Methode de calcul de reseau de pieux

par **xxxx** Mer 2 Mai - 19:32

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http://pastel.paristech.org/454/01/These_Estephan.pdf

Depuis la création des micropieux par F. Lizzi, en 1952, cette technique de fondation profonde a

été adoptée pour des applications diverses. Ces pieux élancés de faible diamètre (inférieur à 25 cm)

sont rarement mis en place par éléments isolés, mais sont plutôt disposés en groupes ou en réseaux.

Malgré l'essor rapide de cette technique et son usage fréquent dans les domaines de la reprise en

sous œuvre, du renforcement des sols et parfois des fondations neuves, les méthodes de calculs des

micropieux, quant à elles, étaient souvent empiriques, voire simplifiées, notamment dans le cas des

micropieux disposés en réseaux.

Le comportement d'un groupe de micropieux est fonction du comportement élémentaire de chaque

micropieu du groupe et de l'interaction simple entre eux. Quant au comportement d'un réseau

(groupe de micropieux dont la majorité des éléments sont inclinés d'une manière convergente), il est

également fonction du comportement élémentaire des micropieux, de l'interaction mécanique simple

entre ces micropieux, mais aussi de l'éventuel effet d'enserrement du sol entre les micropieux

enchevêtrés.

L'expérience montre que l'effet de groupe est, dans certains cas, positif. Cet effet positif pourrait

résulter de la méthode de mise en place des micropieux et/ou de la densification du sol environnant.

En revanche l'interaction mécanique simple entre les micropieux, telle qu'elle est évaluée pour le cas

des pieux, induit un effet de groupe négatif et réduit la raideur globale des micropieux du groupe.

Les méthodes de calcul en déplacement actuelles de groupes (de pieux ou micropieux) tiennent

compte de cette interaction mécanique simple, alors que les effets bénéfiques ne peuvent être

introduits que directement par les paramètres mécaniques du sol.

Les réseaux de micropieux sont généralement calculés selon l’une des deux hypothèses suivantes : le

réseau se comporte comme un groupe, ainsi les méthodes de calculs sont analogues à celles des

groupes ne tenant compte que de l’effet d’interaction mécanique simple entre les micropieux ; la

deuxième hypothèse tient compte d’une manière très simplifiées de l’effet d’enserrement du sol entre

les micropieux enchevêtrés, le sol et les micropieux étant considérés comme un bloc monolithique.

Les méthodes de calculs basées sur cette dernière hypothèse, issue des observations

expérimentales, sont empiriques.

Les présentes recherches ont été menées au CERMES (ENPC-LCPC) dans le cadre du projet

national FOREVER1, et portent sur l'étude du comportement des micropieux disposés en groupe ou

en réseau. L'effet de l'inclinaison des micropieux dans un réseau est particulièrement étudié. Cette

thèse fait suite aux travaux de recherches menés également au CERMES par Youssef (1994),

Maléki (1995) et Perlo [Perlo et Frank, 1997; Perlo et al., 1998] sur le comportement des

micropieux isolés ou en groupes.

Le mémoire présenté comporte trois parties. La première partie est consacrée à une étude

bibliographique sur les micropieux. Un premier chapitre présente l'historique des micropieux, leur classification et leurs domaines d'applications. Le deuxième chapitre de cette même partie résume

les différentes méthodes de calculs existantes des micropieux (isolés, en groupes ou en réseaux)

sous chargement vertical ou horizontal.

La deuxième partie est une analyse des essais expérimentaux, réalisés dans le cadre du projet

national de recherche sur les micropieux (FOREVER). Cette partie comprend deux chapitres: le

premier analyse les essais réalisés sur des groupes de micropieux, le deuxième interprète les essais

relatifs à des réseaux. Ces essais ont été réalisés en vraie grandeur ou en modèle réduit (en

centrifugeuse, en chambre d'étalonnage, en grande cuve expérimentale). L'influence de paramètres,

tels l'espacement et le nombre de micropieux, sur la portance verticale des groupes ou des réseaux

et sur leur comportement sous sollicitations horizontales, est ensuite étudiée.

Deux approches numériques sont utilisées dans la troisième partie: l'approche par la méthode des

fonctions de transfert de charge (programme GOUPEG) et l'approche par la méthode des éléments

finis (CESAR-LCPC).

Le programme de calcul de groupe GOUPEG (Degny et Romagny, 1989; Perlo et al., 1998) est

développé pour étudier l'interaction pieu-sol-pieu d'un réseau général tridimensionnel. Ce

programme GOUPEG est, par la suite, utilisé pour étudier le comportement d'un réseau élémentaire

de 4 micropieux disposés en double chevalet, et soumis à des sollicitations verticales et horizontales

(essais en vraie grandeur sur le site du CEBTP à Saint Rémy-lès-Chevreuse). Finalement, une étude

paramétrique analyse l'effet de l'inclinaison des micropieux d'un réseau élémentaire, en double

chevalet, sur le comportement global du réseau ainsi que sur le comportement élémentaire des

micropieux.

Le dernier chapitre présente l'approche par la méthode des éléments finis. Le programme CESARLCPC

est utilisé pour étudier le comportement tridimensionnel d'un réseau élémentaire en double

chevalet sollicité verticalement en tête. L'étude présentée, contrairement à celle basée sur la

méthode des fonctions de transfert de charge, permet de donner des résultats intéressants

concernant le comportement du massif de sol entourant les micropieux et notamment le sol compris

entre les micropieux.