Conception de pieux chargés dans leur axe selon l'Eurocode 7

Conception de pieux chargés dans leur axe selon l'Eurocode 7

La première partie de l'Eurocode 7 (NBN EN 1997-1:2005), qui définit les règles générales pour la conception géotechnique, est entrée en vigueur en Belgique au début de l'année 2005. Le présent article explique la manière d'appliquer ce document pour le calcul de la capacité portante des pieux chargés dans leur axe.

1. Introduction

L'Eurocode7 constitue un instrument important en vue de l'harmonisation et de l'optimisation de la conception géotechnique en Belgique et devrait améliorer la qualité et encourager l'innovation.

Dans ce contexte, notre pays travaille déjà depuis de nombreuses années à l'élaboration de l'Annexe nationale belge (NBN EN 1997-1 ANB) ainsi qu'à un vaste document de référence qui fournit une description détaillée et pratique de la manière dont l'Eurocode 7 doit être appliqué en Belgique.

Ces activités sont menées au sein du groupe de travail interprofessionnel du CSTC 'Eurocode 7', qui peut s'appuyer sur les résultats de divers projets de recherche prénormative conduits avec le soutien financier du Service public fédéral 'Economie'.

Bien que l'Annexe nationale, qui sera, selon toute vraisemblance, publiée par le Bureau de normalisation (NBN) dans le courant de l'année prochaine, fixe un certain nombre de choix et de valeurs propres à notre pays, elle ne définit pas de méthodes pour le calcul de la capacité portante des pieux chargés dans leur axe.

A cet effet, il est possible de se référer à la première partie du document susmentionné, qui paraîtra prochainement sur notre site.

Pour le dernier point sur la situation, nous renvoyons au site Internet du projet de Stimulation thématique à l'innovation 'Speciale funderingstechnieken' (Techniques spéciales de fondation) : www.tis-sft.wtcb.be (voir encadré).

2. Calcul de la capacité portante des pieux chargés dans leur axe

Le document de référence, qui explique la manière d'appliquer l'Eurocode 7 pour la conception des pieux chargés dans leur axe entraînera de profondes modifications de la pratique de dimensionnement actuelle. Nous évoquons ci-dessous les plus importantes d'entre elles.

• Optimisation de la conception des pieux
  Lors de la conception des pieux, il est possible de se baser soit sur les résultats d'essais de pénétration, soit sur les résultats d'essais préliminaires réalisés sur des pieux tests. Dans certains cas (par exemple, lorsqu'on utilise de nouveaux types de pieux, quand les données empiriques font défaut ou lorsqu'on soupçonne que les règles de conception basées sur les essais de pénétration sont trop conservatrices), des procédures ont été élaborées afin d'optimiser la conception.
  
• Le cône électrique comme référence
  Si la conception est basée sur des essais de pénétration, il importe de s'assurer que les règles de calcul ont été élaborées avec, comme référence, le cône électrique. L'essai de pénétration au cône mécanique requiert désormais des facteurs de réduction spécifiques. Ces facteurs ont été déterminés de façon pragmatique sur la base d'une étude comparative réalisée sur divers sites en Belgique
  
• Utilisation de facteurs de sécurité partiels
  Alors qu'il était autrefois plutôt courant d'appliquer un facteur de sécurité global lors de la conception, l'Eurocode propose l'utilisation de facteurs de sécurité partiels. En d'autres termes, un facteur de sécurité spécifique a été introduit pour tous les paramètres faisant l'objet d'incertitudes (charges, caractéristiques des matériaux, modèle de calcul, par exemple).
  
• Détermination du frottement le long du fût
  Le frottement le long du fût est déterminé à l'aide des mesures de résistance au cône. Le frottement total, mesuré durant un essai de pénétration (mécanique), n'est donc plus considéré comme la norme.
  
• Dimensions à adopter
  Les dimensions à adopter pour les différents types de pieux disponibles sur le marché belge sont déterminées de manière univoque (profondeur d'assise, diamètre de la base et diamètre du fût).
  
• Nouveaux coefficients d'installation
  Un tableau présentant des coefficients d'installation a été élaboré, en tenant compte non seulement des nouvelles connaissances acquises (p. ex. en matière d'analyse des essais de mise en charge statique des pieux), mais aussi du cadre conceptuel de l'Eurocode 7. Des procédures permettant d'utiliser des coefficients plus favorables ont en outre été introduites afin d'encourager l'effort d'innovation des entreprises.
  
• Coefficient de corrélation
  Un coefficient de corrélation doit être appliqué à la capacité portante moyenne et minimale, selon l'étendue de la reconnaissance du sol et la rigidité de la structure, afin de prendre en considération la dispersion des caractéristiques du sol sur le site.
  
• Introduction d'un facteur de modèle
  Un facteur de modèle est introduit afin de tenir compte des incertitudes liées au modèle de calcul.
  
• Intérêt du contrôle de qualité
  La valeur des facteurs de sécurité partiels, appliqués à la capacité portante de la base et au frottement le long du fût, dépend du type de pieu et du contrôle de la qualité de l'exécution. A l'heure actuelle, des discussions sont également menées, à la demande du secteur, avec la Belgian Construction Certification Association (BCCA) concernant l'instauration d'une certification pour la mise en œuvre des systèmes de pieux. Cette certification devrait entraîner des avantages économiques via l'application d'un facteur de sécurité réduit dans le calcul.
  

3. Avantages

Cette procédure de calcul semi-probabiliste, qui fera l'objet d'une évaluation d'ici deux ans en vue d'adapter ou d'affiner la méthode, présente des avantages considérables par rapport à l'approche déterministe utilisée précédemment.

Elle peut en effet donner lieu à une uniformisation du niveau de sécurité et à plusieurs développements innovants puisque l'investissement dans de nouveaux systèmes mis en œuvre de manière qualitative est valorisé économiquement parlant.

M. De Vos, ir., chef du laboratoire 'Géotechnique', CSTC

L'application de la nouvelle methode probabiliste (calcul aux états limites) sur les fondations profondes et superficielles peut unifier toutes les normes...

C'est interressant, merci mon frère.