviendrait de parler plutt de bton de sable, les formulations correspondantes comportant le plus souvent des fillers et/ou des additions). Il est souvent utile dajouter un agent collodal et de dfinir une formule comportant une tendue granulaire importante vers les grains de petite taille lorsquon souhaite que le mortier transite sur une distance significative le long du forage. Ces moyens prviennent ou limitent lessorage, ce qui permet dviter un blocage provoqu par une volution trop rapide du comportement du mortier. Le choix du ciment relve des mmes critres que pour un coulis.

1.3.1.3. BtonLe bton est surtout utilis pour constituer des pieux prfabriqus ou pour constituer le ft de micropieux en bton non arm.

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Dans le premier cas, les critres de choix de la formulation du bton sont relatifs aux sollicitations subies lors des manutentions et de linsertion, aux performances requises en service, et aux conditions denvironnement pour la durabilit. Dans le deuxime cas, le bton tant insr dans un tube de petit diamtre, ensuite extrait, la qualit du remplissage du trou dpend de louvrabilit: le bton doit tre trs fluide, moins daccompagner lextraction du tube par une vibration efficace applique au voisinage de sa base; mais il faut aussi un essorage limit, do lintrt de rduire le dosage en eau en incorporant au bton un superfluidifiant.

1.3.2. Scellement gravitaire Lexpression scellement gravitaire dsigne en fait plusieurs mthodes, qui ont en commun le fait que le coulis, aprs mise en uvre et avant prise du ciment, prsente une surface libre. En revanche, les performances disponibles en matire de frottement latral, pour un contexte gotechnique donn, ne sont pas les mmes avec toutes ces mthodes.Nota: le mot gravitaire nest pas dans le dictionnaire, mais il est demploi assez courant pour ne pas lui substituer un vocable conforme.

1.3.3.1. Remplissage depuis lorifice du forageCette mthode nest envisageable ni avec un forage leau ou la boue, ni lorsque la base du forage atteint la nappe phratique.Le forage, tub ou non, est rempli de coulis dvers depuis la tte: dans le cas dun forage nu, larmature est insre aprs remplissage; lessorage et la dcantation conduisent un abaissement ultrieur de larase du coulis et un complment est dvers un peu plus tard; dans le cas dun forage tub, on dverse le coulis avant de remonter le tube; larmature est insre aprs dversement du coulis, soit avant, soit aprs lextraction du tube (la deuxime option risque fort de conduire des pollutions du coulis par des matriaux dtachs des parois du forage); un complment de coulis est dverser avant la fin de lextraction du tube (qui saccompagne dun abaissement de larase du coulis); un autre complment compensera un peu plus tard les effets de lessorage et de la dcantation; dans le cas dun micropieu en bton coul en place dans un tube, on peut amliorer la mise en place du bton en plaant sur le tube une coiffe qui permet dappliquer une pression dair la surface libre du bton (cas des micropieux de type I).

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1.3.3.2. Remplissage par un tube atteignant le fond du forageDans cette mthode, le tube dinjection, par lequel transite le coulis pour atteindre la base du forage, peut tre constitu par larmature elle-mme ou tre un tube indpendant, abandonn ou rcupr. Larmature du micropieu quipe est insre dans le forage (tub ou non); si le forage est tub, le tube de forage nest mis en place quaprs remplissage par du coulis. Il est recommand de sassurer que le tube dinjection nest pas obtur en injectant une faible quantit deau (le tube dinjection est souvent, par commodit, perc dune encoche une dizaine de centimtres de la base). On peut procder de deux manires: remplissage du forage par le coulis, avec complment immdiat en cas de retrait dun tubage, puis compensation de lessorage et de la dcantation par dversement en tte; ce cas est celui des micropieux IIh tests Saint-Rmy; remplissage du forage par le coulis, avec complment immdiat en cas de retrait dun tubage, puis, 15 20 minutes plus tard, compensation de lessorage et de la dcantation par une deuxime phase dinjection au moyen du mme tube dinjection, jusqu constat de remplissage en tte (le tube dinjection est abandonn dans ce cas); ce cas est celui des micropieux IIb tests Saint-Rmy. La deuxime manire de procder est recommande. En effet, lissue de la deuxime phase dinjection, le coulis est dans un tat de contraintes de beaucoup suprieur un tat hydrostatique, du fait de lcoulement forc ascendant du coulis devenu trs visqueux (et avec un seuil de rigidit) aprs son essorage, tat de contraintes qui conditionne directement la rsistance au cisaillement de linterface sol/micropieu. Au contraire, avec la premire manire de procder, les pressions linterface sol-coulis sont infrieures celles dun champ hydrostatique, lessorage saccompagnant dun mouvement descendant. En outre, lorsquil existe un risque de dlavage du coulis par des coulements souterrains, la deuxime phase dinjection de la seconde procdure permet de vrifier si le dlavage se produit, dans la mesure o celui-ci conduit une surconsommation de coulis de compensation (la mthode ne permet pas de prvenir le dlavage, mais il nest pas inutile de le dtecter).

1.3.3. Injection globale unitaire (IGU)Dans cette mthode, le coulis de remplissage du forage, appel coulis de gaine est mis en place selon une mthode gravitaire. Le micropieu est quip dun tube manchettes (ou autres clapets) comportant un petit nombre de manchettes (gnralement 3 ou 4) noy dans le coulis de gaine.

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Aprs prise du coulis de gaine, mais sans attendre quil ait acquis une grande rsistance en traction (soit, dans des conditions courantes, le lendemain), on injecte un coulis complmentaire en tte du tube manchettes; la pression dinjection fait claquer le coulis de gaine durci (si les pertes de charge sont assez leves pour compromettre le claquage du coulis de gaine, il peut tre utile dinjecter dans un premier temps un faible volume deau) et le coulis dinjection pntre en force dans le sol. En gnral, on vise, aprs ouverture des manchettes, lapplication dune pression comparable la pression limite pressiomtrique des sols dancrage, et on limite la quantit de coulis 50 % du volume du forage, valu sans tenir compte des 4 6 m suprieurs (voir propos de lIRS les indications relatives lpaisseur ncessaire de couverture). Remarques: cette mthode de scellement conduit quelques difficults lors de linterprtation des essais darrachement et de lextrapolation des rsultats, car on connat mal la rpartition des rsistances le long du micropieu; lorsque le micropieu traverse des couches contrastes, on peut sattendre ce que le coulis de lIGU pntre avant tout dans la ou les couches les moins rsistantes; les performances obtenues peuvent dpendre du mode de mise en place du coulis de gaine; si lessorage na pas t compens par une deuxime phase dinjection depuis la base du forage, cela conduit souvent la formation dun vide tubulaire au sein du coulis de gaine, passage que le coulis de la phase dinjection globale unitaire peut emprunter; en milieu rocheux, mme fractur, cette mthode nest pas utilisable (impossibilit pratique de claquer les manchettes).

1.3.4. Injection rptitive et slective (IRS) 1.3.4.1. Principe de la mthodeCette mthode sinspire directement des technologies dinjection des sols meubles. Le micropieu est quip dun tube manchettes (Fig. 1.5) comprenant un bon nombre de manchettes et scell dans le coulis de gaine.

Figure 1.5. Tube manchettes.

Un obturateur double (Fig. 1.6) permet de slectionner une manchette pour procder linjection un niveau choisi. Aprs prise du coulis de gaine, du coulis est

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inject sous forte pression par cette manchette: le coulis de gaine est alors claqu (rompu), puis le coulis complmentaire pntre dans le sol. Aprs avoir trait une manchette, on passe une autre. En principe, on peut rutiliser volont les manchettes pour procder plusieurs injections successives.

Tube dinjection

Orifice dinjection Manchette (caoutchouc) Tube manchette

Coulis de gaine

Paroi du forage dinjection

Manchette (caoutchouc) Figure 1.6. Schma dun obturateur double.

LIRS conduit lobtention dun frottement latral gnralement lev par rapport aux caractristiques mcaniques des sols dancrage. Dans les sols fins, cette amlioration sexplique par le mode de progression du coulis dans le sol, le long des claquages (fissures induites par la pression dinjection), qui gnre une treinte du sol autour du micropieu. Lorsque K0 est infrieur 1, les claquages sont verticaux et peu prs rayonnants; lorsque K0 est suprieur 1, les claquages sont horizontaux. Quand on procde plusieurs phases de rinjection, dans un sol o K0 est infrieur 1, la valeur de K0 augmente chaque rinjection au voisinage immdiat du micropieu, et on peut passer, aprs des claquages verticaux, des claquages horizontaux. On peut constater, dans les sols grossiers, la formation dun bulbe autour du micropieu: le diamtre du coulis durci est suprieur celui du forage. Cette

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augmentation de diamtre du micropieu est prise en compte par un coefficient empirique dependant de la nature du sol, pour lvaluation de la rsistance au frottement latral.

1.3.4.2. Dispositions pratiquesLes tubulures dinjection sont le plus souvent de trs petit diamtre et peuvent tre le sige de pertes de charge importantes. La pression ncessaire pour claquer le coulis de gaine est au moins gale sa rsistance en traction. On doit souvent, en pratique, effectuer le claquage en injectant de leau et passer ensuite linjection de coulis. Linjection dune manchette est ralise en respectant des critres de pression minimale (au minimum la pression limite pressiomtrique du sol au droit de la manchette), de dbit et de quantit maximale de coulis, ainsi quun critre de pression maximale aprs injection dun volume minimal donn (voir la fin du paragraphe). La quantit injecte en une passe conditionne la progression du coulis partir de la manchette (distance horizontale et distance verticale). Si le coulis atteint une zone de moindre rsistance, il tend sy chapper, et le fait dinjecter une trop grande quantit unitaire de coulis peut ainsi conduire une moindre efficacit, la pression chutant en tout point du claquage lorsque le coulis trouve une chappatoire. On en dduit la notion de quantit maximale que lon peut choisir, dfaut dune exprience comparable, de lordre de 50 % 100 % de la section du forage multiplie par la distance entre deux manchettes traites lors dune passe. Inversement, une quantit minimale, le plus souvent de lordre de 20 % de la quantit maximale, est ncessaire pour obtenir une amlioration effective. Linjection est arrte sans atteindre la quantit maximale si la pression augmente significativement ou si on constate une anomalie telle que rsurgence de coulis en surface. Les critres dinjection sont pralablement choisis par lentreprise en fonction de ses expriences comparables. Les constatations effectues partir du dbut des travaux peuvent lamener modifier ces critres. Les manchettes ou points dinjection doivent tre une profondeur suffisante sous la surface du sol, afin dviter que les claquages verticaux ne progressent vers la surface et que le coulis ne dbouche en surface, provoquant une rduction de pression en tout point du claquage et donc une perte defficacit. On respecte en gnral une couverture de 4 6 m, cette valeur dpendant de la nature des sols et des quantits unitaires de la rinjection, de plus petites quantits autorisant une moindre couverture, mais ncessitant plus de passes. On notera quune garde est galement ncessaire si les sols de couverture, au-dessus de la zone de scellement, sont de faible consistance.

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Les tubes manchettes peuvent tre quips de manchettes trs rapproches, souvent distantes de 0,3 ou 0,4 m. Pour que lIRS soit pleinement efficace, il ne faut pas que les claquages obtenus partir de plusieurs manchettes lors dune mme intervention communiquent; il convient donc de ne traiter, au cours dune intervention, que quelques manchettes loignes les unes des autres (tous les 2 m par exemple), puis dattendre quelques heures de durcissement du coulis avant de procder une nouvelle intervention sur des manchettes intermdiaires. On peut noter, que lorsquune manchette a t utilise, il nest pas rare que lon ne parvienne pas la rutiliser. Cela est sans consquence si seul un faible pourcentage de manchettes est exploit par passe. Si le coulis de gaine na pas fait lobjet dune injection de compensation dessorage, le vide tubulaire, qui tend se former le long du micropieu, est susceptible de compromettre lefficacit de la premire passe de rinjection. Aprs chaque passe de rinjection, il convient bien entendu de laver le tube manchettes pour le dbarrasser de tout dpt de coulis susceptible de contrarier une intervention ultrieure. Le tube manchettes peut tre constitu par larmature tubulaire, elle-mme munie de trous cylindriques et de bracelets caoutchouc ou de trous coniques et de pastilles qui constituent les points de rinjection. Le tube manchettes peut tre un tube de grand diamtre, coaxial avec le forage. On le scelle au terrain, avec IRS, et larmature du micropieu est insre ultrieurement, avec scellement gravitaire lintrieur du tube manchettes. Lorsque le diamtre intrieur du tube manchettes est notable, il faut recourir une mthode efficace de nettoyage, adapte au diamtre, aprs chaque passe dinjection: coulement deau rapide pour faire remonter les traces de coulis jusqu la surface, etc. Comme lIGU, cette mthode de scellement nest pas utilisable en milieu rocheux.

1.3.5. Injection rptitive simultaneLe principe de cette injection consiste quiper le micropieu dun tube de petit diamtre (centimtrique), muni de manchettes, et se retournant la base du micropieu de telle sorte que les deux extrmits sortent du forage. Aprs durcissement du coulis de gaine, mis en place laide dun autre tube dbouchant la base, on injecte du coulis par le tube en boucle jusqu constater la purge de lair contenu dans le tube, puis on obture lextrmit de sortie de lair, puis on injecte le coulis par les manchettes.

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Pour que la plupart des manchettes soient le sige dun passage de coulis, il faut que la rinjection ait lieu assez tt afin que la rsistance en traction du coulis de gaine soit sensiblement infrieure la plus petite valeur de la pression limite pressiomtrique des sols de la zone de scellement. Le coulis de gaine doit en outre avoir t lobjet dune compensation dessorage par le fond du forage pour prvenir la formation dun passage prfrentiel. Si on souhaite procder une deuxime rinjection, le tube manchettes doit tre lav par une circulation deau, et on procde alors la nouvelle rinjection aprs le dbut de prise du coulis de gaine, sans attendre quil ait acquis une rsistance notable (soit 2 heures plus tard).

1.3.6. Accessoires, cas particuliers 1.3.6.1. Chaussettes en gotextileLorsque le sol comporte des pores de gros diamtre , communiquant entre eux, le coulis migre dans le sol sous laction de la gravit, empchant le scellement de larmature au terrain. Avec des poromtries moindres, et si le sol est le sige de circulations deaux souterraines, le coulis peut tre dlav, compromettant l encore le scellement de larmature. On peut alors quiper le micropieu dune chaussette en gotextile qui constitue un chemisage souple. La poromtrie du gotextile est gnralement choisie infrieure 20 mm environ; la rsistance la dchirure est un critre essentiel et il est prfrable de choisir un matriau constitutif apte supporter le pH lev du coulis. Le coulis de ciment inject plaque les parois de la chaussette contre le terrain. Le frottement latral limite obtenu avec ce procd est en gnral modeste. Lorsquon recourt lutilisation dune chaussette pour les seuls sols de couverture, une disposition utile est celle schmatise figure 1.7, dans laquelle on injecte un coulis de ciment entre chaussette et sol en partie infrieure, en ralisant une ondulation de la chaussette par ligatures annulaires ou en tirebouchon pour amliorer le frottement latral entre le sol et le micropieu. Cette disposition peut tre complte par une IRS locale. Une solution alternative pour les sols de forte poromtrie et en labsence de risque de dlavage consiste raliser deux forages successifs de mme diamtre:Figure 1.7. Schma dorganisation dune ondulation de chaussette.

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le premier, tub, dans le sol, le second au travers dun mortier ayant commenc faire prise et remplissant le premier forage. Le mortier est inject au fur et mesure du retrait du tube et son comportement est modifi, pour pouvoir remplir les vides autour du forage, par incorporation de fibres textiles (polypropylne) ou dun raidisseur. On est ainsi ramen un forage avec parois stables et de faible porosimtrie, qui permet de raliser facilement un micropieu scellement gravitaire (linjection sous pression ne prsentant l pas dintrt) ayant un bon frottement latral.

1.3.6.2. Association de micropieux et de traitement de solOn peut tre tent de recourir des procds tels que lIRS pour amliorer les sols environnant les micropieux en mme temps quon ralise les scellements de ces derniers, de manire favoriser un comportement de fondation mixte (gnralement vis--vis des charges horizontales). Il est parfois prfrable de ne pas effectuer ces deux oprations en mme temps. Deux cas de terrains particuliers sont cits pour exemple: Substratum compact et couverture meuble On souhaite amliorer les sols de couverture tout en considrant le seul scellement dans le substratum pour les justifications de rsistance aux charges axiales. La tentation serait de procder une IRS sur toute la longueur des micropieux. En fait lIRS est inutile et irralisable dans le substratum, tandis que la partie suprieure des sols de couverture est trop peu profonde pour tre injectable sans que les claquages dbouchent en surface. Une solution adapte consiste passer par une charge de remblai des sols de couverture, le traitement de ces derniers par injection avec des tubes manchettes (dans des forages de trs petit diamtre), la dpose des matriaux en excdent, puis le scellement gravitaire des micropieux. Massif de roche dure broye par la tectonique On souhaite rigidifier le massif autour des micropieux. La tentation serait de sceller les micropieux par IRS, en esprant que le coulis inject sous pression remplira les fissures. En fait, il y a de fortes chances pour que lon ne parvienne pas claquer le coulis de gaine dans ces conditions. Une solution adapte consiste raliser les forages pour installer les micropieux, puis procder une injection du massif en utilisant un obturateur simple, et enfin de forer nouveau au mme emplacement pour procder un scellement gravitaire des micropieux.

1.3.7. Cas des armatures autoforeusesLes micropieux Ischebeck, tests Saint-Rmy, entrent dans cette catgorie des armatures autofores puisquil a t pratiqu un autoforage au coulis.

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Dans le cas de lautoforage au coulis, le fluide de forage reste en grande partie dans le sol et sy mlange sous leffet des mouvements de larmature. Le dbit de coulis pendant le forage est ajust pour quil se produise en permanence une remonte en surface de trs petit dbit. Le rapport C/E est de lordre de 1 jusqu ce quil ne reste que 2 ou 3 m forer; ensuite, le coulis est enrichi en ciment et, aprs arrt du forage, un complment de coulis de rapport C/E au moins gal 2 est inject jusqu apparition en surface. Si le forage traverse une couche de trs faible rsistance ou de forte poromtrie, les remontes jusqu la surface depuis les couches plus profondes peuvent tre compromises, le coulis se diffusant dans cette couche. Il en rsulte que la partie darmature situe au-dessus de cette couche est spare de sa gaine par un vide, les mouvements de larmature repoussant le mlange de coulis et de sol. Cette situation nest gnralement pas acceptable (sollicitations de compression, problmes de durabilit, etc.) et une solution consiste en linstallation pralable de tubes battus ou scells dans le sol jusqu la base de la couche mdiocre ou de forte permabilit, lintrieur desquels passeront ensuite les micropieux autoforeurs. Dans le cas de lautoforage lair, on est ramen gnralement des conditions de scellement gravitaire avec mise en place du coulis partir de la base du forage, et il est avantageux de procder la compensation de lessorage depuis le fond du forage. Il convient de sassurer, avant dinjecter le coulis de scellement, que le passage du coulis est libre lintrieur de larmature et, si tel nest pas le cas, de dgager le bouchon parasite par linjection pralable dun faible volume deau. Dans le cas darmatures tubulaires enfonces par battage, pour lesquelles on souhaite amliorer le frottement latral limite au moyen dune injection de coulis, les tubes ayant t lobjet cette fin de perage de trous latraux, il convient de noter que linterface sol/tube est un lieu dcoulements prfrentiels et que le premier coulis inject schappe rapidement vers la surface du massif, quel que soit lorifice par lequel il est inject. Une solution, permettant desprer un apport significatif, consiste crer un orifice faible profondeur, qui est lobjet dune injection slective dun faible volume de coulis destin traiter linterface sur quelques dcimtres pour former obstacle aux progressions ascendantes, puis procder une injection de type IGU sur les autres trous. Il est en pratique plus simple, et gnralement plus efficace, dutiliser une solution de type battu-enrob en injectant, juste au-dessus de la large pointe perdue, un mortier sous forte pression ds que la profondeur dpasse quelques mtres.

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1.3.8. Micropieux raliss au moyen dun perforateur refoulantLe perforateur est dun type conu initialement pour la pose sans tranche de canalisations de petit diamtre. Ce procd peut tre utilis lorsque les sols ne sont pas de duret excessive, sans tre non plus trop mous. Aprs une premire phase denfoncement puis dextraction de loutil, on remplit le trou avec du bton ou du mortier, au sein duquel on ralise un nouveau forage par refoulement. On rpte plusieurs fois cette opration. Le bton ou le mortier doit avoir une consistance adapte aux conditions gotechniques: le matriau doit tre, dune part, assez mou pour assurer le remplissage et pour que loutil ne trouve pas un passage prfrentiel ultrieur dans le sol voisin et, dautre part, assez ferme pour que loutil expanse le diamtre au lieu de chasser le matriau vers la tte du forage. On peut ensuite, soit remplir une dernire fois le forage de mortier ou de coulis, soit insrer une armature et procder un scellement gravitaire.

1.4. ARMATURES MTALLIQUES DES MICROPIEUXOn ne traite ici que du cas des armatures en acier. Le cas des aciers dits inoxydables nest pas trait. Depuis les dboires constats dans des renforcements de sol avec des armatures en mtal passivable (acier inox ou alliage daluminium), rsultant de phnomnes de corrosion par piqre, il nest en effet pas dusage en France de recourir des armatures en acier inox. ltranger, notamment en Allemagne, ces aciers sont pourtant couramment mis en uvre pour armer des micropieux! Il est vrai que la notion dinoxydable recouvre une large gamme dalliages et que ce sujet mriterait une mise au point.

1.4.1. Barre coaxiale du forageIl sagit le plus souvent de barres en acier de type acier haute adhrence pour bton arm . Lorsquil nest pas ncessaire de rabouter des barres (longueur de micropieu infrieure 12 m en gnral), on utilise souvent des ronds bton ordinaires que lon a filets sur 10 20 cm pour permettre la liaison en tte. Le filetage se traduit ou non par une rduction de la section utile, selon quon procde un filetage direct de la barre ou quon pratique un refoulement pralable augmentant localement le diamtre de la barre avant filetage. Pour rabouter des aciers HA ordinaires, on peut recourir la soudure, en sassurant que les aciers sont bien soudables et en veillant au respect de lalignement des barres, ou des extrmits filetes permettant dutiliser des manchons visss (filetage cylindrique ou conique, et rductions ventuelles de section utile).

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Lorsquon souhaite une adaptation aise des longueurs importantes et variables de micropieux, on utilise souvent des barres dont les reliefs forment filetage, les fournisseurs de ces barres proposant aussi des manchons, crous et autres accessoires. Il arrive que lon utilise des barres en acier plus haute limite lastique, mais elles sont bien plus sensibles aux ventuels problmes de stabilit de forme. Si les micropieux sont appels supporter des efforts de traction, il faut tenir compte, dans les choix relatifs la protection contre la corrosion, des risques correspondant ces nuances leves; une protection par gaine plastique crnele injecte de ciment est alors ncessaire pour des ouvrages permanents.

1.4.2. Groupe de barresOn utilise les mmes barres que ci-dessus, en gnral 3 ou 4. Les raboutages, lorsquil en existe, sont dcals en niveau pour chaque barre (pour viter de localiser une ventuelle faiblesse dans le cas de recours la soudure, pour limiter lencombrement dans le cas de manchons). Les barres sont gnralement solidarises entre elles par des cerces ou dispositifs quivalents, pour respecter les entraxes prvus et aussi de manire prvenir tout risque de flambement individuel des barres.

1.4.3. Profils en acier de construction Ce peut tre des lamins marchands (H et autres I) ou des tubes en acier de nuance gnralement comprise entre fe E 240 et fe E 360. Ils peuvent tre associs des barres (disposition surtout rencontre avec des tubes). Les raboutages peuvent tre obtenus par soudure ou par manchon. Les soudures sont gnralement de ralisation dlicate pour des tubes, tandis que, dans le cas de manchons, les filetages rduisent souvent les sections de manire notable (mme si lon recourt des manchons, extrieurs ou intrieurs); selon les types de sollicitation et leur intensit au niveau des raboutages, il peut tre ncessaire de dfinir et mettre en uvre des renforcements spcifiques (tronon de tube ou barre scell lintrieur par exemple). Dans le cas de profils H ou I, les raboutages sont gnralement raliss par soudure, avec des entures ou autres procd de renforcement analogues ceux mis en uvre pour les pieux battus classiques. De telles armatures, dinertie nettement suprieure celle de barres de mme rsistance en traction, savrent utiles lorsque les sols sont peu consistants et conduisent un risque de flambement des barres, ou bien lorsque les micropieux sont mobiliss pour constituer une microberlinoise dans leur partie haute.

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Dans certaines conditions gotechniques, on choisit de chemiser le micropieu dans les couches suprieures. On associe alors une armature centrale, prsente sur toute la longueur du micropieu, et un tube proche des parois du forage en partie suprieure. Selon le cas, on commence par un forage de gros diamtre destin au scellement de la chemise dans le sol, puis on tlescope le forage en moindre diamtre pour sceller larmature centrale dans le sol et dans le tube, ou bien le forage est tub, son diamtre est constant sur toute la longueur, et le tube de forage nest extrait que partiellement pour constituer la chemise de la partie suprieure.

1.4.4. Tube ptrolier Ces tubes sont le plus souvent en acier de performances trs inhabituelles dans le monde du gnie civil: on peut sur certains chantillons mesurer la fois une limite lastique largement suprieure 1000 MPa et un allongement rupture suprieur 20 %! Le cot de tels tubes, sils sont neufs, nest pas compatible avec lconomie des projets de gnie civil, et ceux qui sont utiliss sont souvent qualifis de dclasss , ou de deuxime choix ; il sagit en gnral de tubes qui ont t utiliss pour un forage ptrolier, et qui sont rcuprs pour utilisation en gnie civil (on nutilise pas un mme tube pour plusieurs forages ptroliers). On ne connat gnralement pas la nuance de lacier des tubes dont on peut disposer. Comme la nuance la plus modeste prvue par les normes API, la N80 , correspond une limite dlasticit gale 550 MPa, on sait que les tubes ont au minimum cette valeur de limite lastique, et, le plus souvent, cest cette valeur qui est prise en rfrence, sans procder un chantillonnage aux fins de caractrisation. Les raboutages de ces tubes relvent de conceptions varies, en fonction de leur destination (tubing, casing). Certains types de joint, plutt encombrants, garantissent une rsistance, quel que soit le type deffort appliqu, suprieure, aux joints, celle disponible en partie courante. Il ne faut pas envisager de pratiquer nimporte quel type de soudure dans des conditions de chantier sur des tubes ptroliers: il est gnralement acceptable de positionner un accessoire au moyen de points de soudure non structurels, mais un raboutage nest envisageable quen atelier, avec un choix de mtal dapport et de procdures de ralisation et de contrle adaptes lobjectif poursuivi. Les tubes sont susceptibles davoir subi une usure non ngligeable par abrasion et il peut tre souhaitable den mesurer lpaisseur relle (lchantillonnage final dpendant des premiers constats). Il peut tre utile de mesurer les performances relles de lacier, qui bien souvent font beaucoup plus que compenser les manques de

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matire Il ny a pas de rgle impose pour le contrle des caractristiques de ces tubes, en labsence de fiches produites par les fournisseurs. Le contrle (gomtrie, performances de lacier) est choisir en fonction de la nature de louvrage, de ltat apparent des fournitures et du surdimensionnement ventuel des tubes rputs en N80 par rapport aux objectifs de rsistance. Si les joints sont de plus fort diamtre que la partie courante des tubes, il faut videmment en tenir compte dans le choix du diamtre de forage.

1.4.5. Tubes pour autoforageHistoriquement, les premires armatures courantes utilises en autoforage prsentaient la mme gomtrie que les tiges de forage de carrires (filetage corde ) dont elles ne diffraient que par la nuance dacier (moins noble). Ces armatures sont toujours utilises, mais des gomtries spcifiques ont aussi t dveloppes, en vue dobtenir une plus grande inertie pour une mme section dacier, prservant la simplicit du raboutage et amliorant ltanchit des joints.

1.5. LIAISON MICROPIEU-STRUCTURE 1.5.1. Prise en compte des tolrances gomtriquesUn micropieu prsente invitablement des imperfections gomtriques telles que le dport de son axe par rapport sa position thorique (dans la plupart des cas la tolrance est de lordre de 5 cm) et son inclinaison sur la verticale (tolrance courante de 3 %, des soins particuliers permettant dobtenir 1 % en x tout en respectant 3 % en y). ces tolrances sajoutent celles du gros uvre. En gnral, un micropieu est destin supporter des charges axiales notables, lexclusion de toute autre sollicitation mcanique. Il est indispensable de prendre en compte leffet que peuvent avoir les tolrances sur la ralit des sollicitations. En gnral, on considre que la rigidit en flexion dun micropieu est peu prs ngligeable devant celle des lments de structure et on fait supporter aux lments dossature de louvrage les efforts associs aux tolrances gomtriques. Voici quelques exemples: implantation: sous un point dappui isol on place trois micropieux non aligns et assez carts pour que les dfauts gomtriques ne modifient pas trop la rpartition des charges entre les micropieux; implantation: pour un point dappui isol sous lequel les micropieux sont disposs sur une seule ligne, on justifie un fonctionnement en fondation mixte en mobilisant une semelle pour absorber les efforts parasites, mais le comportement du sol sous la semelle doit tre compatible avec cette option;

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implantation: pour un point dappui isol sous lequel les micropieux sont disposs sur une seule ligne, une longrine de redressement est capable dquilibrer le moment rsultant du dport daxe, dport de calcul rsultant de la somme des tolrances dimplantation des micropieux et des poteaux ou murs pour un micropieu unique, il faut deux longrines non parallles); verticalit: bute contre le dallage, traction-compression de longrines; verticalit: si certitude dabsence de tassement ultrieur du sol environnant, fondation mixte; etc.

1.5.2. Repos simple du bton de structure sur le micropieuCette disposition est surtout utilise pour les micropieux en bton non arm. On ne peut gnralement pas procder un recpage du bton ou du mortier durci du micropieu par des moyens de type marteau piqueur sans risquer une dtrioration au-dessous compte tenu de la faiblesse du diamtre. Il convient de raliser ce recpage en dposant le matriau en excs avant sa prise ou peu aprs le dbut de prise; un nettoyage la soufflette, avec ou sans eau pulvrise, juste avant btonnage du massif ou de la semelle en tte, est ensuite suffisant. Sil faut nanmoins procder un recpage aprs durcissement (micropieu ralis depuis une plate-forme plus haute), des procds comme la coupe au moyen dune pince ou une dmolition la lance hydraulique sont recommander. Dans le cas de micropieux battus en bton arm sollicits exclusivement en compression, il est ncessaire de procder un recpage si le refus a t atteint plus tt que prvu, et ce recpage doit alors respecter les rgles en usage pour le bton arm.

1.5.3. Scellement droit de larmature dans une pice en bton armEn application des rgles du bton arm, une armature de micropieu peut tre scelle sans accessoire particulier dans un massif ou un poteau coul autour delle, pourvu que la pice soit assez haute et que son ferraillage tienne compte de la rpartition de la raction du micropieu. Si le micropieu est destin ne supporter que des efforts de traction et si le bton est coul en place, larmature, sil sagit dun rond bton, peut comporter une crosse; le dtail du ferraillage autour de la liaison (droite ou crosse) relve de justifications de bton arm (frettes, prvention du poinonnement, efforts de flexion, etc.) et est organis de manire sadapter aux tolrances gomtriques.

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Dans le cas du renforcement dune fondation existante, on recourt souvent au scellement droit. Le scellement dune armature dans un forage traversant une pice en bton peut gnralement tre obtenu avec une longueur dinteraction nettement plus petite que celle de lancrage droit des rgles de bton arm (typiquement, pour une barre HA fe E 500, 15 20 diamtres suffisent, soit au moyen dun mortier retrait compens, soit au moyen dun coulis de ciment de fort C/E tel que celui mis en uvre pour sceller le micropieu dans le sol); les principales difficults rencontres lors de la mise au point de ce type de liaison dcoulent du fait que le concepteur de la fondation existante na pas prvu ce mode de transfert des charges, et quil ny a donc pas de suspente ni de couture et que les armatures de flexion ne sont pas ncessairement suffisantes, ce qui peut conduire procder des renforcements du bton arm (recours de la prcontrainte, un collage de bandes de fibres de carbone, un bton arm complmentaire, etc.). Le scellement de larmature du micropieu dans le bton de la semelle peut tre compromis par dpt de salissures (penser aux cuttings) sur les parois du carottage du bton; il est indispensable de nettoyer parfaitement cette surface avant de sceller larmature.

1.5.4. Platine de liaison sur barre fileteTypiquement, deux solutions sont utilises: celle dune platine prise entre deux crous, ou bien celle dun crou comportant un largissement suffisant pour former platine et bloqu en position par un contre-crou.

Figure 1.8. Schma de liaison platine-barre filete.

Les filetages sont gnralement de pas important et dots dun jeu non ngligeable. Pour que ce jeu ne perturbe pas le fonctionnement mcanique, on adopte lune ou lautre des dispositions schmatises ci-dessous:

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efforts exclusivement de compression: le contre-crou est au-dessus de la platine et ne sert qu la mise en bute du filetage;

Figure 1.9. Exemple de liaison, micropieu comprim.

efforts exclusivement de traction: le contre-crou est au-dessous de la platine et ne sert qu la mise en bute du filetage;

Figure 1.10. Exemple de liaison, micropieu tendu.

efforts de traction et de compression: le contre-crou joue le mme rle que lcrou, chacun met lautre en bute.

Figure 1.11. Exemple de liaison, micropieu comprim ou tendu.

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Lorsque le micropieu est appel supporter des efforts de traction et de compression, la disposition prcdente ne convient que pour des pices assez paisses pour que le ferraillage puisse tre organis au-dessus et au-dessous de la platine. Si la pice est mince, on peut aussi prvoir deux platines, chacune tant proche dun parement de la pice en bton arm, comme sur le schma suivant (les crous largis en platine permettent de positionner la liaison au plus prs du parement).

Figure 1.12. Autre mode de liaison, micropieu comprim ou tendu.

Dans le cas dun micropieu arm au moyen de plusieurs barres, plusieurs dispositions sont possibles, en fonction des exigences du projet: si les barres sont suffisamment loignes les unes des autres, mise en place dune platine commune toutes les barres, avec crous et contre-crous (voir dispositions possibles pour barre unique).

Figure 1.13. Platine commune plusieurs barres suffisamment espaces.

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si les barres sont trop proches les une des autres pour pouvoir placer un crou sur chaque barre, la liaison par crou et contre-crou ne concerne quune barre au plus, les autres ncessitant un recours la soudure.

Figure 1.14. Platine soude sur plusieurs barres resserres.

les barres peuvent tre faonnes pour obtenir un espacement suffisant pour que chacune soit quipe dune platine individuelle, le faonnage des barres tant prfrentiellement ralis avant scellement du micropieu pour viter de fissurer le coulis durci et les efforts rsultant de la courbure des barres tant pris en compte lors de la dfinition du ferraillage.

Figure 1.15. Liaisons individuelles aprs panouissement des barres.

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1.5.5. Platine de liaison soudePlatine soude sur une barre. La platine est gnralement perce dun trou conique, le grand diamtre du trou tant vers le haut puisquon na que trs rarement la place pour accder sous la platine. La platine peut tre quipe dquerres verticales rayonnantes, pour lesquelles la soudure sur la barre est moins susceptible de prsenter un dfaut, les cordons pouvant par ailleurs tre surdimensionns volont.

Figure 1.16. Exemples de liaisons par soudure.

Dans le cas darmatures tubulaires, on rencontre diverses dispositions efficaces, parmi lesquelles celles schmatises ci-aprs:

Figure 1.17. Sur tube, platine et querres soudes.

Figure 1.18. Schma de cerces soudes sur tube.

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1.5.6. Platine de liaison poseCette solution ne convient qu la transmission defforts de compression. Larase du tube en tte duquel on pose la platine est rectifie de manire tre parfaitement plane. La platine est quipe dun dispositif de centrage et bloque en place pour ne pas tre dplace lors du btonnage, soit par quelques points de soudure, soit par un systme annexe de vissage.

Figure 1.19. Schmas de dispositifs de maintien de la platine pendant le btonnage.

1.5.7. Platine de liaison visse sur un tubeCette solution est gnralement pratique lorsque larmature est un tube ptrolier. On utilise le filetage prvu pour le raboutage, la platine est soude en atelier sur le filetage complmentaire et lors de la ralisation du micropieu, on coupe les tubes de manire disposer dun filetage la cote correspondant la platine.

1.5.8. Armature formant poteauSi lon est en mesure de respecter des tolrances assez fines (en fonction de la nature de louvrage projet), le tube ou le profil H armant le micropieu peut tre prolong au-dessus du sol et former poteau (Fig. 1.20). Un tel poteau tant gnralement lanc, on a le plus souvent intrt rduire sa longueur libre de flambement en le bloquant la surface du sol par des longrines (bton arm ou profils mtalliques). Un cas particulier est rencontr loccasion de travaux de reprise en sous-uvre pour cration de sous-sols complmentaires sous un btiment existant. Prenons un exemple (Fig. 1.21): quatre micropieux sont relis en tte la base dun poteau, la zone de liaison tant bloque horizontalement en x, en y, et en torsion autour de

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z; on excave par passes de faible hauteur et, lissue de chaque passe, on solidarise les micropieux au moyen de cornires ou autres profils (il est recommand de ne recourir des soudures quavec discernement, dans la mesure o les armatures des micropieux sont sollicites pendant la mise en place des liaisons).

Figure 1.20. Schma dun micropieu armature tubulaire se prolongeant en poteau.

Figure 1.21. Schma de stabilisation dun ensemble de micropieux lors dune excavation sous une semelle existante.

1.5.9. Dispositions particulires 1.5.9.1. Radier tanchit par lextrieurOn est classiquement dans le cas dun radier sollicit par des sous-pressions, pour lequel le dispositif retenu est une membrane dtanchit en sous-face du radier, qui prend appui sur des micropieux. Parmi les solutions en mesure de donner satisfaction, on peut citer lexemple schmatis ci-aprs. La membrane en PVC et les micropieux sont quips sur le mtre suprieur dun fourreau en PVC, rempli de coulis de scellement. La membrane est pose, elle

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comporte une rservation au travers de laquelle passe le micropieu. Une pice spciale en PVC, constitue dune partie cylindrique de diamtre intrieur peine suprieur au diamtre extrieur du fourreau intgr au micropieu et dune partie plane, est descendue autour du micropieu enduit de colle jusqu reposer sur la membrane encolle.

Figure 1.22. Exemple de traitement dtanchit autour dun micropieu.

1.5.9.2. ArticulationsLe projeteur peut souhaiter quun micropieu comprim soit articul en tte sur la structure de louvrage. Deux schmas sont prsents ci-dessous, correspondant une articulation type Freyssinet (bton plastifi) et une articulation par appareil noprne.

Figure 1.23. Exemples darticulations.

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1.5.9.3. Prcontrainte dun micropieu comprimSi lapplication dune prcontrainte de traction est chose aise, il nen est pas de mme lorsquon souhaite prcontraindre un micropieu en compression, et ceci dautant plus que cet objectif est gnralement associ des travaux de confortement dun ouvrage existant (objectif de compensation pralable des tassements des micropieux). On ne choisit pas la mme solution si lapplication dune prcontrainte doit tre ralise en une seule tape ou sil faut pouvoir intervenir plusieurs fois. Lorsque la prcontrainte doit tre applique en une seule phase, si les micropieux sont solidaires des sols de couverture et que ces sols sont susceptibles de prsenter des dformations diffres, il convient dorganiser une partie libre; comme les armatures de micropieux sont de faible inertie, il faut se proccuper de stabilit de forme; le micropieu comporte, dans la partie libre, une chemise scelle au terrain, lintrieur de laquelle larmature peut coulisser, le diamtre intrieur de la chemise doit tre peine suprieur celui du tube darmature, pour limiter le jeu latral (donc les discontinuits de comportement en compression: au fur et mesure de laugmentation de la charge axiale, larmature adopte des gomtries en 1, puis 2, puis 3, etc. demi-ondes de sinusode le long de sa partie libre, avec des sauts de raccourcissement); aprs mise en charge, il peut tre utile de remplir de coulis le vide qui spare les deux tubes. Un procd de mise en charge des micropieux passe par lutilisation de vrins plats. Les micropieux dun point dappui sont relis en tte une mme pice en bton arm ou en charpente mtallique, au-dessus de laquelle on trouve une pice solidaire de lossature que lon veut supporter, et entre ces deux pices sont disposs des vrins plats. Les vrins plats sont gonfls au moyen de coulis de ciment pour assurer le blocage dfinitif par simple prise. Le point dappui de la structure sous lequel on intervient doit gnralement tre bloqu horizontalement pendant lintervention (un coulis nest pas en mesure de transfrer des charges de cisaillement); pour compenser les invitables dfauts de centrage sous un poteau, on peut utiliser trois pompes agissant chacune sur un tiers environ des vrins plats (ce qui ne ncessite pas que le nombre de vrins soit multiple de 3), et assujettir le dbit relatif des pompes aux constats dvolution des tilts sur des nivelles (des pompes manuelles rendent le travail assez lent pour viter des erreurs grossires). Lorsque les charges ne sont pas trop importantes, et que lon souhaite pouvoir effectuer plusieurs interventions successives, des vrins vis actionns manuellement peuvent tre employs, tout comme des vrins associant des coins et des vis; ces mmes moyens peuvent tre utiliss pour de fortes charges en leur apportant

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lassistance de vrins hydrauliques piston; il peut tre judicieux de choisir un ensemble de vrinage hydraulique de capacit insuffisante pour soulever seul la charge, de manire viter toute manuvre brutale.

Figure 1.24. Schma de principe de vrinage en confortement.

Dans tous les cas, si les micropieux doivent assurer une fonction permanente, il convient de se proccuper de la manire dont sera assure la protection contre la corrosion aprs achvement des oprations de vrinage.Nota: Lorsquune semelle, que lon souhaite renforcer au moyen de micropieux et quon souhaite les prcontraindre, repose sur plusieurs micropieux, il convient de prcontraindre tous les micropieux simultanment, car le tassement dun groupe diffre de celui dun micropieu isol; Lorsque des groupes de micropieux sont destins la reprise des charges dune semelle avant dexcaver sous cette semelle, si on veut compenser les tassements, il est ncessaire de procder une ou plusieurs oprations de vrinage, au fur et mesure des phases dexcavation et de triangulation ou contreventement des micropieux; le vrinage avant excavation met en charge le dispositif de transfert de charge, mais les micropieux ne tassent que peu car ils mobilisent le frottement latral prs de la surface, et les phases ultrieures dplacent les zones de frottement mobilises et gnrent des tassements; le recours la mthode observationnelle simpose alors; Lorsquon met en uvre plusieurs vrins pour appliquer la prcontrainte, moins que la structure ne soit apte supporter des excentricits de charge, il faut gnralement rpartir les vrins en trois groupes dont les centres de gravits ne sont pas aligns, et agir en individualisant ces groupes de manire matriser les basculements;

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Les oprations de vrinage pour prcontrainte des micropieux sont toujours des interventions trs dlicates, et porteuses de risques; avant de choisir une telle option, il faut sassurer quelle est vraiment indispensable.

1.6. ACCESSOIRES 1.6.1. Tubes dinjectionLes tubes dinjection utiliss pour raliser un scellement gravitaire, si larmature ne forme pas elle-mme tube dinjection, sont gnralement en matire plastique et leur diamtre intrieur est de lordre du centimtre. Leur rsistance doit tre suffisante pour ne pas risquer lclatement sous les pressions appliques, qui sont susceptibles davoisiner 1 MPa dans le cas de la compensation dessorage par le fond du trou.

1.6.2. Tubes manchettesLorsque le tube manchettes nest pas constitu par larmature et quil est plac ct, on utilise gnralement des tubes de d

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