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stabilisation des couches granulaires dans les routes et autres zones de circulation STABILISATION DES SOLS

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stabilisation des couches granulaires dans les routes et autres zones de circulation

STABILISATION DES SOLS

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La technologie Tensar, basée sur les propriétés spécifiques des géogrilles Tensar, est très largement utilisée en cas de problèmes de stabilisation des sols. La technologie Tensar permet de réaliser de réelles économies en terme de coût et de temps sur vos projets. Nous pouvons vous aider à utiliser la technologie Tensar afin d’améliorer la rentabilité de votre projet.

UN GUIDE POUR CHOISIR LA SOLUTION DE STABILISATION DES SOLS ADAPTÉE À VOTRE PROJETDepuis que Tensar a introduit les géogrilles rigides il y a plus de 30 ans, elles sont devenues l'une des composantes majeurs des projets de génie civil.

Il se peut qu’un projet ne requière qu’une seule application de géogrille ou il peut s’avérer nécessaire de concevoir des solutions qui impliquent une combinaison de plusieurs applications.

Il existe cinq applications majeures de stabilisation des sols pour les géogrilles Tensar.

La technologie Tensar — des solutions pratiques, éprouvées et le savoir-faire pour les mettre en oeuvre

Les cinq applications majeures de stabilisation des sols pour les géogrilles Tensar

De nombreux programmes de recherche ont démontré, sur les 25 dernières années, que les géogrilles Tensar présentent les facteurs de stabilisation les plus élevés – ce qui signifie que la technologie Tensar autorise les réductions d’épaisseur les plus importantes.

L’utilisation de géogrilles Tensar dans les couches de chaussée permet d'augmenter la durée de vie des structures et, par conséquent, le recours à la technologie Tensar permet de faire des économies d’entretien significatives.

RÉDUCTION DE L'ÉPAISSEUR DES COUCHES GRANULAIRES

AUGMENTATION DE LA DURÉE DE SERVICE

Les géogrilles TriAx® de Tensar® se sont avérées extrêmement efficaces

pour le confinement et la stabilisation des agrégats. La TriAx a remplacé

les géogrilles biaxiales Tensar dans la plupart des applications de

stabilisation, offrant des économies encore plus importantes.

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En utilisant la technologie Tensar, la capacité de répartition de charges d’une couche stabilisée accroît la portance des plate-formes de travail pour les appareils de forage de pieux, les grues et le matériel lourd.

Plusieurs couches de géogrille Tensar incorporées dans une couche granulaire créent une plate-forme rigide à la flexion. L’utilisation de la technologie Tensar, permet d’atténuer et d’uniformiser les tassements dus à l’hétérogénéité du sol de fondation.

Lorsque le sol est de faible portance, la technologie Tensar TriAx permet de mettre en œuvre et de compacter des remblais. Elle s’applique en particulier dans les zones de marais ou les sites de dépôts de déchets industriels.

AUGMENTATION DE LA PORTANCE

CONTRÔLE DES TASSEMENTS DIFFÉRENTIELS

COUVERTURES DES SOLS TRÈS COMPRESSIBLES

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La polyvalence des géogrilles Tensar®

Le mécanisme de verrouillageLes géogrilles TriAx® Tensar® peuvent résoudre les problèmes de stabilisation parce qu'elles s'emboîtent très efficacement avec les matériaux granulaires. Lorsque des particules granulaires sont compactées sur ces géogrilles, elles pénètrent partiellement et viennent butter contre les côtes. Le confinement est le mécanisme par lequel la géogrille et les agrégats interagissent sous l'effet d'une charge. Ce mécanisme est le résultat du confinement et de la retenue latérale des particules granulaires.

Les géogrilles triaxiales Tensar® fonctionnent par confinement des agrégats

Les caractéristiques essentielles de la TriAx sont la résistance des noeuds et la rigidité des nervures.

La structure des nervures de la TriAx influe directement sur l'efficacité de la couche stabilisée.

Pour qu'une couche de stabilisation soit efficace, elle doit avoir la capacité à répartir la charge à 360 degrés. Pour assurer une performance optimale, la géogrille dans une couche stabilisée mécaniquement doit avoir une raideur radiale élevée sur 360 degrés.

Le confinement des agrégats dans une couche stabilisée mécaniquement. Un matériau de stabilisation efficace comme la géogrille Tensar TriAx augmente le degré de confinement et augmente l'épaisseur de la zone confinée.

Zone non confinée

Zone de transition (confinement partiel)

Zone complètement confinée

Géogrille TriAx

Degré de confinement

Depuis le début des années 1980, plusieurs centaines de millions de mètres carrés de géogrilles Tensar ont été utilisés dans des dizaines de milliers de projets. En 2007, les géogrilles TriAx de Tensar ont été présentées pour fournir un progrès important dans la technologie des géogrilles.

Les géogrilles Tensar ont été utilisées dans la plupart des pays du monde, dans une grande variété de climats et de conditions de sol, et souvent la technologie Tensar a été utilisée pour résoudre des problèmes difficiles de conception ou de construction. Le processus de fabrication Tensar TriAx produit une structure de géogrille hexagonale, composée de jonctions à haute résistance et de nervures rigides formant ouverture triangulaire équilatérale. Ceci permet un confinement efficace des agrégats. On obtient ainsi un verrouillage mécanique très efficace. Ce verrouillage empêche tout mouvement latéral et toute dilatation des agrégats de sorte qu’un angle de frottement interne très élevé soit mobilisé. Ce mécanisme est également nommé "confinement", car le verrouillage immobilise et "confine" les agrégats.

Cette combinaison de caractéristiques permet de garantir que, dans les couches granulaires renforcées par des géogrilles Tensar:

˴ La traction dans la géogrille est générée via de très petites déviations permettant de supporter la charge verticale appliquée

˴ La déformation de la géogrille est très faible sous les charges de service

˴ Les avantages de la stabilisation sont localisés et peuvent être générés dans la zone soumise à la charge

˴ La grille Tensar et les matériaux granulaires forment un matériau composite – à savoir une couche mécaniquement stabilisée par les géogrilles Tensar

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Toutes les géogrilles fonctionnent-elles de la même manière?Cette question se pose souvent lorsque l’on envisage l’utilisation d’une géogrille – tout particulièrement dans une chaussée. La réponse est "Non, les géogrilles agissent différemment et leur méthode de fabrication est un bon indicateur de l’effet de stabilisation". La qualité du verrouillage mécanique n’est pas la même si l’on compare le processus de fabrication Tensar aux autres méthodes de fabrication de géogrilles telles que l’extrusion, le tissage ou le soudage. Les dimensionnements Tensar sont

basés sur l’effet prouvé du verrouillage mécanique et sur le confinement latéral des agrégats. La plupart des géogrilles sont produites par d’autres méthodes de fabrication qui créent des ouvertures, des nœuds et des nervures différentes; elles se comportent comme des "membranes de contrainte". Le fonctionnement de type "membrane" nécessite une déformation initiale importante et ne tolère pas que les charges soient désaxées. Le phénomène est illustré dans les schémas ci-dessous.

CHAUSSÉE STABILISÉE PAR LA GÉOGRILLE TENSAR — MÉCANISME DE VERROUILLAGE MÉCANIQUE

˴ Le verrouillage rigidifie la couche d’agrégat

˴ La répartition de la charge est augmentée

˴ La tension verticale est réduite

˴ Les performances sont améliorées

CHAUSSÉE RENFORCÉE PAR UNE AUTRE GÉOGRILLE — MÉCANISME DE LA MEMBRANE DE CONTRAINTE

˴ Le géosynthétique est ancré sur les bords

˴ La charge est transférée au géosynthétique

˴ Le géosynthétique et le sol de fondation se déforment

˴ Gains de performances uniquement après un trafic important

˴ Le passage de roue doit être maintenu dans l’alignement des ornières pour préserver l’effet de renforcement

Géogrille Tensar Autre géogrille

Le mécanisme de verrouillage mécanique et les propriétés physiques de Tensar engendrent un orniérage réduit en comparaison avec d’autres types de géogrilles. Cette différence de performances est mise en évidence par les profils d’ornières ci-dessus, mesurés dans le cadre d’un essai de chaussée réalisé par le TRL (Laboratoire national des chaussées au Royaume-Uni). Ces schémas sont des coupes transversales de la chaussée d’essai, qui montrent le dessus de la sous-couche (épaisseur 320 mm) et le dessus du sol de fondation (CBR = 1,5 %), avant et après circulation. Après 3 500 passages, une ornière profonde s’est formée à la surface de la sous-couche renforcée par une

géogrille quelconque (membrane de contrainte), avec un bombement important. Une ornière similaire s’est développée à la surface du sol de fondation. Ceci provoque une déformation et un affaiblissement du sol de fondation. Pour la section stabilisée par la une géogrille Tensar (mécanisme de verrouillage mécanique), après 10 000 passages, l’ornière dans la sous-couche est beaucoup plus petite, le bombement minime et l’ornière dans le sol de fondation est négligeable. Les performances de la géogrille Tensar sont sensiblement différentes des géogrilles fabriquées par le biais d’autres procédés (soudage, tissage, etc.)

Géogrille biaxiale tissé

Dessus du sol de fondation

Dessus de la couche de forme

Distance en travers de la planche d'essai (m)

Prof

onde

ur d

e la

déf

orm

atio

n (m

)

Avant circulation

Après 3 500 passages

-0,4

-0,3

-0,2

-0,1

0,1

0,2

0,6 1,2 1,8 2,4

0

00.6 1.2 1.8 2.40

Prof

onde

ur d

e la

déf

orm

atio

n (m

)

Distance en travers de la planche d'essai (m)

Avant circulation

Dessus de la couche de forme

Dessus du sol de fondation

TriAx® géogrille

Après 10 000 passages

-0,4

-0,3

-0,2

-0,1

0,1

0,2

0,6 1,2 1,8 2,4

0

0

TriAx Tensar fabriquée par perforation et étirement. Autre géogrille fabriquée en utilisant des processus differents.

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A) 1981 — Les essais de stabilisation des sols par géogrilles Tensar ont

débuté en 1981 avec quelques tests de portance très simples, qui ont mis en évidence les avantages du

mécanisme de verrouillage mécanique.

B) 1985 — Tensar s’est engagé pleinement dans des essais

en grandeur réelle sur une période de plus de 20 ans.

La mise en évidence des gains de performances

Un début par des travaux de laboratoire à petite échelle vers des essais à grand échelle

Afin de définir l'épaisseur équivalente des couches stabilisées mécaniquement par Tensar, les résultats de nombreux essais de circulation en grandeur réelle ont été collectés sur plusieurs années; d'abord avec des géogrilles biaxiales et plus récemment avec les géogrilles TriAx.

Paramètres de dimensionnement

Ratio d'équivalence avec stabilisation Tensar Unités

Épaisseur ‘e’ 1,5<e<2,5 mm

Module ‘E’ 1,5<E<3,0 kN/m2

Trafic ‘TIF’ 3<TIF<15 Essieux standards

A B

Facteurs de stabilisation Tensar - Des améliorations de la technologie des géogrilles ont été réalisées sur la base des connaissances acquises au cours des 30 dernières années.

Couches stabilisées mécaniquement par géogrilles Tensar® Les couches granulaires renforcées par les géogrilles Tensar se comportent comme un matériau composite en raison du phénomène d’imbrication. Le matériau composite agrégat/géogrille peut alors être qualifié de Couche Stabilisée Mécaniquement par Tensar (CSM).

Les bureaux d’études et les Maîtres d’Oeuvre peuvent préconiser une Couche Stabilisée Mécaniquement par géogrilles Tensar et être sûrs que les propriétés et les performances du matériau composite sont connues et définissables.

La "couche équivalente non stabilisée" peut être considérée de différentes manières et, par conséquent, elle peut être intégrée dans les méthodes de dimensionnement existantes en considérant le paramètre le plus adéquat. Les ratios d’équivalence suivants peuvent être considérés.

Géogrille TriAx Tensar

Couche de matériau composite

Epaisseur utile (1,5 à 2) e

Couche équivalente non stabilisée

Couche Stabilisée Mécaniquement

Couche granulaire

t

e

200019901980

e

Facteurs de stabilisation

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Ces schémas présentent les types de recherche dans lesquels Tensar International s’est impliqué au fil des ans. Les données fournies dans ces essais ont permis d’identifier les facteurs de réduction à utiliser dans les méthodes de conception empiriques. A l’heure actuelle, la conception de chaussées a tendance à se tourner vers des méthodes de conception plus analytiques où la réaction de la chaussée aux charges dues à la circulation peut se traduire en modèles numériques. Tensar International est à la pointe dans ce domaine grâce à la modélisation de l’effet de stabilisation mécanique des géogrilles.

1992 — Les résultats des essais en laboratoire sont confirmés à plusieurs reprises par des essais sur site.

2000 — Les essais de laboratoire en grandeur réelle sur une vaste gamme de produits ont prouvé que Tensar est plus efficace que les autres types de géogrilles.

2004 — Une des plus longues routes enregistrées et à forte densité de circulation, se situe dans la carrière de Feiring Bruck en Norvège.

2007 Centre technologique Tensar — Tensar dispose de son propre banc d’essai pour étudier les géogrilles, les remblais et les terrains de fondation.

2008/2011 — Les conditions d'environnement contrôlées garantissent des résultats d'essai de circulation comparables.

1996 — La répartition des charges et le confinement latéral réduisent de manière significative la profondeur des ornières.

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2004 — Les essais ne se limitent pas à une seule région du globe, ils ont été réalisés, dans le cadre de recherches, par des laboratoires indépendants à travers le monde.

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Chacune des cinq applications principales présentent des avantages majeurs qui peuvent souvent se transformer en avantage de coûts

RÉDUCTION DE L'ÉPAISSEUR DE COUCHEEn réduisant l’épaisseur de la couche de forme de 50% sans perte de performance par rapport à une conception standard, nos clients peuvent optimiser la mise en œuvre sur chantier et économiser environ 50% sur le coût des travaux d’amélioration des sols.

ALLONGEMENT DE LA DURÉE DE SERVICELa remise en état des routes, tout particulièrement lorsqu’elle implique une reconstruction totale, est onéreuse pour le Maître d’Ouvrage. Un exercice d’analyse de la valeur démontre que l’inclusion d’une couche stabilisée mécaniquement permet de prolonger la durée de vie des chaussées d’un facteur au moins égal à trois et de réduire ainsi le budget d’entretien annuel, pour le remplacement de la couche de roulement, de plus de 50%.

AMÉLIORATION DE LA PORTANCESur les sols de fondation compressibles, tels que la tourbe, il est parfois nécessaire de construire des voies d’accès qui devront supporter de très lourdes charges. L’accès des grues aux parcs éoliens est un bon exemple qui illustre la nécessité d'améliorer la portance et de concevoir une structure qui permet de réaliser les travaux en toute sécurité.

CONTRÔLE DES TASSEMENTS DIFFÉRENTIELS De nombreux chantiers de construction sont réalisés dans des zones de friches industrielles où le sol de fondation peut s’avérer particulièrement hétérogène, dans ce contexte les chaussées peuvent être sujettes au tassement différentiel. Les projets où la technologie Tensar a été utilisée peuvent être visités après plusieurs années de service, pour constater que le profil de surface a été préservé. Des économies de plus de 75% ont été réalisées comparativement aux solutions traditionnelles, telles que les plates-formes sur pieux.

COUVERTURE DES SOLS TRÈS COMPRESSIBLESTensar a mis au point des techniques pour construire sur des sols compressibles. La technologie Tensar a été affinée, au fil des ans, afin de "rendre possible l’impossible" et est désormais la méthode la plus prisée pour recouvrir des zones marécageuses ou des dépôts de déchets industriels.

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• Réduction de l’épaisseur de la couche de forme

• Allongement de la durée de service

• Contrôle des tassements différentiels

Installation de la TriAx, Stoke

Stabilisation d'un sol de faible protance à Ashboume, Derbyshire

Amélioration et stabilisation de l'A66 à Melsonby

Stabilisation du sol pour faciliter le stationnement dans un parking à Lanarkshire

• Réduction de l’épaisseur de la couche de forme

• Allongement de la durée de service

• Couverture des sols très compressibles

• Amélioration de la portance

• Réduction de l’épaisseur de la couche de forme

• Amélioration de la portance

• Contrôle des tassements différentiels

Exemples pratiques des principales applications

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CHAUSSÉES AÉROPORTUAIRESCompte tenu de l’augmentation du poids des nouvelles générations d’avions, les charges importantes doivent être prises en considération en construisant notamment une couche de forme renforcée pour les pistes d’atterrissage et les voies de circulation.

Nouvelle voie de circulation de l’aéroport d’Adelaïde (Australie)

Pour les cas où les charges de service sont des charges par roue très concentrées ou des charges par essieux exception-nelles, Tensar International a développé des méthodes de conception spécifiques. Il se peut alors que la stabilisation

de la couche granulaire nécessite plusieurs couches de géogrilles. Des méthodes de conception habituelles pour chaussées à forte circulation ont été modifiées pour prendre en compte les avantages de la stabilisation par géogrille.

Conceptions de chaussées spéciales

ZONES PORTUAIRESLes aires de stockage et de manutention de conteneurs, les sites de fabrication et de manutention de cargaisons en vrac imposent généralement des charges par roue ou par rail très concentrées.

Les géogrilles Tensar sont parfaites pour les zones portuaires (Lettonie)

PLATES-FORMES DE TRAVAILLes grues et les appareils de forage de pieux ont besoin d’une plate-forme de travail pour fonctionner en toute sécurité. Il est fréquent que ces opérations soient réalisées sur des terrains de fondation de qualité médiocre.

Lourde grue sur plate-forme de travail renforcée par géogrilles Tensar

VOIES FERRÉESLa couche de ballast ainsi que la couche de forme qui la supporte peuvent être renforcées par l’utilisation d’une géogrille - tout particulièrement sur les terrains de fondation de qualité médiocre. Une couche de forme renforcée présente un module accru. Une stabilisation par géogrille Tensar confine latéralement le ballast, empêche sa migration et prolonge ainsi la durée de service de l’appui des rails et des traverses.

Avantages de la stabilisation des sols Tensar pour les voies ferrées

CHAUSSÉE SOUMISE À DES CHARGES LOURDESLes chaussées soumises à des charges lourdes peuvent nécessiter une solution multicouche.

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SOLUTIONS PROFESSIONNELLESNous offrons les services d'une équipe de professionnels qui peuvent aider à développer des concepts pour soutenir votre conception ou d'entreprendre pleinement la conception de la construction. Nous fournissons également des conseils et des formations sur place pour vous aider à installer efficacement nos produits et systèmes dans votre projet. Notre gamme intéressante de produits est associée à notre expérience mondiale de milliers de projets dans une grande variété de conditions climatiques et types de sol. Cela signifie que nous vous fournissons une expertise en génie civil unique sur la façon d'utiliser nos produits et systèmes et des solutions économiques dans votre application.

Nous nous engageons à fournir les plus hauts niveaux de l'assistance technique sur le terrain pour soutenir l'utilisation de nos produits et systèmes. Nos propres équipes spécialisées et formées d'ingénieurs en génie civil et où les distributeurs locaux de Tensar travaillent en partenariat avec vous afin d'assurer le succès de votre projet.

TENSARPAVETM LOGICIEL DE CONCEPTIONTensarPave est un logiciel développé par Tensar International, intégrant les paramètres de conception de la TriAx® pour une stabilisation des sols plus économique et des solutions de conception des chaussées. Le logiciel TensarPave est disponible gratuitement à la formation des utilisateurs spécifiques de Tensar International.

ASSISTANCE TECHNIQUENous pouvons également vous donner notre appui dans vos projets avec les directives de construction et d'installation, la documentation de certification et avec des notes de spécification pour aider à la production des documents contractuels et des procédures d'installation. Ceux-ci sont soutenus par une gamme complète d'études de cas, des produits et des documents techniques approfondis.

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Notre gamme de services comprend l'apport de conseils sur votre projet, sa conception, sa construction et son installation, ainsi qu'une formation générale sur les applications de Tensar et l'utilisation des logiciels. En engageant notre équipe dès les premières étapes de votre projet, nous pouvons vous aider à gagner du temps et de l'argent pendant les phases initiales de conception par l'élaboration de concepts et l'évaluation de la faisabilité de la conception, de l'utilisation de produits ou de systèmes Tensar, et en établissant une estimation budgétaire.

SUPPORT DE CONSTRUCTION ˴ Des conseils sur l'installation initiale des produits ou systèmes Tensar pour votre projet

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FORMATION ˴ Ateliers de formation complets couvrant les bonnes pratiques techniques

˴ Formation personnelle ou des séminaires adaptés à vos besoins

CONCEPTION ˴ Des conseils de conception pour vous aider à intégrer les produits et systèmes Tensar dans votre projet

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CONCEPTION DE SOUTIEN ˴ Conseils d'application pour vous aider avec votre concept de construction

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˴ Les géosynthétiques Tensar® dans le génie civil Guide pour les produits et leurs applications

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˴ TensarTech® systèmes en sols renforcés Les culées de pont, murs de soutènement et les pentes raides

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˴ Fondations sur pieux Construction des plates-formes de transfert de charge avec fondations par pieux sur un terrain faible

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Impression Juin 2017, Numéro 3

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