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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, notammentdans lenseignement, provoquant une baisse brutale des achats de livres, au point que la possibi-lit mme pour les auteurs de crer des uvres nouvelles et de les faire diter correctement estaujourdhui menace.En application de la loi du 11 mars 1957, il est interdit de reproduire intgralement ou partielle-

ment le prsent ouvrage, sur quelque support que ce soit, sans autorisation de lauteur, de son diteur ou duCentre 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 lebon sol, et que le lieu ne ft compos que deterres rapportes ou marcageuses, il faudraficher des pieux de bois daulne, dolivierou de chne un peu brls que lon enfonce-ra avec les machines, trs prs les uns desautres

VITRUVE(ingnieur militaire et architecte romain,

Ier sicle avant J.-C.)

5Sommaire

Prface 7

Introduction 13

Chapitre 1. Techniques 17

Chapitre 2. Comportement lmentaire des micropieux 59

Chapitre 3. Groupes de micropieux 171

Chapitre 4. Rseaux de micropieux 241

Chapitre 5. Comportement sismique des micropieux 303

Bibliographie 331

Table des matires 341

7Prface

Dans son trait sur la construction des ponts, paru en 1809 et prfac joliment parson neveu Navier, linspecteur gnral des Ponts et Chausses, miland-MarieGauthey consacre un chapitre entier au pilotage qui commence ainsi : Ltablissement dun pilotis peut avoir pour objet, ou de consolider un terraintrop 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 pourraitsy manifester sous le poids des constructions, ou daller chercher une couche so-lide, en traversant des couches de peu de consistance, et de faire porter artificiel-lement 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 enchne; la grosseur des pices de chne est ordinairement de 30 35 centimtresde diamtre moyen, sur 6 8 mtres de longueur. Sans conteste, Gauthey dcrit ainsi des groupes de micropieux et voque aussi lapossibilit dutiliser des pieux inclins, surtout au pourtour de la fondation, pourviter, dit-il, le dversement du pilotis. Il stend aussi longuement sur lnergieutilise qui tait essentiellement humaine: En rglant le travail des manuvresemploys au battage des pieux, on na pas craindre de les fatiguer au-del deleurs forces, et en les mettant la tche ou les animant par des gratifications, onpourrait en obtenir pendant quelque temps, si on le jugeait propos, une plusgrande 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 nouveauxmatriaux, du bton en particulier.Ce nest quau dbut des annes cinquante, que le docteur Fernando Lizzi, de Na-ples, a obtenu le premier brevet de mise en uvre des micropieux modernes; il a,

PROJET NATIONAL SUR LES MICROPIEUX - FOREVER

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depuis, multipli leurs usages et a t impliqu dans nombre de projets les con-cernant, dans le monde entier.En France, les micropieux sont principalement dfinis comme des pieux fors dediamtre infrieur 250 mm, comportant des armatures centrales scelles dans unmortier ou un coulis de ciment. Du fait de leur grand lancement, ils travaillentessentiellement au frottement latral et peu en pointe. Ils sont utiliss en groupesou en rseaux, en groupes lorsquils sont verticaux, en rseaux lorsquils sontorients et souvent croiss dans des directions diffrentes.Le champ dapplication des micropieux est trs vaste: ils ont dabord t utilissen reprise en sous-uvre de monuments anciens et de btiments existants, dans lecas dextension ou de destination nouvelle par exemple, du fait des difficults oude limpossibilit dintroduire des matriels de forage traditionnels dans les struc-tures anciennes exigus ou de faible tirant dair, parfois infrieur 2,50 m. Cestainsi que Lizzi et Kerisel ont propos de rsoudre les problmes de fondation dela tour de Pise, pour citer un cas spectaculaire.Le domaine dapplication peut slargir aux fondations douvrages neufs dans descas 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 ma-triau 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, lesrseaux ont des capacits de rsistance aux actions sismiques ce qui peut condui-re, dans certaines zones du globe, un norme champ dapplication.Lorsquil sagit de techniques nouvelles, et avant mme que ne slabore unethorie, un homme, imaginatif et observateur (dans le cas des micropieux, il sagitincontestablement du docteur Lizzi), quil soit ingnieur-conseil ou fasse partiedune entreprise, se livre une exprimentation, avec laccord dun matredouvrage et dun matre duvre comprhensifs et curieux, et dveloppe sonide. Parfois, sil sagit dune innovation majeure, il prend un brevet et en exploitela priorit. Mais vient le temps o lintuition et lexprience, mme gniales, nesuffisent plus et o les projeteurs prouvent le besoin dutiliser des mthodes decalcul confirmes qui ne peuvent tre obtenues que par des recherches approfon-dies, des tudes en laboratoires, des exprimentations en vraie grandeur et des ins-trumentations sur chantier menes de conserve par des scientifiques de hautniveau et des praticiens.Cet enrichissement des connaissances est prcisment lobjectif principal des pro-jets nationaux, slectionns et aids financirement par la Direction de la recher-che et des affaires scientifiques et techniques (DRAST) du ministre de

Prface

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lquipement (dans le cadre du Plan gnie civil, devenu rcemment Rseau gniecivil et urbain), et pilots par lInstitut pour la recherche applique et lexprimen-tation en gnie civil (IREX). Cest donc dans ce cadre qua t slectionn en tantque projet national, en 1993, le renforcement des sols par micropieux dont lusagese rpand rapidement dans le monde. Lacronyme, un peu ambitieux peut-tre, deFOREVER lui a t donn, pour FOndations REnforces VERticalement.Le prsident du projet national a t assist par Franois Schlosser, directeurscientifique, et par Roger Frank, directeur technique; leur comptence est notoireet, pendant prs de dix annes, ils nont mnag ni leur temps ni leurs efforts pourlorganisation des tudes et recherches et pour dgager, anne aprs anne, la syn-thse des rsultats obtenus qui font lobjet de cet ouvrage.La premire phase, dont loriginalit doit tre souligne, consiste intresser despartenaires qui non seulement participent au financement du projet, mais surtoutapportent leur appui et leurs connaissances au cours des nombreuses runions ducomit scientifique et technique, mais aussi, pour un bon nombre dentre eux, ef-fectuent des prestations en nature, sous forme dexprimentations, quils finan-cent directement, pour une part importante.Ces partenaires reprsentent lensemble des acteurs de la construction, matresdouvrage, matres duvre, entreprises, ainsi que leurs appuis scientifiques, uni-versits, coles et laboratoires publics et privs.Les partenaires de FOREVER ont t les suivants: Matres douvrageDirection des Routes (Setra), Cofiroute, RATP, SNCF, Federal Highway Admi-nistration (FHWA) Matres duvre et bureaux dtudesAntea (BRGM), Bureau Veritas, Scetauroute, Socaso, Terrasol EntreprisesBouygues, Campenon-Bernard (Vinci), Forzienne dEntreprises (EIFFAGE),Ischebeck, Mnard Sol Traitement (Vinci), Soltanche-Bachy Organismes de rechercheCEBTP (Centre exprimental du btiment et des travaux publics), Laboratoirecentral des ponts et chausses (LCPC). Universits et colesCercso (ENPC), Cermes (ENPC-LCPC), Laboratoire de mcanique de Lille, La-boratoire 3S (universit de Grenoble), Polytechnic University (New York), Uni-versity of Canterbury (Nouvelle-Zlande).


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La prsence de partenaires trangers et, en particulier, de ladministration amri-caine des routes (FHWA), est significative de lintrt port par les scientifiqueset praticiens du monde entier la technique des micropieux, ses applications et,plus gnralement, la dmarche des projets nationaux franais. On dnombreainsi une trentaine de publications et une vingtaine de prsentations orales sur FO-REVER au cours de congrs internationaux, symposiums ou confrences. Lef-fervescence des milieux comptents autour de FOREVER est le premier rsultatpositif du projet et pourrait mme justifier elle seule les efforts financiers con-sentis.Le budget total sest lev 5091000 euros (HT) dont le financement a t assurpar ltat sous forme dune participation gale 15 % du montant total, soit764000 euros (HT), et par les partenaires, sous forme dapports en nature pour3567000 euros (HT) (dont 713000 euros par la FHWA) et de cotisations pour760000 euros (HT).Le projet national sest droul sur prs de neuf ans et plus de soixante-dix rap-ports (dont on trouvera la liste en annexe comportant le nom des auteurs et natu-rellement lobjet spcifique de chacun deux) ont t produits et pourront treconsults par les professionnels intresss au centre de documentation du minis-tre de lquipement.On mentionnera particulirement ltat de lart , pris en charge, ds 1993, parla FHWA et qui a fait lobjet dun rapport de plus de quatre cents pages en quatrevolumes (Bruce et Juran, 1997), le premier sur le contexte gnral, les diffrentstypes de micropieux et les cots (lments rarement voqus dans les rapportstechniques europens), le second sur la conception et le troisime sur la mise enuvre 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 pourchacun deux, les contraintes qui ont conduit ladoption de ladite technique,quelles soient physiques, gologiques ou environnementales et quelles concer-nent 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 encentrifugeuse, chambres dtalonnage et table vibrante, danalyses et essais dechantiers, et dexamen du comportement des micropieux dans un site exprimen-tal en vraie grandeur, ralis au CEBTP, Saint-Rmy-ls-Chevreuse.Enfin, au cours du dveloppement du projet, six rapports, tablis par FranoisSchlosser et Roger Frank, constituent une synthse ordonne des rsultats obtenusau cours de chacun des sous-programmes: ils rythment lavancement des tudeset recherches en les recadrant selon trois thmes majeurs, comportement lmen-

Prface

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taire du micropieu isol, comportement des groupes et comportement des rseauxde micropieux.Ainsi, les individus ou les quipes qui ont particip au projet ont fait preuve dunecomptence et dune persvrance exceptionnelles, et il me revient de les en re-mercier et de les fliciter. Je tiens mentionner, tout particulirement, le comitde rdaction du rapport de synthse que constitue le prsent document. Si, avec lecolloque du 24 septembre 2002, il clture le projet national, il na pas la prten-tion dapporter des solutions dfinitives, pour toujours, for ever , aux concep-teurs et aux entrepreneurs confronts aux problmes de renforcement desbtiments ou douvrages, de fondations en terrains difficiles, de stabilisation detalus ou de rsistance aux sismes. Mais il ne fait aucun doute quil sera consultdans de nombreuses situations et si, comme dans toute uvre de longue haleine,les intervenants et rdacteurs ont parfois connu des frustrations et des regrets, leurouvrage restera une rfrence incontournable et tmoignera de lintrt excep-tionnel 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 d-roul de 1993 2001 et son objectif a t de promouvoir lutilisation des micro-pieux, notamment en groupes et rseaux, en tablissant des bases exprimentaleset thoriques adaptes leurs spcificits.Lutilisation des micropieux est devenue classique pour les reprises en sous-u-vre, surtout cause de leur facilit dexcution dans des conditions souvent diffi-ciles Leur utilisation pour des fondations de travaux neufs tait en revanchebeaucoup plus rare, de mme que pour certains ouvrages gotechniques (soutne-ments, stabilisations de pentes).Les travaux de recherche du projet national Forever ont t raliss par un grou-pement de matres douvrage, de matres duvre, de bureaux dtudes, dentre-prises, dorganismes de recherche, duniversits et dcoles sous lgide delInstitut pour la recherche et lexprimentation en gnie civil (IREX) avec la par-ticipation financire du ministre franais charg de lquipement (Direction dela recherche et des affaires scientifiques et techniques, Plan gnie civil) et de laFederal Highway Administration (FHWA) des tats-Unis.Les partenaires et membres du projet national, qui ont financ les tudes et recher-ches, sont:Antea (BRGM), Bouygues, Bureau Veritas, Campenon-Bernard (Vinci), CEBTP,Cercso (ENPC), Cermes (ENPC-LCPC), Cofiroute, FHWA, Forzienne dEntre-prises (Eiffage), Ischebeck, Laboratoire de mcanique de Lille, Laboratoire 3S(Grenoble), LCPC, Mnard Sol Traitement (Vinci), Polytechnic University (NewYork), 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 duprojet 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 re-cherche. 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 etP. FORAY (Laboratoire 3 secondes), J. CANOU et R. FRANK (Cermes/ENPC-LCPC), P. GANGNEUX (CEBTP), N. GOULESCO (Bouygues), J.-P. GIGAN(LREP), P. HABIB et G. RAILLARD (Soltanche-Bachy), I. JURAN (PolytechnicUniversity), J.-L. LEDOUX (LCPC de Bordeaux), P. LIAUSU (Mnard Sol Traite-ment), 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 dexcu-tion des micropieux (chapitre 1). En effet, lexcution des micropieux, qui est unparamtre fondamental, a fait lobjet de nombreuses discussions entre les mem-bres du projet national Forever.Les trois chapitres centraux (2, 3 et 4) recouvrent les trois thmes principaux tu-dis 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 mi-cropieux dans ce domaine.Dans chacun de ces chapitres, les rdacteurs se sont attachs dgager des recom-mandations 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 soixante-dix.Au dbut du projet national, les recherches ont t principalement centres sur lesite exprimental de Saint-Rmy-ls-Chevreuse, constitu dun grand massif desable de Fontainebleau rapport et compact de faon homogne. Il avait en effet

Introduction

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t souhait dtudier demble les micropieux en vraie grandeur, conformment lorientation habituelle des projets nationaux de gotechnique. De nombreux es-sais ont t raliss sur ce site, sur des groupes ou des rseaux simples (chevaletsde micropieux), mais il na malheureusement pas t possible de faire varier lesnombreux paramtres, et tout dabord la nature et la densit du sol!Les nombreux rsultats exprimentaux obtenus doivent galement beaucoup auxtudes en modles rduits raliss en centrifugeuse et dans des chambres dta-lonnage. Il faut cependant signaler la limitation de lensemble de cette rechercheexprimentale, qui na t effectue que sur du sable. Le projet comptait beaucoupsur 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 (cha-pitre 2) ont abord de nombreux aspects qui constituent les notions de base indis-pensables la conception de fondations en micropieux (chargements axial ettransversal, flambement, chargement cyclique, etc.). Les rsultats sont sans doutepartiels sur la question centrale des groupes et des rseaux, mais un ensemble con-squent de rsultats a t obtenu sur des aspects trs varis.Le futur montrera que beaucoup de pistes ont t ouvertes. On en veut pour preu-ve lengouement suscit ltranger par les communications crites ou orales surle projet national Forever. On peut mme noter quil est lorigine du forum International Workshop on Micropiles (IWM) qui runit rgulirement, de-puis 1997, des chercheurs et praticiens dAmrique du Nord, du Japon et dEuro-pe ayant en commun cet intrt pour les micropieux et souhaitant promouvoir leurutilisation 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 trsvaste, et les descriptions fournies par le prsent chapitre ne sauraient prtendre un caractre exhaustif, mme si elles envisagent des solutions qui ne sont pas cou-rantes.Le choix retenu est une prsentation spare des mthodes dinsertion ou de ra-lisation des micropieux dans le sol, des mthodes de scellement, des types dar-matures mtalliques, des liaisons entre micropieu et structure, et des accessoires.La plupart des micropieux associent des lments pris dans chacun de ces para-graphes de prsentation, mais certains nutilisent aucun lment dun paragraphedonn (par exemple des micropieux mis en place par battage ou fonage ne com-portent que peu souvent de scellement), et des lments pris dans deux paragra-phes 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 quiconduit 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 neconcident pas ncessairement avec certains dveloppements du prsent chapitre;toutefois, ces dfauts de concidence nont gure de consquence qu propos dela prvision initiale de rsistance en frottement latral, lexprience montrant lin-trt de procder des essais pour dterminer ce paramtre (optimisation des pro-jets sans concession sur la scurit des ouvrages: meilleures performancessouvent disponibles en ralit, et dans quelques cas, heureusement rares, constatde 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 diamtreinfrieur 250 mm. Le forage est quip ou non darmatures et rempli dun mor-tier de ciment au tube plongeur. Le tubage est ensuite obtur en tte et lintrieurdu tubage au-dessus du mortier mis sous pression. Le tubage est rcupr enmaintenant la pression sur le mortier. Micropieux de type II : le micropieu type II est un pieu for, de diamtre inf-rieur 250 mm. Le forage est quip dune armature et rempli dun coulis ou demortier de scellement par gravit, ou sous une trs faible pression, au moyendun tube plongeur. Micropieux de type III: le micropieu type III est un pieu for de diamtre inf-rieur 250 mm. Le forage est quip darmatures et dun systme dinjection quiest un tube manchettes mis en place dans un coulis de gaine. Si larmature estun tube mtallique, ce tube peut tre quip de manchettes et tenir lieu de sys-tme dinjection. Linjection est faite en tte une pression suprieure ou gale 1 MPa. Elle est globale et unitaire (IGU).

Techniques

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Micropieux de type IV: le micropieu type IV est un pieu for de diamtre inf-rieur 250 mm. Le forage est quip darmatures et dun systme dinjection quiest un tube manchettes mis en place dans un coulis de gaine. Si larmature estun tube mtallique, ce tube peut tre quip de manchettes et tenir lieu de sys-tme dinjection. On procde linjection, laide dun obturateur simple oudouble, dun coulis ou mortier de scellement une pression dinjection sup-rieure ou gale 1 MPa. Linjection est rptitive et slective (IRS).Le projet de norme europenne (TC 288 WI 008) relative lexcution des mi-cropieux considre que lon a affaire des micropieux lorsque le diamtre ext-rieur est infrieur 300 mm lorsquils sont fors, et 150 mm lorsquils sont misen place avec refoulement du sol, tandis que les documents franais placent la li-mite 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 conditionneltat du sol le long de linterface et au voisinage du micropieu, et joue donc unrle important sur les performances disponibles en termes de frottement latral li-mite.

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 encours de ralisation, le transformant en cuttings quil reste ensuite ramener lasurface (ou refouler latralement).Un taillant bicne ou tricne comporte des molettes; il est entran en rotationavec application simultane dune force dappui axiale. Il est utilis avec, pourfluide de forage, de leau ou de la boue. Il permet de forer tous les terrains, maisson rendement peut tre mdiocre dans des roches rsistantes, surtout si lon nedispose que dune force dappui modeste, comme ce peut tre le cas avec des ma-chines de petite taille utilises pour des reprises en sous-uvre.Les taillants comportant des pales (bipale ou tripale) sont eux aussi entrans enrotation avec application simultane dune force dappui; ils sont gnralementassocis lair comme fluide de forage, et utiliss dans des formations argileusesou 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 tungst-ne). Le fluide de forage est gnralement de lair.

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

Figure 1.4. Marteaux fond de trou .

Figure 1.1. Taillant tricne.

Figure 1.2. Taillants tripales. Figure 1.3. Taillant ODEX.

Techniques

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

1.2.1.3. Stabilit des parois du forageLa cohsion du sol travers peut tre suffisante pour que les parois du foragesoient autostables. Mais lautostabilit ne dpend pas que des caractristiques dessols et du diamtre du forage; en tte du forage, les charges exerces par lappuides machines interviennent; en partie courante du forage, les conditions dhy-draulique souterraine jouent un rle essentiel. Le matriel utilis pour le foragepeut solliciter ses parois (vibration et rotation des tiges).Il convient de faire preuve de discernement pour interprter les informationsgotechniques; on peut prendre quelques exemples: dans un banc, argileux ou marneux, au sein duquel des pizomtres ont mis envidence la prsence dune nappe, les parois des forages peuvent trs bien treautostables, si la permabilit est trs faible (un forage lair est susceptible defaire vaporer plus deau que le matriau ne peut en amener); un banc, qualifi de limon sableux aprs examen des cuttings remonts par dessondages destructifs ou la tarire, peut en ralit tre constitu de lits superpo-ss de limon et de sable, dont le comportement sera notablement diffrent decelui du mlange (surtout en prsence deau lors dun forage lair); des tubes pizomtriques crpins sur des zones mal choisies peuvent semblerindiquer un niveau de nappe dnu de tout ralisme, dans le cas par exemple oune nappe artsienne alimente le tube par la base avec un rejet au-dessus de lacouche tanche traverse (et dune manire gnrale en prsence de gradients).Le forage lair sans tubage nest viable que si les parois du forage sont autosta-bles. En effet, la surpression de lair dans le forage contribue la stabilit, maisseulement pendant linjection dair, opration suspendue au moins chaque chan-gement de tige ou lorsquon ressort loutillage; les variations cycliques de pres-sion de lair sont mme susceptibles de favoriser des instabilits, ou de lesamplifier, comme dans le cas dintercalaires sableux saturs.Un inconvnient de lair comme fluide de forage est sa compressibilit, qui luipermet daccumuler de lnergie: comme il est par ailleurs trs fluide, il est sus-ceptible de pntrer le long dinterfaces ou de fissures, et de constituer des vrinsdvastateurs. Le savoir-faire du foreur est primordial: il doit savoir limiter la pres-sion au passage dune dalle, et surtout prvenir la formation de bouchons le longdu forage.


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Si de leau scoule depuis le terrain vers le forage, elle entrane les particules desol et les parois du forage deviennent instables. Les principaux moyens de prve-nir 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 decoupe et leau remonte le long du forage entranant les cuttings. Dans le cas dunenappe hydrostatique, la pression de leau dans le forage est suprieure la pres-sion interstitielle initiale des terrains traverss, et lcoulement a lieu depuis le fo-rage vers le terrain, le gradient jouant un rle stabilisateur. Le forage leau estgnralement conomique et efficace. Il a pour inconvnients de favoriser la d-tente des contraintes effectives des sols fins au voisinage des parois du forage, etde gnrer des dpts de fines sur les parois dans les sols les plus permables quetraverse le forage, phnomnes qui sont dfavorables lobtention dun frotte-ment latral limite lev. Lorsque la permabilit dune couche est trop grande,ou lorsque le forage traverse un vide, naturel ou artificiel, leau est susceptible desy chapper (mme sous un fort dbit dalimentation) et de ne plus assurer safonction 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 conditionsde stabilit car la perte de charge est localise dans ce cake. Cette mthode peuttre adapte jusqu des permabilits plus fortes que celles qui limitent le recours leau, mais a tendance diminuer le frottement latral limite. Elle est plus oumoins coteuse selon les soins apports au recyclage de la boue. Elle est particu-lirement 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 suffi-sante. Elle est galement intressante dans le cas des forages trs profonds, la vis-cosit de la boue facilitant le transport des cuttings.Dans certains cas, notamment celui des sols peu cohrents et en labsence deauxsouterraines, la stabilit des parois dans le forage lair peut tre grandementamliore par lutilisation de mousses de polymres que la surpression dair pla-que contre les parois et fait pntrer dans le sol, agglomrant ainsi les grains touten crant une zone trs peu permable lair.Le tubage est un autre moyen dassurer la stabilit des parois du forage; il est g-nralement associ au forage lair dans la pratique.En fonction de la nature des sols traverss, plusieurs modes dentranement dutube peuvent tre envisags: entranement en rotation et appui depuis la tte du forage, en mme temps quele taillant pilote fore selon un diamtre infrieur au diamtre intrieur du tube; letube doit alors ralser lui mme le trou, comme dans la mthode OD ;

Techniques

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

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

1.2.2. Forage pralable avec enlvement de matiresans outil de coupeLe principe est le suivant: un tube est fonc dans le sol; le sol est dstructur labase du tube par lanage deau et remonte le long du tube, entran par leau. Ceprocd nest pas utilisable avec des sols prsentant un trop fort diamtre maximaldes grains Dmax.

Une variante consiste, dans le cas des sols relativement fins et peu cohrents, utiliser un deuxime tube coaxial permettant daccompagner lenfoncement parun 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 sanstranche dans un sol meuble, peut tre utilis pour linstallation de micropieuxdans des formations pas trop rsistantes. Lors des exprimentations ralises dansle cadre de Forever sur le site de Saint-Rmy, de tels micropieux ont t ralisset soumis des essais; il sagissait des micropieux R-Sol . Ce procd avec re-foulement de sol est gnralement, mais pas ncessairement, associ une mtho-de spcifique de scellement.Une variante consiste foncer, vibrofoncer ou battre un tube quip dune pointeperdue. 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 dlmentscylindriques de section circulaire ou carre en bton arm. Les procds dinser-tion 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 labase ou par plusieurs points dinjection. Les trois premiers procds peuvent sac-compagner de lanage de coulis de ciment, ou deau (dans ce cas on procde uneinjection de coulis aprs enfoncement du tube). On peut galement quiper lar-mature dun sabot de plus grand matre-couple, dans la trace duquel on proc-de 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 consti-tue dlments permettant un raboutage ais et est quipe la base dun taillantperdu. Le taillant est adapt aux caractristiques des sols traverser: ce peut treune simple tle verticale, un taillant boutons ou plaquettes, un bicne ou tri-cne 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 rochesou des galets sur une paisseur incompatible avec la rsistance lusure des outilsen acier ordinaire (il est alors judicieux du point de vue conomique dutiliser destaillants quelque peu usags).Lentranement (rotation et appui, ou rotation, frappe et appui) a lieu depuis la ttedu forage. Un fluide est inject au voisinage du taillant, le plus souvent constitudair ou de coulis de ciment, parfois deau ou de boue. On peut galement utiliserun coulis en jet trs fin sous forte pression, du type jet-grouting ( mini-jet ).Ces micropieux prsentent gnralement en partie courante des dfauts de centra-ge de larmature, alatoires lorsquils sont verticaux ou vers le bas lorsquils sontinclins. Ces dfauts nont pas de consquence apprciable sur la rsistance enfrottement latral, mais doivent tre pris en considration si lon compte sur uneprotection contre la corrosion par le coulis de ciment.Ces micropieux ne permettent pas, en gnral, davoir en tte, lorsque cela estsouhait, une forte longueur libre de tout frottement latral, cette dernire tantlimite la longueur unitaire des tronons darmature.

1.2.5. Remarques complmentairesLe diamtre de forage dun micropieu nest pas ncessairement le mme sur toutesa longueur, comme la mthode de forage nest pas non plus ncessairement lamme sur toute sa longueur. Par exemple, si des couches molles recouvrent unsubstratum trs rsistant, on peut envisager le scellement dans le substratumdune barre installe dans un forage lair, tandis que lon prvient le flambementde cette armature dans les couches molles en plaant autour delle un tube, mis enplace par battage avant de forer dans le substratum.Lventuelle inclinaison du micropieu sur la verticale est porteuse de consquen-ces qui diffrent dun procd lautre: linsertion dune armature lourde dans unforage nu inclin est gnralement susceptible de dtacher des fragments de soldes parois (pollution au-dessous), et savre plus malaise que dans un forage ver-tical, les centreurs sont beaucoup plus sollicits dans un forage inclin, ils doiventdonc 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 leplus souvent laide dun turbo-malaxeur, ce qui permet dassurer une dflocula-tion efficace des grains de ciment. On y ajoute parfois un adjuvant superplasti-fiant. Le ciment doit tre compatible avec les conditions dagressivit du sol et deseaux souterraines. On se rfre gnralement aux textes relatifs aux btons (AfnorP18-011, 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, lerapport C/E est voisin de 1; il est augment au voisinage de 1,5 2 pour le der-nier mtre de forage, puis il est port une valeur comprise entre 2 et 2,5 pourlinjection complmentaire finale; la valeur de C/E est adapte en fonction de lanature des sols (dans un sable, C/E est choisi plus petit que dans une argile, saufpour linjection finale); le coulis de scellement gravitaire prsente un rapport C/E voisin de 2; lutilisa-tion dun turbo-malaxeur ou dun superplastifiant permet de le porter 2,5 ouplus; le coulis dinjection des procds IRS et IGU est gnralement de rapport C/Evoisin 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 particulesde sol; au voisinage immdiat de la barre, il contient peu de particules de sol et ilest enrichi en ciment du fait dun essorage, tandis que, plus loin, ce sera un mor-tier de sol; le coulis dun scellement gravitaire subit gnralement des phnomnesdessorage et de dcantation avant prise, dautant plus importants que le rapportC/E est petit.La rsistance mcanique dun coulis durci est le plus souvent largementsurabondante; en revanche, son dosage en ciment, comme la qualit de sa mise enplace, conditionne lefficacit de la protection chimique des armatures, la durabi-lit du coulis durci sous laction dagents agressifs et les performances de linter-face sol-coulis (le dosage conditionnant limportance de lessorage et de ladcantation).

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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 rsistanceacquise dans les plus brefs dlais, on peut incorporer au coulis un acclrateur deprise, ou recourir du ciment alumineux fondu sachant que les proprits duciment fondu imposent que C/E soit imprativement suprieur 2,5 ; si le coulis risque dtre dlav, avant sa prise, par les eaux souterraines, onpeut utiliser un rigidifiant tel que le silicate de soude; la perte de rsistance rsul-tant de cet adjuvant reste gnralement tout fait acceptable, du moins tantquon ne lincorpore pas de manire trop htrogne au coulis.

Nota: certaines mthodes de scellement comportent des phases dinjection pendantlesquelles il est ncessaire de connatre lordre de grandeur des pressions appli-ques, ainsi que les dbits et quantits; on na un accs direct qu la pression lasortie de la presse, la pompe ou en tte de forage, selon le positionnement dumanomtre; on pourrait en principe imaginer des corrections tenant compte de laprofondeur et des pertes de charges (liniques et singulires) en admettant quelon connaisse le seuil de rigidit et la viscosit du coulis, mais on sombrerait dansdes complications trs lourdes, sans rel intrt pratique.

1.3.1.2. MortierLes mortiers ne sont gure utiliss que pour lenrobage dinclusions enfoncesdans 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 (sile dosage est ramen au voisinage de 300 350 kg/m3, il conviendrait de parlerplutt de bton de sable, les formulations correspondantes comportant le plus sou-vent des fillers et/ou des additions).Il est souvent utile dajouter un agent collodal et de dfinir une formule compor-tant une tendue granulaire importante vers les grains de petite taille lorsquonsouhaite que le mortier transite sur une distance significative le long du forage.Ces moyens prviennent ou limitent lessorage, ce qui permet dviter un blocageprovoqu 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 consti-tuer 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 relatifsaux sollicitations subies lors des manutentions et de linsertion, aux performancesrequises en service, et aux conditions denvironnement pour la durabilit.Dans le deuxime cas, le bton tant insr dans un tube de petit diamtre, ensuiteextrait, la qualit du remplissage du trou dpend de louvrabilit: le bton doit tretrs fluide, moins daccompagner lextraction du tube par une vibration efficaceapplique au voisinage de sa base; mais il faut aussi un essorage limit, do lin-trt 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 onten commun le fait que le coulis, aprs mise en uvre et avant prise du ciment, pr-sente une surface libre. En revanche, les performances disponibles en matire defrottement latral, pour un contexte gotechnique donn, ne sont pas les mmesavec toutes ces mthodes.

Nota : le mot gravitaire nest pas dans le dictionnaire, mais il est demploi assez cou-rant pour ne pas lui substituer un vocable conforme.

1.3.3.1. Remplissage depuis lorifice du forage

Cette 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; lessorageet la dcantation conduisent un abaissement ultrieur de larase du coulis et uncomplment 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 lextrac-tion du tube (la deuxime option risque fort de conduire des pollutions du cou-lis par des matriaux dtachs des parois du forage); un complment de coulisest dverser avant la fin de lextraction du tube (qui saccompagne dun abais-sement de larase du coulis); un autre complment compensera un peu plus tardles effets de lessorage et de la dcantation; dans le cas dun micropieu en bton coul en place dans un tube, on peut am-liorer la mise en place du bton en plaant sur le tube une coiffe qui permetdappliquer une pression dair la surface libre du bton (cas des micropieux detype 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 atteindrela base du forage, peut tre constitu par larmature elle-mme ou tre un tube in-dpendant, abandonn ou rcupr.Larmature du micropieu quipe est insre dans le forage (tub ou non); si leforage est tub, le tube de forage nest mis en place quaprs remplissage par ducoulis.Il est recommand de sassurer que le tube dinjection nest pas obtur en injec-tant une faible quantit deau (le tube dinjection est souvent, par commodit, per-c dune encoche une dizaine de centimtres de la base). On peut procder dedeux manires: remplissage du forage par le coulis, avec complment immdiat en cas deretrait dun tubage, puis compensation de lessorage et de la dcantation pardversement en tte; ce cas est celui des micropieux IIh tests Saint-Rmy; remplissage du forage par le coulis, avec complment immdiat en cas deretrait dun tubage, puis, 15 20 minutes plus tard, compensation de lessorageet de la dcantation par une deuxime phase dinjection au moyen du mme tubedinjection, jusqu constat de remplissage en tte (le tube dinjection est aban-donn dans ce cas); ce cas est celui des micropieux IIb tests Saint-Rmy.La deuxime manire de procder est recommande. En effet, lissue de ladeuxime phase dinjection, le coulis est dans un tat de contraintes de beaucoupsuprieur un tat hydrostatique, du fait de lcoulement forc ascendant du cou-lis devenu trs visqueux (et avec un seuil de rigidit) aprs son essorage, tat decontraintes qui conditionne directement la rsistance au cisaillement de linterfa-ce sol/micropieu. Au contraire, avec la premire manire de procder, les pres-sions linterface sol-coulis sont infrieures celles dun champ hydrostatique,lessorage saccompagnant dun mouvement descendant. En outre, lorsquil exis-te un risque de dlavage du coulis par des coulements souterrains, la deuximephase dinjection de la seconde procdure permet de vrifier si le dlavage se pro-duit, dans la mesure o celui-ci conduit une surconsommation de coulis de com-pensation (la mthode ne permet pas de prvenir le dlavage, mais il nest pasinutile 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 (g-nralement 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 r-sistance en traction (soit, dans des conditions courantes, le lendemain), on injecteun 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 pourcompromettre le claquage du coulis de gaine, il peut tre utile dinjecter dans unpremier temps un faible volume deau) et le coulis dinjection pntre en force dans le sol. En gnral, on vise, aprs ouverture des manchettes, lapplicationdune pression comparable la pression limite pressiomtrique des sols dancra-ge, et on limite la quantit de coulis 50 % du volume du forage, valu sans tenircompte 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 linterprta-tion des essais darrachement et de lextrapolation des rsultats, car on connatmal la rpartition des rsistances le long du micropieu; lorsque le micropieu traverse des couches contrastes, on peut sattendre ceque le coulis de lIGU pntre avant tout dans la ou les couches les moinsrsistantes; les performances obtenues peuvent dpendre du mode de mise en place ducoulis de gaine; si lessorage na pas t compens par une deuxime phasedinjection depuis la base du forage, cela conduit souvent la formation dunvide tubulaire au sein du coulis de gaine, passage que le coulis de la phasedinjection globale unitaire peut emprunter;

en milieu rocheux, mme fractur, cette mthode nest pas utilisable (impossi-bilit 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 meu-bles. Le micropieu est quip dun tube manchettes (Fig. 1.5) comprenant unbon 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 pro-cder 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. Aprsavoir trait une manchette, on passe une autre. En principe, on peut rutiliser volont les manchettes pour procder plusieurs injections successives.

Figure 1.6. Schma dun obturateur double.

LIRS conduit lobtention dun frottement latral gnralement lev par rap-port aux caractristiques mcaniques des sols dancrage.Dans les sols fins, cette amlioration sexplique par le mode de progression ducoulis dans le sol, le long des claquages (fissures induites par la pression dinjec-tion), qui gnre une treinte du sol autour du micropieu. Lorsque K0 est in-frieur 1, les claquages sont verticaux et peu prs rayonnants; lorsque K0 estsuprieur 1, les claquages sont horizontaux. Quand on procde plusieurs pha-ses 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, aprsdes claquages verticaux, des claquages horizontaux.On peut constater, dans les sols grossiers, la formation dun bulbe autour dumicropieu: le diamtre du coulis durci est suprieur celui du forage. Cette

Tube dinjection

Orifice dinjection

Manchette(caoutchouc)

Manchette(caoutchouc)

Paroi du foragedinjection

Coulis de gaine

Tube manchette


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augmentation de diamtre du micropieu est prise en compte par un coefficientempirique dependant de la nature du sol, pour lvaluation de la rsistance au frot-tement latral.

1.3.4.2. Dispositions pratiquesLes tubulures dinjection sont le plus souvent de trs petit diamtre et peuvent trele sige de pertes de charge importantes. La pression ncessaire pour claquer lecoulis de gaine est au moins gale sa rsistance en traction. On doit souvent, enpratique, effectuer le claquage en injectant de leau et passer ensuite linjectionde coulis.Linjection dune manchette est ralise en respectant des critres de pression mi-nimale (au minimum la pression limite pressiomtrique du sol au droit de la man-chette), de dbit et de quantit maximale de coulis, ainsi quun critre de pressionmaximale aprs injection dun volume minimal donn (voir la fin du paragra-phe). La quantit injecte en une passe conditionne la progression du coulis par-tir de la manchette (distance horizontale et distance verticale). Si le coulis atteintune zone de moindre rsistance, il tend sy chapper, et le fait dinjecter une tropgrande quantit unitaire de coulis peut ainsi conduire une moindre efficacit, lapression chutant en tout point du claquage lorsque le coulis trouve une chappa-toire. On en dduit la notion de quantit maximale que lon peut choisir, dfautdune exprience comparable, de lordre de 50 % 100 % de la section du foragemultiplie par la distance entre deux manchettes traites lors dune passe. Inver-sement, une quantit minimale, le plus souvent de lordre de 20 % de la quantitmaximale, est ncessaire pour obtenir une amlioration effective. Linjection estarrte sans atteindre la quantit maximale si la pression augmente significative-ment ou si on constate une anomalie telle que rsurgence de coulis en surface.Les critres dinjection sont pralablement choisis par lentreprise en fonction deses expriences comparables. Les constatations effectues partir du dbut destravaux peuvent lamener modifier ces critres.Les manchettes ou points dinjection doivent tre une profondeur suffisantesous la surface du sol, afin dviter que les claquages verticaux ne progressentvers la surface et que le coulis ne dbouche en surface, provoquant une rductionde pression en tout point du claquage et donc une perte defficacit. On respecteen gnral une couverture de 4 6 m, cette valeur dpendant de la nature des solset des quantits unitaires de la rinjection, de plus petites quantits autorisant unemoindre couverture, mais ncessitant plus de passes. On notera quune garde estgalement 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, sou-vent distantes de 0,3 ou 0,4 m. Pour que lIRS soit pleinement efficace, il ne fautpas que les claquages obtenus partir de plusieurs manchettes lors dune mmeintervention communiquent; il convient donc de ne traiter, au cours dune inter-vention, que quelques manchettes loignes les unes des autres (tous les 2 m parexemple), puis dattendre quelques heures de durcissement du coulis avant deprocder une nouvelle intervention sur des manchettes intermdiaires. On peutnoter, que lorsquune manchette a t utilise, il nest pas rare que lon ne parvien-ne pas la rutiliser. Cela est sans consquence si seul un faible pourcentage demanchettes est exploit par passe.Si le coulis de gaine na pas fait lobjet dune injection de compensation desso-rage, le vide tubulaire, qui tend se former le long du micropieu, est susceptiblede 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 contrarierune intervention ultrieure.Le tube manchettes peut tre constitu par larmature tubulaire, elle-mme mu-nie 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 leforage. On le scelle au terrain, avec IRS, et larmature du micropieu est insreultrieurement, 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 passedinjection: coulement deau rapide pour faire remonter les traces de coulis jus-qu la surface, etc.Comme lIGU, cette mthode de scellement nest pas utilisable en milieu ro-cheux.

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


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Pour que la plupart des manchettes soient le sige dun passage de coulis, il fautque la rinjection ait lieu assez tt afin que la rsistance en traction du coulis degaine soit sensiblement infrieure la plus petite valeur de la pression limite pres-siomtrique des sols de la zone de scellement.Le coulis de gaine doit en outre avoir t lobjet dune compensation dessoragepar le fond du forage pour prvenir la formation dun passage prfrentiel.Si on souhaite procder une deuxime rinjection, le tube manchettes doit trelav par une circulation deau, et on procde alors la nouvelle rinjection aprsle dbut de prise du coulis de gaine, sans attendre quil ait acquis une rsistancenotable (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 delarmature au terrain. Avec des poromtries moindres, et si le sol est le sige decirculations deaux souterraines, le coulis peut tre dlav, compromettant l en-core le scellement de larmature.On peut alors quiper le micropieu dune chaussette en gotextile qui consti-tue un chemisage souple. La poromtrie du gotextile est gnralement choisie in-frieure 20 m environ; la rsistance la dchirure est un critre essentiel et ilest prfrable de choisir un matriau constitutif apte supporter le pH lev ducoulis. Le coulis de ciment inject plaque les paroisde la chaussette contre le terrain. Le frottement latrallimite obtenu avec ce procd est en gnral modeste.Lorsquon recourt lutilisation dune chaussettepour les seuls sols de couverture, une disposition utileest celle schmatise figure 1.7, dans laquelle on in-jecte un coulis de ciment entre chaussette et sol enpartie infrieure, en ralisant une ondulation de lachaussette par ligatures annulaires ou en tire-bouchon pour amliorer le frottement latral entrele sol et le micropieu. Cette disposition peut tre com-plte par une IRS locale.Une solution alternative pour les sols de forte poro-mtrie 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 me-sure du retrait du tube et son comportement est modifi, pour pouvoir remplir lesvides autour du forage, par incorporation de fibres textiles (polypropylne) oudun raidisseur. On est ainsi ramen un forage avec parois stables et de faibleporosimtrie, qui permet de raliser facilement un micropieu scellement gravi-taire (linjection sous pression ne prsentant l pas dintrt) ayant un bon frotte-ment 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 solsenvironnant les micropieux en mme temps quon ralise les scellements de cesderniers, de manire favoriser un comportement de fondation mixte (gnrale-ment vis--vis des charges horizontales). Il est parfois prfrable de ne pas effec-tuer ces deux oprations en mme temps. Deux cas de terrains particuliers sontcits pour exemple:U Substratum compact et couverture meubleOn souhaite amliorer les sols de couverture tout en considrant le seul scellementdans le substratum pour les justifications de rsistance aux charges axiales. Latentation serait de procder une IRS sur toute la longueur des micropieux. Enfait lIRS est inutile et irralisable dans le substratum, tandis que la partie sup-rieure des sols de couverture est trop peu profonde pour tre injectable sans queles claquages dbouchent en surface. Une solution adapte consiste passer parune charge de remblai des sols de couverture, le traitement de ces derniers par in-jection avec des tubes manchettes (dans des forages de trs petit diamtre), ladpose des matriaux en excdent, puis le scellement gravitaire des micropieux.U Massif de roche dure broye par la tectoniqueOn souhaite rigidifier le massif autour des micropieux. La tentation serait de scel-ler les micropieux par IRS, en esprant que le coulis inject sous pression remplirales fissures. En fait, il y a de fortes chances pour que lon ne parvienne pas cla-quer le coulis de gaine dans ces conditions. Une solution adapte consiste rali-ser les forages pour installer les micropieux, puis procder une injection dumassif en utilisant un obturateur simple, et enfin de forer nouveau au mme em-placement pour procder un scellement gravitaire des micropieux.

1.3.7. Cas des armatures autoforeusesLes micropieux Ischebeck, tests Saint-Rmy, entrent dans cette catgorie desarmatures 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 partiedans le sol et sy mlange sous leffet des mouvements de larmature. Le dbit decoulis pendant le forage est ajust pour quil se produise en permanence une re-monte en surface de trs petit dbit. Le rapport C/E est de lordre de 1 jusqu cequil ne reste que 2 ou 3 m forer; ensuite, le coulis est enrichi en ciment et, aprsarrt du forage, un complment de coulis de rapport C/E au moins gal 2 est in-ject 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 trecompromises, le coulis se diffusant dans cette couche. Il en rsulte que la partiedarmature situe au-dessus de cette couche est spare de sa gaine par un vi-de, les mouvements de larmature repoussant le mlange de coulis et de sol. Cettesituation nest gnralement pas acceptable (sollicitations de compression, pro-blmes de durabilit, etc.) et une solution consiste en linstallation pralable detubes battus ou scells dans le sol jusqu la base de la couche mdiocre ou de for-te permabilit, lintrieur desquels passeront ensuite les micropieux autofo-reurs.Dans le cas de lautoforage lair, on est ramen gnralement des conditionsde 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 duforage. Il convient de sassurer, avant dinjecter le coulis de scellement, que lepassage du coulis est libre lintrieur de larmature et, si tel nest pas le cas,de dgager le bouchon parasite par linjection pralable dun faible volumedeau.Dans le cas darmatures tubulaires enfonces par battage, pour lesquelles on sou-haite amliorer le frottement latral limite au moyen dune injection de coulis, lestubes ayant t lobjet cette fin de perage de trous latraux, il convient de noterque linterface sol/tube est un lieu dcoulements prfrentiels et que le premiercoulis inject schappe rapidement vers la surface du massif, quel que soit lori-fice par lequel il est inject. Une solution, permettant desprer un apport signifi-catif, consiste crer un orifice faible profondeur, qui est lobjet dune injectionslective dun faible volume de coulis destin traiter linterface sur quelques d-cimtres pour former obstacle aux progressions ascendantes, puis procder une injection de type IGU sur les autres trous. Il est en pratique plus simple, etgnralement plus efficace, dutiliser une solution de type battu-enrob en in-jectant, juste au-dessus de la large pointe perdue, un mortier sous forte pressionds 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 ca-nalisations de petit diamtre.Ce procd peut tre utilis lorsque les sols ne sont pas de duret excessive, sanstre non plus trop mous. Aprs une premire phase denfoncement puis dextrac-tion de loutil, on remplit le trou avec du bton ou du mortier, au sein duquel onralise un nouveau forage par refoulement. On rpte plusieurs fois cette opra-tion. Le bton ou le mortier doit avoir une consistance adapte aux conditionsgotechniques: le matriau doit tre, dune part, assez mou pour assurer le rem-plissage et pour que loutil ne trouve pas un passage prfrentiel ultrieur dans lesol voisin et, dautre part, assez ferme pour que loutil expanse le diamtre au lieude chasser le matriau vers la tte du forage. On peut ensuite, soit remplir une der-nire 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 inoxyda-bles nest pas trait. Depuis les dboires constats dans des renforcements de solavec des armatures en mtal passivable (acier inox ou alliage daluminium),rsultant de phnomnes de corrosion par piqre, il nest en effet pas dusage enFrance de recourir des armatures en acier inox. ltranger, notamment en Al-lemagne, ces aciers sont pourtant couramment mis en uvre pour armer desmicropieux! Il est vrai que la notion dinoxydable recouvre une large gammedalliages 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 pourbton arm . Lorsquil nest pas ncessaire de rabouter des barres (longueur demicropieu infrieure 12 m en gnral), on utilise souvent des ronds bton or-dinaires que lon a filets sur 10 20 cm pour permettre la liaison en tte. Le fi-letage 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 aug-mentant localement le diamtre de la barre avant filetage.Pour rabouter des aciers HA ordinaires, on peut recourir la soudure, en sassu-rant que les aciers sont bien soudables et en veillant au respect de lalignementdes 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 variablesde micropieux, on utilise souvent des barres dont les reliefs forment filetage, lesfournisseurs de ces barres proposant aussi des manchons, crous et autres acces-soires.Il arrive que lon utilise des barres en acier plus haute limite lastique, mais ellessont bien plus sensibles aux ventuels problmes de stabilit de forme. Si les mi-cropieux sont appels supporter des efforts de traction, il faut tenir compte, dansles choix relatifs la protection contre la corrosion, des risques correspondant ces nuances leves; une protection par gaine plastique crnele injecte de ci-ment 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, lors-quil en existe, sont dcals en niveau pour chaque barre (pour viter de localiserune ventuelle faiblesse dans le cas de recours la soudure, pour limiter lencom-brement dans le cas de manchons). Les barres sont gnralement solidarises en-tre elles par des cerces ou dispositifs quivalents, pour respecter les entraxesprvus et aussi de manire prvenir tout risque de flambement individuel desbarres.

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

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Dans certaines conditions gotechniques, on choisit de chemiser le micropieudans les couches suprieures. On associe alors une armature centrale, prsente surtoute la longueur du micropieu, et un tube proche des parois du forage en partiesuprieure. Selon le cas, on commence par un forage de gros diamtre destin auscellement de la chemise dans le sol, puis on tlescope le forage en moindrediamtre pour sceller larmature centrale dans le sol et dans le tube, ou bien le fo-rage est tub, son diamtre est constant sur toute la longueur, et le tube de foragenest 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 lemonde du gnie civil: on peut sur certains chantillons mesurer la fois une limitelastique largement suprieure 1000 MPa et un allongement rupture suprieur 20 %!Le cot de tels tubes, sils sont neufs, nest pas compatible avec lconomie desprojets 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 tutiliss pour un forage ptrolier, et qui sont rcuprs pour utilisation en gnie ci-vil (on nutilise pas un mme tube pour plusieurs forages ptroliers).On ne connat gnralement pas la nuance de lacier des tubes dont on peut dis-poser. 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 auminimum cette valeur de limite lastique, et, le plus souvent, cest cette valeur quiest prise en rfrence, sans procder un chantillonnage aux fins de caractrisa-tion.Les raboutages de ces tubes relvent de conceptions varies, en fonction de leurdestination (tubing, casing). Certains types de joint, plutt encombrants, garantis-sent 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 con-ditions de chantier sur des tubes ptroliers: il est gnralement acceptable de po-sitionner un accessoire au moyen de points de soudure non structurels, mais unraboutage nest envisageable quen atelier, avec un choix de mtal dapport et deprocdures de ralisation et de contrle adaptes lobjectif poursuivi.Les tubes sont susceptibles davoir subi une usure non ngligeable par abrasion etil peut tre souhaitable den mesurer lpaisseur relle (lchantillonnage final d-pendant des premiers constats). Il peut tre utile de mesurer les performances rel-les 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 deces tubes, en labsence de fiches produites par les fournisseurs. Le contrle (go-mtrie, performances de lacier) est choisir en fonction de la nature de louvra-ge, de ltat apparent des fournitures et du surdimensionnement ventuel destubes 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 vi-demment en tenir compte dans le choix du diamtre de forage.

1.4.5. Tubes pour autoforageHistoriquement, les premires armatures courantes utilises en autoforage prsen-taient la mme gomtrie que les tiges de forage de carrires (filetage corde )dont elles ne diffraient que par la nuance dacier (moins noble). Ces armaturessont toujours utilises, mais des gomtries spcifiques ont aussi t dveloppes,en vue dobtenir une plus grande inertie pour une mme section dacier, prser-vant 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 quele dport de son axe par rapport sa position thorique (dans la plupart des cas latolrance est de lordre de 5 cm) et son inclinaison sur la verticale (tolrance cou-rante de 3 %, des soins particuliers permettant dobtenir 1 % en x tout en respec-tant 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 prendreen 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 prsngligeable devant celle des lments de structure et on fait supporter aux l-ments dossature de louvrage les efforts associs aux tolrances gomtriques.Voici quelques exemples: implantation : sous un point dappui isol on place trois micropieux non ali-gns et assez carts pour que les dfauts gomtriques ne modifient pas trop larpartition des charges entre les micropieux; implantation : pour un point dappui isol sous lequel les micropieux sont dis-poss sur une seule ligne, on justifie un fonctionnement en fondation mixte enmobilisant une semelle pour absorber les efforts parasites, mais le comportementdu 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 dis-poss sur une seule ligne, une longrine de redressement est capable dquilibrerle moment rsultant du dport daxe, dport de calcul rsultant de la somme destolrances dimplantation des micropieux et des poteaux ou murs pour un micro-pieu 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 durcidu micropieu par des moyens de type marteau piqueur sans risquer une dtriora-tion au-dessous compte tenu de la faiblesse du diamtre. Il convient de raliser cerecpage en dposant le matriau en excs avant sa prise ou peu aprs le dbut deprise; un nettoyage la soufflette, avec ou sans eau pulvrise, juste avant bton-nage du massif ou de la semelle en tte, est ensuite suffisant.Sil faut nanmoins procder un recpage aprs durcissement (micropieu ralisdepuis une plate-forme plus haute), des procds comme la coupe au moyendune pince ou une dmolition la lance hydraulique sont recommander.Dans le cas de micropieux battus en bton arm sollicits exclusivement en com-pression, il est ncessaire de procder un recpage si le refus a t atteint plustt que prvu, et ce recpage doit alors respecter les rgles en usage pour le btonarm.

1.5.3. Scellement droit de larmature dans une piceen bton armEn application des rgles du bton arm, une armature de micropieu peut trescelle sans accessoire particulier dans un massif ou un poteau coul autour del-le, pourvu que la pice soit assez haute et que son ferraillage tienne compte de larpartition de la raction du micropieu.Si le micropieu est destin ne supporter que des efforts de traction et si le btonest coul en place, larmature, sil sagit dun rond bton, peut comporter unecrosse; le dtail du ferraillage autour de la liaison (droite ou crosse) relve dejustifications de bton arm (frettes, prvention du poinonnement, efforts deflexion, 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 auscellement droit. Le scellement dune armature dans un forage traversant une pi-ce en bton peut gnralement tre obtenu avec une longueur dinteraction nette-ment 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 aumoyen dun mortier retrait compens, soit au moyen dun coulis de ciment defort C/E tel que celui mis en uvre pour sceller le micropieu dans le sol); les prin-cipales difficults rencontres lors de la mise au point de ce type de liaison dcou-lent du fait que le concepteur de la fondation existante na pas prvu ce mode detransfert des charges, et quil ny a donc pas de suspente ni de couture et que lesarmatures de flexion ne sont pas ncessairement suffisantes, ce qui peut conduire procder des renforcements du bton arm (recours de la prcontrainte, uncollage de bandes de fibres de carbone, un bton arm complmentaire, etc.). Lescellement de larmature du micropieu dans le bton de la semelle peut tre com-promis par dpt de salissures (penser aux cuttings) sur les parois du carottage dubton; il est indispensable de nettoyer parfaitement cette surface avant de scellerlarmature.

1.5.4. Platine de liaison sur barre fileteTypiquement, deux solutions sont utilises: celle dune platine prise entre deuxcrous, ou bien celle dun crou comportant un largissement suffisant pour for-mer 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 ngligea-ble. Pour que ce jeu ne perturbe pas le fonctionnement mcanique, on adoptelune ou lautre des dispositions schmatises ci-dessous:

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efforts exclusivement de compression : le contre-crou est au-dessus de la pla-tine 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 platineet 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 quelcrou, 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 compres-sion, la disposition prcdente ne convient que pour des pices assez paissespour 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 prochedun 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 duparement).

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

Dans le cas dun micropieu arm au moyen de plusieurs barres, plusieurs dispo-sitions sont possibles, en fonction des exigences du projet: si les barres sont suffisamment loignes les unes des autres, mise en placedune platine commune toutes les barres, avec crous et contre-crous (voirdispositions 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 crousur chaque barre, la liaison par crou et contre-crou ne concerne quune barreau 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 pourque chacune soit quipe dune platine individuelle, le faonnage des barrestant prfrentiellement ralis avant scellement du micropieu pour viter de fis-surer le coulis durci et les efforts rsultant de la courbure des barres tant pris encompte 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 coni-que, le grand diamtre du trou tant vers le haut puisquon na que trs rarementla place pour accder sous la platine.La platine peut tre quipe dquerres verticales rayonnantes, pour lesquelles lasoudure sur la barre est moins susceptible de prsenter un dfaut, les cordons pou-vant par ailleurs tre surdimensionns volont.

Figure 1.16. Exemples de liaisons par soudure.

Dans le cas darmatures tubulaires, on rencontre diverses dispositionsefficaces, 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 treparfaitement plane. La platine est quipe dun dispositif de centrage et bloqueen place pour ne pas tre dplace lors du btonnage, soit par quelques points desoudure, 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 surle filetage complmentaire et lors de la ralisation du micropieu, on coupe les tu-bes 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 na-ture de louvrage projet), le tube ou le profil H armant le micropieu peut tre pro-long au-dessus du sol et former poteau (Fig. 1.20). Un tel poteau tantgnralement lanc, on a le plus souvent intrt rduire sa longueur libre deflambement en le bloquant la surface du sol par des longrines (bton arm ou pro-fils mtalliques).Un cas particulier est rencontr loccasion de travaux de reprise en sous-uvrepour cration de sous-sols complmentaires sous un btiment existant. Prenons unexemple (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 solida-rise les micropieux au moyen de cornires ou autres profils (il est recommandde ne recourir des soudures quavec discernement, dans la mesure o les arma-tures des micropieux sont sollicites pendant la mise en place des liaisons).

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, pourlequel 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 sa-tisfaction, on peut citer lexemple schmatis ci-aprs.La membrane en PVC et les micropieux sont quips sur le mtre suprieur dunfourreau en PVC, rempli de coulis de scellement. La membrane est pose, elle

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.

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comporte une rservation au travers de laquelle passe le micropieu. Une picespciale en PVC, constitue dune partie cylindrique de diamtre intrieur peinesuprieur au diamtre extrieur du fourreau intgr au micropieu et dune partieplane, est descendue autour du micropieu enduit de colle jusqu reposer sur lamembrane 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 lastructure de louvrage. Deux schmas sont prsents ci-dessous, correspondant une articulation type Freyssinet (bton plastifi) et une articulation par appareilnoprne.

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 demme lorsquon souhaite prcontraindre un micropieu en compression, et cecidautant plus que cet objectif est gnralement associ des travaux de conforte-ment dun ouvrage existant (objectif de compensation pralable des tassementsdes micropieux).On ne choisit pas la mme solution si lapplication dune prcontrainte doit treralise en une seule tape ou sil faut pouvoir intervenir plusieurs fois.Lorsque la prcontrainte doit tre applique en une seule phase, si les micropieuxsont solidaires des sols de couverture et que ces sols sont susceptibles de prsenterdes dformations diffres, il convient dorganiser une partie libre; comme les ar-matures de micropieux sont de faible inertie, il faut se proccuper de stabilit deforme; le micropieu comporte, dans la partie libre, une chemise scelle au terrain, lintrieur de laquelle larmature peut coulisser, le diamtre intrieur de la che-mise doit tre peine suprieur celui du tube darmature, pour limiter le jeu la-tral (donc les discontinuits de comportement en compression: au fur et mesurede laugmentation de la charge axiale, larmature adopte des gomtries en 1, puis2, puis 3, etc. demi-ondes de sinusode le long de sa partie libre, avec des sauts deraccourcissement); aprs mise en charge, il peut tre utile de remplir de coulis levide qui spare les deux tubes.Un procd de mise en charge des micropieux passe par lutilisation de vrinsplats. Les micropieux dun point dappui sont relis en tte une mme pice enbton arm ou en charpente mtallique, au-dessus de laquelle on trouve une picesolidaire de lossature que lon veut supporter, et entre ces deux pices sont dis-poss des vrins plats. Les vrins plats sont gonfls au moyen de coulis de ci-ment pour assurer le blocage dfinitif par simple prise. Le point dappui de lastructure sous lequel on intervient doit gnralement tre bloqu horizontalementpendant lintervention (un coulis nest pas en mesure de transfrer des charges decisaillement); pour compenser les invitables dfauts de centrage sous un po-teau, on peut utiliser trois pompes agissant chacune sur un tiers environ des vrinsplats (ce qui ne ncessite pas que le nombre de vrins soit multiple de 3), et assu-jettir 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 gros-sires).Lorsque les charges ne sont pas trop importantes, et que lon souhaite pouvoir ef-fectuer plusieurs interventions successives, des vrins vis actionns manuelle-ment 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 unensemble de vrinage hydraulique de capacit insuffisante pour soulever seul lacharge, 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, ilconvient de se proccuper de la manire dont sera assure la protection contre lacorrosion aprs achvement des oprations de vrinage.

Nota:O Lorsquune semelle, que lon souhaite renforcer au moyen de micropieux et quonsouhaite les prcontraindre, repose sur plusieurs micropieux, il convient de prcon-traindre tous les micropieux simultanment, car le tassement dun groupe diffre decelui dun micropieu isol;O Lorsque des groupes de micropieux sont destins la reprise des charges dunesemelle avant dexcaver sous cette semelle, si on veut compenser les tassements, ilest ncessaire de procder une ou plusieurs oprations de vrinage, au fur et me-sure des phases dexcavation et de triangulation ou contreventement desmicropieux; le vrinage avant excavation met en charge le dispositif de transfert decharge, mais les micropieux ne tassent que peu car ils mobilisent le frottement lat-ral prs de la surface, et les phases ultrieures dplacent les zones de frottement mo-bilises et gnrent des tassements; le recours la mthode observationnellesimpose alors;O Lorsquon met en uvre plusieurs vrins pour appliquer la prcontrainte, moinsque la structure ne soit apte supporter des excentricits de charge, il faut gnra-lement rpartir les vrins en trois groupes dont les centres de gravits ne sont pasaligns, et agir en individualisant ces groupes de manire matriser lesbasculements;


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O Les oprations de vrinage pour prcontrainte des micropieux sont toujours desinterventions 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 larmaturene forme pas elle-mme tube dinjection, sont gnralement en matireplastique et leur diamtre intrieur est de lordre du centimtre. Leur rsistancedoit tre suffisante pour ne pas risquer lclatement sous les pressions appliques,qui sont susceptibles davoisiner 1 MPa dans le cas de la compensation dessoragepar le fond du trou.

1.6.2. Tubes m

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