18
expérimentation en vraie grandeur d'un rideau de palplanches par J.P. Gigan Ingénieur civil des Ponts et Chaussées Laboratoire régional de l'équipement Le Bourget France lntroduction A côté des méthodes classiques méthodes dites r< élastoplastiques D utilisées pour le calcul des rideaux aux états limites, les sont de plus en plus de palplanches. L'étude du comportement réel de ces écrans de soutène- ment a pour objectif de nous renseigner à la fois sur la répartition des efforts dans I'Ouvrage et sur les lois de mobilisation des pressions du sol. Dans ce but, plusieurs expérimentations ont été réalisées par les laboratoires des Ponts et Chaussées depuis 1974. (Josseaume et Al. 1977 Gigan 1979). Celle qui est présentée ci-après concerne un rideau ancré par des tirants précontraints inclinés et a permis d'étudier en parti- culier l'intéraction rideau-ancrage. Après une description du site et de l'équipement des pal- planches, nous présenterons I'ensemble des mesures et l'interprétation qui en a été faite, avant de comparer ces résultats expérimentaux à ceux d'un calcul complet de l'ouvrage par une méthode << élastoplastique ll. 1 Présentation du site et de I'ouvrage 1.1 L'ouvrage La réalisation de la Voie rive gauche de Seine, en aval de Paris a nécessité la construction d'un rideau de pal- planches le long des berges du fleuve, sur un longueur de 7OO mètres environ entre les communes d'Asnières et de Villeneuve-la-G a ren ne. La coupe transversale de I'Ouvrage (fig. 1) au niveau des palplanches expérimentales en fixe les principales caracté- ristiques: Palplanches LARSSEN VS de 17,2 mètres de longueur tota le. -Tirants d'ancrage IRP 10T 13 d'une capacité de 93 tonnes, inclinés à 3Oo, espacés de deux mètres. Ces tirants ont une longueur de 24 mètres dont 10 mètres de scellement. - Le rideau est surmonté d'un mur de couronnement en béton, portant la hauteur totale du soutènement à près de 10 mètres. REVUE FRANçAISE DE GEOTECHNIOUE NUMERO 8 Fig. 1 Coupe transversale du rideau Toutes les cotes sont exprimées en m NGF (Nivellement Général de la France) 27

expérimentation en vraie grandeur d'un rideau de palplanches · 2016. 4. 20. · expérimentation en vraie grandeur d'un rideau de palplanches par J.P. Gigan Ingénieur civil des

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expérimentation en vraie grandeurd'un rideau de palplanches

par

J.P. GiganIngénieur civil des Ponts et Chaussées

Laboratoire régional de l'équipement Le Bourget France

lntroduction

A côté des méthodes classiquesméthodes dites r< élastoplastiques D

utilisées pour le calcul des rideaux

aux états limites, lessont de plus en plusde palplanches.

L'étude du comportement réel de ces écrans de soutène-ment a pour objectif de nous renseigner à la fois sur larépartition des efforts dans I'Ouvrage et sur les lois demobilisation des pressions du sol.

Dans ce but, plusieurs expérimentations ont été réaliséespar les laboratoires des Ponts et Chaussées depuis 1974.(Josseaume et Al. 1977 Gigan 1979). Celle qui estprésentée ci-après concerne un rideau ancré par destirants précontraints inclinés et a permis d'étudier en parti-culier l'intéraction rideau-ancrage.

Après une description du site et de l'équipement des pal-planches, nous présenterons I'ensemble des mesures etl'interprétation qui en a été faite, avant de comparer cesrésultats expérimentaux à ceux d'un calcul complet del'ouvrage par une méthode << élastoplastique ll.

1 Présentation du site et de I'ouvrage

1.1 L'ouvrage

La réalisation de la Voie rive gauche de Seine, en aval deParis a nécessité la construction d'un rideau de pal-planches le long des berges du fleuve, sur un longueur de7OO mètres environ entre les communes d'Asnières et deVilleneuve-la-G a ren ne.La coupe transversale de I'Ouvrage (fig. 1) au niveau despalplanches expérimentales en fixe les principales caracté-ristiques:

Palplanches LARSSEN VS de 17,2 mètres de longueurtota le.

-Tirants d'ancrage IRP 10T 13 d'une capacité de93 tonnes, inclinés à 3Oo, espacés de deux mètres. Cestirants ont une longueur de 24 mètres dont 10 mètres descellement.

- Le rideau est surmonté d'un mur de couronnement enbéton, portant la hauteur totale du soutènement à près de10 mètres.

REVUE FRANçAISE DE GEOTECHNIOUE NUMERO 8

Fig. 1 Coupe transversale du rideauToutes les cotes sont exprimées en m NGF (NivellementGénéral de la France)

27

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D ate Phase de travauxDéplacement partiel

- - vers la terre+ - vers la Seine

Déplacement cumulé

03.7 5

2.O4.7 5

du 2.04 au7.O4

7.O4

B.04

8.7 5

Remblaiement partiel

Mise en tensionpartielle (1 50 kN)des tirants no 1 50à 153

remblaiement jusqu'à+ 26,50

mise en tension à

750 kN des tirantsN" 151 et 152

Mise en tension à750 kN des tirantsl\" 1 53 et suivants

Dragage entre + 21 ,2Oet 1 9,2O

non mesu re

- 3,9 cm

1,9 cm

1,6 cm

1,4 cm

+ 0,4 cm

+ 0,9 cm*

- 3,0 cm

1,1 cm

- 2,7 cm

- 4,1 cm

* valeur estimée à partir des relevés effectués sur d'autres profils.

Tableau I Déplacements de la tête du rideau

de ressoudage des capots. Leur remise en état a nécessitéI'arrachage d'une palplanche en cours de battage.Le déplacement d't.tn élément de tube inclinomètre a

empêché les mesures angulaires en partie inférieure.Par contre, il faut souligner le bon fonctionnement detoutes les jauges malgré un battage énergique au moutonDelmag D.12.

3 Mesure des déformées des palplanches

3.1 Mesure des déplacements de la tête du rideau

Les déplacements de 3 tiges métalliques, soudées en têtede palplanches à I'aplomb des tirants no 1 50 152 et153 ont été suivis par nivellement à I'aide d'un niveau N 2.Les déplacements mesurés (moyenne des 3 valeurs) sontindiqués dans le tableau 1

On constate que la 1'" phase de remblaiement provoqueun faible déplacement du rideau vers la Seine, mais quepour toutes les phases ultérieures de travaux, le rideau<t rentre > dans le remblai.

3.2 Déformées des palplanches

Les déformées successives des palplanches sont déduitesdes relevés inclinométriques. Les mesures angulaires, per-mettant de lire le 1/1OO" de degré ont été confirmées parles valeurs de rotations en tête données par la nivelle à

bulle d'une précision bien plus grande (quelques secondesd'a rc) .

En I'absence de référence par rapport au pied du rideaupa!'suite de la détérioration de la base du tube inclinomé-trique, ces déformées ont été ( calées > à partir desmesures de déplacement en tête.Les déformées du rideau sont tracées (entre + 27 et+ 18 m NGF), sur la figure 7.

REVUE F RANÇAISE DE GEOTECHNIOUE NUME RO 8

4 Les mesures des contraintes dans les palplanchesdétermination des moments fléchissants

4.1 Diagrammes de contraintes

Les mesu res d'a llongement fou rnies pa r les ja uges ont étéconverties en valeurs de contraintes.

FAIo' - t-- avec E - 2,1 108 kN/m2I

Les diagrammes (cf fig. 8) montrent que :

- Des contraintes de signe opposé, sont obtenues de partet d'autre des serrures. Le rideau ne doit donc pas êtreconsidéré comme une poutre monolithique, au contraire,les deux palplanches d'une paire semblent se comporterde manière indépendante, par suite d'un glissement relatifdans les serrures, ce résultat étant surtout net pour lessections situées à + 21 m et + 18 m NGF. Il faut rappelerque les palplanches étaient mises en fiche individuelle-ment, qu'elles n'étaient ni pincées, ni soudées.

- A la base du rideau (sections situées à + 1 5 m et+ 12 m NGF), on mesure des contraintes de traction dansla palplanche extérieure (côté Seine) et des contraintes decompression dans la palplanche intérieure (côte terre).

4.2 Détermination des moments fléchissants

La détermir,ation des moments fléchissants et des effortsnormaux à partir des mesures de contraintes est relative-ment aisée dans les deux cas extrêmes: (cf fig. 9)a) Rideau monolithiqueb) Palplanches indépendantesEn fait, il est probable que le comportement du rideau estintermédiaire entre ces deux cas (glissement partiellementempêché dans les serrures), mais le calcul devient alorsbeaucoup plus difficile.

31

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Prof. CotesOlz7,OOm.

24,50

21,20

III

admettre une obliquité vers le bas des efforts de poussées.Par contre, I'effort normal décroît rapidement en dessousde + 15 m NGF pour s'annuler en pied de palplanche.

Palplanche côté Seine (sans tirant)

Dans cette palplanche, les efforts mesurés sont des trac-tions, qui augmentent au fur et à mesure des phases detravaux. L'effort reste à peu près constant entre + 24 m et+ 15 m NGF et décroît en dessous.Nous n'avons pas trouvé d'explication réellement satisfai-sante de ce phénomène.

D iagramme résultant

Avant la mise en prétension du tirant, on observe un effortrésultant de traction. Par la suite, le rideau est comprimé,l'effort étant maximal vers + 1 8 m NG F. Toutefois à+ 21 m NGF l'effort de compression est inférieur à la com-posante verticale de I'effort d'ancrage.

I

IIII

4.2.2 Commentaires sur lesmoments fléchissants (fig.

Les moments ne diffèrent pas de plusles deux palplanches, qui ont donc unsiblement identique.

diagrammes11)

de

graveleu

Fig. 7 Déformées de la palplanche déduites des mesuresincl inométriq ues

- mesure no | 2s/02/7s Battagec

- mesure n'2 06/03/75 Remblai à + 24 NGF( mesu re d^e réf ére nce p ou r l'inc I ino mètre )

- mesure n" 3 04/04/75 Après mise en tension partiet-le à | 50 kN et remblaiement à + 26,50

- mesure n" 4 07/04/75 Après blocage à 750 kN destirants 1 51 et 'l 52

- mesure no 5 0S/04/75 Après blocage à 750 kN de laligne de tirants

- mesure n" 6 2s/04/7s/04/75 | 7 jours après la mise en ten-ston

Au vu des diagrammes de contraintes, I'hypothèse despalplanches indépendantes s'avère ici beaucoup plusreprésentative du comportement réel du rideau et a étéretenue dans les calculs qui consistent alors, en admettantun état de flexion composée, à calculer un effort normal etun moment de flexion pour chaque palplanche d'une paire.(figures 1O et 1 1 )

4.2.1 Commentaires sur les diagrammes d'effortnormaux (fig. 1O)

Palplanche côté terre (avec tirant)

Sous le tirant, les efforts normaux de compression aug-mentent jusque vers + 18 m NGF et sont supérieurs à lacomposante verticale de I'effort d'ancrage. ll faudrait donc

REVUE F RANçAISE DE GEOTECHN IOUE NUME RO 8

de 10 à 15% entrecom portement sen-

Après la mise en tension des tirants, on trouve un momentnégatif à + 21 m et + 18 m NGF, et positif à + 15 m et+ 12 m NGF, ce qui caractérise bien un comportement dutype rideau encastré.Le point de moment nul devrait se situer entre + 15 m et+ 16 m NGF.Le moment fléchissant maximal, atteint vers + 2O m NGFvaut environ 260 mkN/ml après la mise en tension, onpeut constater que cette valeur est très voisine de celleobtenue en construisant la courbe des moments à partirde mesures de pressions totales. (cf fig. 15)Par contre les moments obtenus pour la partie en ficherestent faibles.

5 Les mesures de pression des terres

5.1 Diagrammes de pressions mesurées pour lesprincipales phases de travaux - déterminationdes coefficients de poussée et de butée

Nous avons retenu 3 des diagrammes les plus significatifs(cf fis 121.le 28.02.7 5 : 3 jours après battage du rideaule 07.O4.75 : Après mise en tension partielle des tirants(150 kN) et remblaiement à + 26,5 m NGF.Le 22.05.7 5 : 40 jours après mise en tension définitivedes tirants (750 kN) même cote de remblaiement.Un piézomètre situé à I'arrière du rideau a confirmé que leniveau de la nappe y était identique à celui de la Seine.Ceci nous a permis d'exprimer les résultats en pressionseffectives.

Pressions des terres après battagediagramme du 28.02.75Après le battage, les poussées restent très faibles dans lesalluvions. Si, compte tenu du profil de la berge,il est diffi-cile de définir un coefficient de poussée initial, onremarque que les pressions effectives sont pratiquementnulles entre + 18 m et + 16 m NGF, à la base des allu-vions modernes, pourtant sableuses.Le matériau semble avoir un comportement cohérent, lacohésion ou ( pseudo-cohésion > ayant pu d'ailleurs êtreprovoquée par les vibrations des palplanches lors du bat-ta ge.Dans les Sables de Beauchamp, on constate une bonnesymétrie des diagrammes de pression, les pics pouvantcorrespondre à des niveaux plus résistants ou grésifiés.Les pressions effectives horizontales sont généralementsupérieures aux pressions verticales calculées (le rapport6'h- rr varie entre 0,6 et 3,5).o'v

ï

19,40-sable

B

32

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10

DIAGRAMMERESULT\NT

oc o)@

Coté Seine

Coté terre

Composante vertbale del'effort dans le tirant.

ALLUVIONS

IVîODERNES

1o

ANCIENNES

SABLES DEBEATJCHAMP

Fis. I1

23

PALPLANCHE AVECTIRANT

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TIRANTocoi@

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O+50

Fig. 10 Diagrammes des efforts normaux dans /es palplanches

3

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compressionÀt_\_-/ \r

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33

ECHELLE EN kg/^r#@e to

o2

46TRACTION

o@c +o COMPRESSION

Diagrammes de contraintes dans /es palplanches28/03175 1 mois après battage - remblaiement à + 24 NGF07/04/75 Remblaiement à + 26,5 NGF - avant mise en tension07/04/75 Remblaiement à + 26,5 NGF - après mise en tension

Fig. 9 Schéma indiquant les contraintes de flexion dansle rideaua rideau monolithiqueb palplanches indépendantes (glissement dans les ser-

rures)

EFFORT NORMALPALPLANCHE SANS

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axe d'inertie d'unepalplanche

REVUE FRANçAISE DE GEOTECHNIOUE NUMERO 8

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M1palplancheavec tirant

mkNT6rt_150 _100 _50

Fig. 1 1 Diagrammes des moments f léchissantsdantes)| 28/03/75 Remblaiement à * 24 NGF2 02/04/75 Mise en prétension à 150 kN3 07/04/75 Avant mise en tension

déduits des mesures par jauges

4 07/04/755 22/05/75

( in terprétat ion en palp lanches indépen-

Après m ise en tension à 750 kN40 iours après la mise en tension

MOMENTM2

palplanchesans tirant

FLECHISSANTM

diagrammeésultant(M=M1+M2)

_200 _150 _100 _50

coteNGF

lzt

tirant _24

COTESNGF

26

F'=g8,5 kNmlt12--221 kN ml

Q_o4_75)(22_c/5_75)

21 20

ALLUVIONSMODERNES

ALLUVIONSANCIENNES\

SABLES de ,' -DAfJLtrS Oe , =--2=--_BEAUCHAMI

100 50 50 100 150Fig. | 2 Pressions effectives mesurées de part et d'autre du rideau- 2B/02/75 3 jours après battage

- 07/04/75 Après mise en tension partielte et remblaiement à + 26,5 NGF- 22/05/75 40 iours après la mise en tension

^2OO.kPatres$ons

REMBLAIS

ALLUVIONSMODERNES

REVUE FRANçAISE DE GEOTECHNIOUE NUMERO 8 34

Page 9: expérimentation en vraie grandeur d'un rideau de palplanches · 2016. 4. 20. · expérimentation en vraie grandeur d'un rideau de palplanches par J.P. Gigan Ingénieur civil des

COTESNGF

25A

Pression des terres après la prétension des tirants et leremblaiement à + 26,50 mesure du 07.04.75

Le rapport

K--0'6 pression effective horizontale mesurée

pression effective verticale calculéevaleurs suivantes : (fig. 13).O,7 dans les remblais compactés par tranches

au dessus du tirantK - 0,1 à O,2 dans les remblais noyés et les alluvions

modernes côté terreKOn note surtout les faibles coefficients de poussée obte-nus dans les alluvions et une légère augmentation despressions, aussi bien côté terre que côté Seine dans lesSables de Beauchamp après le remblaiement.

Effet de la mise en tension des tirants - comparaison desrésultats du 7.O4.75 et du 22.05.75

La mise en tension du tirant provoque une nette augmen-

REVUE FRANçAtSE DE GEOTECHNTOUE NUMERO I 35

7.o4.758.04.75 ..-

22 05.75

tation des pressions non seulement au dessus de celui-ci,mais aussi en dessous jusqu'à + 19 m NGF. Ce résultatest tout à fait conforme aux mesures des déformées, indi-quant un enfoncement vers le massif de toute la partiehors fiche d u ridea u.Par contre, on note une légère diminution des poussées à+18met+19mNGF.Dans les Sables de Beauchamp, on constate encore unaccroissement simultané des pressions côté Seine et côtéterre.Les coefficients de poussée deviennent :

K-4etK _ 1,6 dans les remblais au dessus du tirantK+19mNGFK _ 0,15 à O,22 entre + 18 m et + 16 m NGFK _ O,7 à 4 dans les Sables de Beauchamp.Après la mise en tension, les valeurs des pressions ontcontinué d'évoluer pendant plusieurs mois. Ainisi sur lafigure 13 sont indiquées les valeurs du coefficient K sixsemaines après le blocage des tirants.

ALLUVIONSANCIENNES

Fig. l3 variations du coeff icient K - pression horizontale effg.ctive

'me's-uré?- pression verticale effective calculée1 07/04/75 Avant mise en tension2 0S/04/75 Après m ise en tensionT3 22/05/75 S/x semaines après la mise en tensionii

o'vprend lesK-0,6à

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SOkPa

D istribution des pressions des terres entre les creux et lesbosses des palplanches (fig. 'l 4)

Sur un axe horizontal, situé juste au dessus de la lierne etau niveau des tirants, des capteurs avaient été placésalternativement sur les < bosses > et dans les creux despalplanches.Dans les creux des palplanches, les valeurs des pressionsmesurées restent très faibles (inférieures à 10 kPa) pourtoutes les phases de travaux. Un effet de voûte semble secréer dans le remblai, favorisé certainement par un défautde compactage dans le creux des palpianches.On peut donc se demander dans quelle mesure des pres-sions mesurées sur les ( bosses D nous fournissent un pro-fil des pressions moyennes appliquées au rideau. A cetitre, la mesure des pressions au sein du terrain, sur uneverticale distante de O,5 à 1 m du rideau aurait étépréf érable.

5.3 Equations d'équilibre du rideau

Compte tenu des mauvais fonctionnements de certainscapteurs, de modifications des valeurs de l'inertie dequelques cellules constatées après le battage et des écarts

côté terreCapteurs GLOTZL

Fig. 14 Répartition des pressions entre les (creux)t et les c.bosest des palplanches| 07/04/752 15/04/753 22/05/754 18/07/75

de pression observés entre creux et bosses, vouloir vérifierles équations d'équilibre du rideau était un objectif biena m bitie ux.Pourtant les calculs effectués indiquent une assez bonneconcordance des résultats en ce qui concerne l'équilibredes forces.Ainsi en considérent les mesures du 22.05.7 5 après lamise en tension, on trouve :

Pression totale arrièrePression totale avant(valeurs interpolées entre+21 met+ 16m)

d iffé re n ceComposante horizontale deI'effort dans le tirant

1 25O kN/ml

1 01 8 kN/ml

232 kN/ml

221 kN/ml

En fait, les mesures de variations de pression sont plusfiables que leurs valeurs absolues et à ce titre trois résul-tats ont été mis en évidence :

- Les diagrammes de pression restent symétriques à labase du rideau dans les sables de Beauchamp compacts,fa mise en tension des tirants y a peu d'influence.

REVUE FRANçAISE DE GEOTECHNIOUE NUME RO 8 36

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'sonuuoc uo!q sulotl'l luos suols-saJd sol [o 'snossop-uo auuoq sn ld ]So,u ocueplocuocel 'olluoc Jed 'uolleulo+9p op salnsou sap ollnp?p oqJnocel co^e olueslelslles ocueplocuoc oun ]uollqo uo 'lcNur 6 L + Op snssop nv '9 L aln6u el Jns o93eJl lso uolssaldop sojnsouj sap llued P sglnclec sluesslqcgl+ sluououlSop aqJnoc el 'neopll np olnol1qdns aryed el lnod

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Lt, I OU3runN snolNHCsIOID 3cl sslVÔNVUJ 3nn3u

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'NI Otg ap uotsuol op sauuaÂotusJnaleA sap gnbrpur luo solec sol ,sluocelpe s]upJ!]sap uotsuol uo ostm sgrde stololnol ';11 ogL ap suotsuo]sop p sgnbolq glg luo salec op sgdlnbg sluerlt xnap sal

slueJtl sap alduoc ue asud e7

'lll ou neolqel ol rns sgu-uop ]uos sopoLllgru xnop soc uolos snuolqo solnpouj sol

'seuJopoul suotAnlle sol suep uolsrcgldop sulout co^e lo s!elquJoJ sol suep or!p-?-lsa,c ,(r,rlc

t <)s9^al9 luoLlrLlJest}lns luolel? slueuroceldgp solf o souoz sol suep anb luo^uoc llennod eu opor.llgu auocs!ew'luauroceldgp op le uotssoJd ep soêruetlnuJ!s soJnsoulsap s]!npgp glg luarrrole6g luo uorlceg.r op salnpoLu sol: uotpe?t ap salnpou sap aleluautugdxa uo!rculutral?o -

'(g^elqutoJ nelJgterrt uo ( utoc )np rnaô.re; el op la eôelceduoc op oporrr np,arnleuel sp eldu.roc nual Ue^e uo,!esso,p oouosqe,l uo) ].rod-de,p s!elqLUoJ so; .rnod luouraJrerlrqJe snld seru!+gp srnollreted luelg solnpoul sap sJnole^ sol 'neoprJ np le!l!u! luaur-ouuotsuaultp ol lnod agnbrldde glg lle^e apoLllgur alla3

'lenbuogql ue;d un Jns asnoJnoôr,rlnol np sed lso,u 'sapnll,p xneolnB xnolqruou op Jed agsil-!ln 'oporllgru ollac) eqcnoc alloc op gnltlsuoc llelg notltutol lnol enb slo} enbeqc p luesoddns uo,los ap oqcnoored olnporu un glncles suone snou !c! steLu ,CIUVN:ll

l .lred eru!+gp olloc lsa Inclec ap alnurro+ el -sanbulgùoiiiansalnpout sap trued ? uottce?r ap salnpout sap lncpJ _

: saLllofide xnap ?stlnn suoAe snoN

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uotlse?J ap salnpout sa7

'd) oglnq op la t) oleurlulul egssnodap lel9,l ellue oJtetpgulJolut lso luene orrluJe.r6erp acanb ot+trg^ uO 'outoS glgc orq!l!nbg,l anbrrlguÂs euruel6-e!p un,nb esoddns uo la snlel np acuesg.rd el ap elduoclueuo] uo glnclec lse e6jeQ glgc agssnod ep aurrrjel6elp ol

'e6eueq al sp.rde olsnf uoge unone ps!uInos erlg srole l!op ou neoprJ ol 'oJq!l!nbg,p lelg un suepo^noJl as uterro] e; 'eôelleq luene,nb aspglodÂq,l l!e+ e uO

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zut/N) sO L L'Z - I rolse,l ap gllcltselg,p olnporu : jI x J 4npofi a1 ted a?uuop neapu np ?ltp!6!t ej

: luos los np ]o a6eln-no,l ap sonbrlsl.rglceJec sal ]uesstu!+gp saJl?uleled soC

'xn eluo ru r.rgdxeslellnsgJ sol rns ( e6elec ) uoq un llualqo,p u!+e,tnclec npsorlouteled sop uotletJeA el op ocuonllu!,1 luouJol!ce+ la!p-nl9,p 9l!llqlssod el r!+ord p ornaru nlno^ suone snou loJ+auf 'tuaJgJ+tp ned un tl.rdse un suep 'o6elnno,; ep ( tJolJgl-sod e ) Inclec e; ,rnod sapoqlgur so3 gstltlngr suo^e snoN

'sa]tuJtl stelg xne senbrs-selc sapoq]gru sol co^e sec ol sed lso,u Inb oc,sluerllop uolsuol uo sosll.rj sop agste uotlelnuJts oun aj]loruledop e6elue^e,l ]uoluesg.rd sollo's+tlce sluer!l red sgjcuexneoptJ lo soglnoul stoJed sep Inslec e; .rnod soguue saJ?tu-Jop so3 segddolo^gp luorrjaô.rel luos os sopoqlguJ so3

'xne^eJl ap soj|etpgruJalu!seseqd sap alduroc lueuol'enbrlse;do1se;9 apoLllgLu ounred gsllegr g]g I!e^e neoptJ np letltu! ]uaulouuotsuoul!p al

'uotle uJ-JO+gp ep seônel se; led ecuap!^g ua stul 'soJnjjas sol suepluoruessr;6 un,p olduloc lueuol uo sglnolec glg ]uo slues-s!qc9l+ sluauroul sal onb lueutuelou lo alqetJe^ uorsrcg.rdoun cone snuuoc luos slellnsgJ soc anb n^ suone snoN

stueJ!l sol suep eôercue,p suoJ+o sal -salJol sop uolsseld op souLrleJôetp sol -]uesstqcgl+ luoruoru op sourtuelôelp sol -

neoptJ np sogujro+gp sal -: tulno+ ]uo neoptr np uollcnrlsuoc el ap 6uol ne lnol sagn]-3O#O SOInSOLU SOp UOrlelg.rdlelut,; la luotua;;lnodgp el

saJl?uered xnedrcur.rd sop uorleurulrolgclInclec np ln g L' L

serl?ruered sepluauelsnty selelueurlrgdxe srnele^ sel ce^BIncle_c np sle1nsgJ sep uosteJeduoc sanbrl-se;dolselg sopoqlgru sep red neaplr np IncleC

'e6ernno,; op sluel!l saJlne sallns sag^Jasqo g]g sed luo,u'soleluotul.rgdxe soqsueldledsop neo^tu ne gldope uotsual uo osrut op ratlnclued snssoc-ord ne sogtl 'uotsua] ap solnqc souo+ sao anb Jolou lne] 1;

'(g L '6t+) oltns el led sogstllqels luos as lnb(NI 0gg lo O?g p luourenllcadsor) sluer!] slatueld xnapsop suotsuol sop olelnJq alnqc oun glelsuoc e uo ,neaptJnp alqulasuo,l op lo oulo!l el ap luoulocuoluo un gnbono.rdlueÂe sluoce[pe s]uel!] sep uotsuo] uo ostLU el ,a]tns el Jed

(trt>t 0g/ ap enbr.rogq] rnale^) Nï OL Llo NI 0gZ ap luotelg salec sal led sagnblpu! srnole^sal 'e6eco;q n p sJol 'luorrjgu eu n uI ts uotsuol uo slut g]gluo sonbr.rlgurotueuÂp salec op sgd!nbg sluer!l xnap sal

slute4uocgrd sluerll sep uolsuel Bl ep uorlnlo^:l g

8t

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N atu re Cotes N G F

m

vkN/m3

I

kN/m3c'

kPaao

Remblais d'apport(tout venant)

Alluvions modernessa b lo-va se u ses

Alluvions modernessa b lo-g rave le u ses

Alluvions anciennesSable et Graviers

Sables de Beauchamp

+29à+ 21 ,2O

+21 ,2Oà+ X9,2O

+ 19,20 à

+ 1 5,5O

+ 'l 5,50 à

+ 14,00

+ 14,0O à+ 10

17

17

17

18

21

9,5

9,5

9,5

10

11

0

0

c

0

10

35

30

37

37

35

Tableau 2 Caractéristiques utilisées pour les calcu ls des poussées ef butées

Tableau 3 Détermination des modules de réaction

7.2 Ajustement des paramètres du calcul

Avant de réaliser un dimensionnement complet de l'ou-vrage par phases Successives de travaux avec le pro-gramme R IDEAU*, rlous avons réalisé une série de calculdits de < dégrossissage ) à l'aide d'un programme plussimple**, afin de tester I'influence des principaux para-mètres.

* Le Programme RIDEAU a éTé mis à notre disposition par le B.E.T.

DODIN, que nous tenons à remercier ici.** ll s'agit du Programme SCPO'U mis au point par le Bureau d'Etude de

la Direclion Départementale de l'Equipement de Seine Saint-Denis. Ce

pro(yramme élastoplastique ne permet pas d'enchaîner des phases suc-cessives de travaux.

REVUE FRANÇAISE DE GEOTECHNIOUE NUMERO B

Mais avant tout calcul, I'examen des résultats expérimen-taux permet une simplification des données. En effet, lesdéformées successives du rideau montrent que :

- Dès la 1'e mise en tension du tirant du tirant et jusqu'audragage les déplacements de la partie hors fiche du rideause font vers le massif.

- Les déplacements de la partie fichée n'excèdent pasquelques millimètres, valeurs très insuffisantes pour mobi-liser la butée lirnite du sol.

Ainsi, SUr presque toute Sa longueur, le sol se trouve dansun état d'équilibre élastique. Le module de réaction serauri paramètre essentiel du calcul, alors que les dia-grammes limites de poussée et de butée n'interviendrontpratiquement pas.

Cotes N G F

Détermination du calculin itia I

Déte rm inationexpé ri m e nta le

pk:7

(kN/m3)

mod u lepressiomé-

trique(M Pa)

K module deréa ctio n

(kN/m3)

Remblais horsnappe

Remblais noyés

Alluvions modernes(sables vaseux)

Alluvions modernes(sables graveleux)

Alluvions anciennes

Sables deBeauchamp

+29à+26+ 26 à + 23,50

+ 23,50 à + 21 ,2O

+ 21 ,2A à + 19,2A

+ 19,20 à + '1 5,50

+15,50à+14,00+14.00à+10,00

?

?

?

2

6

10

15

7 0005 000

3 500

1 000

7 500

1500015000

entre1 000

et 2OOO

entre 1 OOO

et 1 5OO

39

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Ne retenons que les principaux renseignements apportéspar cette étude paramétrique::l - Les va riations du modu le de réaction, influent directe-ment sur les déformées (en première approximation, ledéplacement en tête est inversement proportionnel à k),mais ont également une incidence importante sur lesvaleurs des moments fléchissants (cf tableau no lV don-nant deux exemples de ca lcu ls).2 L'augmentation de l'effort d'ancrage a pour effetd'augmenter le moment fléchissant en travée (cf tableauno v).Cela tient au fait, déjà constaté expérimentalement (cf.5 5-3) que le surcroît des réactions du sol est alors mobi-lisé essentiellement au dessous des tirants.3 Les valeurs des modules de réaction déduites desessais pressiométriques dans les différentes couches desterrains en place sont des ordres de grandeur raison-na bl es.4 - Le module de réaction des remblais d'apports (maté-riau graveleux compacté, d'angle de frottement internesupérieur à 35 degrés) est bien inférieur aux estimationseffectuées. ll est du même ordre de grandeur que celui desalluvions les plus rnédiocres K - l ooo à 2ooo kN/m3.5 - Le calcul ne fournit des valeurs de déformées, de pres-sions et de moments compatibles avec les données expéri-mentales que si l'on prend en compte l'inertie du rideaumonolithique.Ce résultat est assez déroutant car il est en contradictionavec la constatation de glissements dans les serrures misen évidence par les jauges.

7.3 Calcul complet du rideau, tenant comptedes phases de travaux(Programme RIDEAU)

Phases de travaux caractéristigues de calcul

Le calcul considère les phases de travaux suivantes

Phase no 1

Phase no 2

Phase no 3

Remblaiement à l'arrière du rideau à+ 24 m NGF

Première mise en tension à 150 kN(effort appliqué T - 69 kN/ml)

Remblaiement à + 26,50 m NGF(Le tirant est considéré comme appuiélastique de rigidité K _ 6930 kN/ml,avec tension initiale de 69 kN/ml).

M ise en tension définitive, applicationd'un effort de 221 kN/ml.

Simulation du cycle de tensionL'effort d'ancrage est porté à 314 kN/ml(phase 4 bis puis ramené à 221 kN/ml(phase 4 ter)).

Remblaiement à + 29 m NGF et dra-gage en Seine de + 21,20 m à + 19,20 mNGF.

Application d'une surcharge en tête10 kPa et dénivellée de nappe de 1 m(cas de la décrue).

Phase no 4

Phases no 4 biset no 4 ter

Phase no 5

Phase no 6

Tableau 4 lnfluence des variations des modules de réac-tion sur les déformées et les moments fléchissantsCaractéristiques communes a(tx calculs :Remblaiement à + 26,50 m NGFEffort d'ancrage 324 kN/ml (750 kN par tirant)Exl

2" Cas324 kN/ml

- Module de réaction en kN/m3

+ 26,50 à 21 ,20 (R)+ 21 ,2O à 1 5,50+15,50à+14(Aa)+ 14 à 1O (SB)

- Déformée en tête

- Déformée au niveaudu tirant

- Moment fléchissantmaximum

Effort dans le tirant

Déformée en tête

Déformée au niveaudu tirant

Moment fléchissant maxi

Moment fléchissant auniveau du tirant

K - SOOO kN/m3 dans(+ 19,20 à + 15,50)

K - 1OOO0 kN/m3 dans

K - 5OO0O kN/m3 dans

2" Cas

7 5005 000

1500015000

2,5 cm

1,4cm

1 50 mkNà

21 ,2O m NGF

Tableau 5 lnfluence de la valeur de la tension d'ancrage(données communes : Remblaiement à + 20,S m NGF,Exl-t5t200kN.m2)Modules de réaction :K - 2000 kN /m3 dans R et AmK - | 0000 kN /m3 dans AaK - 100000 kN/m3 dans SB

750 kN

6cm

3,6 cm

27O mkN

81 mkN

les Alluvions sablo-graveleuses

les Alluvions anciennes

les Sables de Beauchamp.

Caractéristiques de calcul

La rigidité est celle du rideau monolithique

E x | - 151 2OO kN x m2

Les modules de réaction valent:

K - 1 5OO kN/m3 dans le RemblaiK - l ooo kN/m3 dans les Alluvions sablo-vaseuses(+ 21 ,2O à + 19,20l,

REVUE F RANÇA ISE DE G EOTECHN IOUE N UME RO 8 40

1 "t Cas

2 0001 0005 000

10000

6cm

3,6 cm

273 mkNà

+20 m NGF

1 "t CasT - 221 kN/ml

510 kN

3,4 cm

2cm

189 mkN

68 mkN

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Phase no 4 Phase no 4 bis Phase no 4 ter

Effort dans le tirant

Déplacement en tête

Déplacement au niveaud u tira nt

Moment fléchissantau niveau du tirant

Moment, fléchissantmaximal

221 kN/ml

4,3 cm

2,7 cm

-55,5 kN/ml

1 91 mkN/ml+ 21 ,2O m NGF

324 kN/ml

6,7 cm

4,2 cm

-74 kl\,i

265 mkN/ml

221 kN/ml

5,1 crn (+ 17 %l

3,1 cm

-33 kN

22O mkN/rnl(+ 15 %l

Tableau 6 Simulation d'un cycle de mise en tension. Evolution des déplacements et des moments fléchissants

Prise en compte de l'hystérésis du solSimulation du cycle de mise en tension

Le programme utilisé tient compte d'une hystérésis du sol,c'est-à-dire la non réversibilité des déplacements dans ledomaine plastique.La simulation approximative par le calcul d'un cycle demise en tension (phases 4 - 4 bis et 4 ter) permet d'analy-ser le comportement du sol suivant un cycle d'hystérésis.(taUteau Vl et fig.ho 17l,

On constate que les déformées ainsi que le moment flé-chissant maximal se trouvent majorés d'environ 15% à

l'issue de cycle de tension.

L'augmentation de la tension de 221 kN (phase 4) à 324kN (Phase 4 bis) provoque une plastification des sols enpartie supérieure. Lorsque I'on revient à l'état initial,(phase 4 ter) la pression exercée par le sol est plus faiblepour une déformée accrue (fig. no 17 a) le cycle de tensiona entrainé une sorte de << détente > du sol en partie supé-rieure.Sous le tirant par contre, le sol reste en équilibre élastique,en fin de cycle (fig. 17bl,, les déformées et pressions onta ug m enté.Le centre de gravité des réactions du sol s'est déplacé versle bas ce qui a pour eftet d'augmenter le moment fléchis-sant en travée.

Comparaison des résultats du calcul global et du calcul parphase

Nous avons comparé les résultats du calcul par phasessuccessives 1,2, 3 et 4 avec les résultats d'un calcul glo-bal (fig. 18 tableau Vll).

Les diagrammes des pressions diffèrent sensiblemententre les deux calculs.Comme dans la simulation du cycle de mise en tension, onconstate que la prise en compte de phases lntermédiairesdes travaux (avec alternance des directions d'efforts) setraduit par une majoration relativement importante desdéformée (+ 30 %l et des moments fléchissants (+ 22 %1.

REVUE FRANçAtSE DE cEOTECHNTOUE NUME RO 8 41

Pmin12,8

Y(cm)

Fig. 17 Schéma expliquant l'évolution des pressions surle cycle d'hystérésis

PtTtax62,6

1m audu tirant

20

P10mtn44

KPa

70

60

50cote z3.INGF1M AU æSSOUSdr tirant

KPa

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DEFORMEES)- { O*1 *2*3*4

IVIOIV1ENTSFLECHISSANTS2C,C_ 100 0 lOOmk*/r",

PRESSIONS

4C^2C^0 æ 60 kr%*5 cm 20COTES

NGF

27-26.5-

Calcul global1 +2+3+4

Moment fléchissantmaximal

3,3 cm

2,1 cm

1 55 kN/ml

Tableau 7

R ésultats du calcul par phases

Les résultats du calcul, ainsi que les valeurs expérimen-tales correspondantes sont fournis sur le tableau Vlll et lafigure no 19 et suggèrent quelques commentaires.

a - M odules de réaction

Dans les remblais, le module de réaction permettant la

meilleure corrélation avec les résultats expérimentaux vautk - 15OO kN/m3. Cette valeur paraît faible pour un maté-riau graveleux compacté.En fait, il ne faut pas oublier que le compactage est prati-quement inexistant dans les creux des palplanches. [-a fai-blesse du module de réaction révèle en fait la présenced'une tranche de terrain au contact du rideau certainementmoins bien compactée que le reste du massif, (effet de( peau D).

REVUE FRANçAISE DE GEOTECHNIOUE NUME RO 8

;' 221kNÂrtr'-f'

REMBLAIk=zOOOkNz-e-'7m

ALLUVIONSIVIODERNESk=loooktyhf

ALLANCIF.NNES

SABLES deBEAI.jCHATVPk=so oooktry'-s

b Les déformées

Pour les premières phases de travaux (remblaiement à

+ 2! m puis à + 26,5O m après la 1'e mise en tension) lesdéplacements en tête du rideau sont inférieurs aux valeurscalculées. Ce résultat, confirmé d'ailleurs par des suiviseffectués sur d'autres profils, pourrait être dû à une faiblecohésion à court terme du matériau de remblai.Par contre juste après la mise en tension à 7 50 kt\ lesdéformées calculées et mesurées concordent bien. Cepen-dant, ces déformées mesurées continuent à évoluer pen-dant plusieurs semaines, ce que nous attribuons à un phé-nomène de relaxation du sol mis en compression à I'arrièredu rideau lors de la mise en tension.

c Les moments fléchissants

En ce qui concerne le moment fléchissant maximal entravée, dont les jauges situées à + 21 m NGF permettentLrne détermination expérimentale approchée, on constateune bonne concordance entre le calcul et les mesures pourles diverses phases de travaux.Toutefois, il faut rappeler que le calcul suppose un com-portement monolithique du rideau, alors que les valeursexpérimentales admettent un glissement dans les serrures(en supposant un comportement monolithique, et en n'ex-ploitant que les jauges situées sur les âmes, on auraittrouvé des valeurs des moments environ 20 % plusélevées).

d Les efforts dans le tirant

Pour les phases de calcul correspondant à un remblaie-ment ou au dragage, le tirant étant alors considéré com meun appui élastique, les variations de tension calculées sonttrès supérieures aux valeurs effectivement mesurées.La rigidité réelle du tirant est certainement beaucoup plusfaible que la valeur théorique adoptée. Cette ( souplesse >

du dispositif d'ancrage provient peut-être de déplace-ments du sol au niveau du scellement.

Fig. 18 Comparaison des résultats du calcul par phases successives et du calcul globalCalcul globalCalcul en 4 phases successives

Déplacement en tête

Déplacement au niveaudu tirant

Calcul par phasessu ccessivesphase no 4

4,3 cm

2,7 cm

190 kN/ml

42

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Déformées en têtedu rideau (cm)

(+ 27 NGF)

Déformées auniveau des tirants

(+ 24,50 NGF) (cm)

Moment fléchis-sant maximai '

(mkN/ml)

Réactiond'ancrage

(kN )

Pression desterres au niveau

du tirant

Ca lcu I Exp Ca lcu I Exp Ca lcu IExp, à

+ 21 NGFCa lcu I Exp Calcul I Exp

(kPa) 1 (kPa)

Phase n" 1

Remblaiement à24 m NGF

Phase no 2

Mise en tensionpartielle à 150 kN

Phase no 3Remblaiementà + 26,50 NGF

Phase no 4Mise en tensiondéfinitive à 51O kN

Phase no 5Remblaiement à + 29Dragageà+19,2Om

Phase no 6

-1,4

+ 3,1

+ 2.5

+ 4,9

+ 4,O(5,5 crn)à+29)

+ 3,5

- o,6

?

1,1

4,1*

5,7*

4,8

- 1,0

+ 1,9

+ 1,3

+ 2,95

+ 2,6

+ 1,55

- 0,3

+ O,5

+ 2,7*

3,7*

41 kN(à + 18)

13 kN(à + 21 ,2Ol

171 à

(+ 21 ,2Ol

240

+ 322(à +20,30)

NGF

+ 360( à + 2O,4Ol

NGF

212

255

290

150

245

510

650

730

150

170

510

510

9,2 15

34 33

35

28

CoÈsN6F

29

*1t" valeur - au

2€ valeur - six

Tableau I

Cote wont draæge I2l2o=s.=-=-...o,ALLTJVTONS .'tOOERNES,'i

VASEUSESl92o -Co=tc.q{às.drgg

moment de la mise en tensionsemaines plus tard

DEFORMEES y

_t 0 | 2 3 4

MOMENTS

_2@ _tæ

FLECHISSANTS

0 læ 2û mkN/ml

UNITAIRES A

DU RIDEAU

123t5

L'ARRIERE

',,o'kPo

ts,fr

ll

k: iQ (P1qfl163

Phasc t Misc cn tcnsiott à 22lkN/nilPhæc 5 Rcmbloicmcnt o,29 Dragogc o,19.20

Volcurs Catcutées Wlcurs Expcrimcntalcsa+

Fig. l9 Comparaison des résultats expérimentaux et des valeurs calculées pour 2 phases de travaux

./ J rRANr

{- PRE9ONTRATNT

TENSION D'ANCRAGE

Misc cn tuÀsion 221 kN/ mt

Après drogagc

- catcuti 28lkN/mt- mcsuré 221 kN/ml

REVUE FRANÇAISE DE GEOTECHNIQUE NUMERO 8 43

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'arllered P oqcraqcauop lroddeg Cdl sar?tusv ? aulas ap aqcneî a^!r aloA

saqcueldled ap neapu un,p uottetuautpgdxg 'd'f NVC I C

'Le6l orquacgp - llurlcalneg - n ua sanbtllet?ru saqoueldpdsap acuetsrsQr ap atnpour np sodotd v - (zg0 t) ul^3t^lHol ro

LL6l lrr^e suedsaqcueldled ap sJnalcnpoJd saîetnno,p allleW

saLlcueldled ap xneapu Jns suotleAJasgo la salnsaWANOH CNVUU]I NVCI9 sNNV]SSOT

sanbrqder6orlqlq secuorgtgg

'orpuerdde p dnocneaq orocua suonesnou'luor.uouQlnos ap xneapH sop Iuaulouuorsuau!pnp oureuJop oc suep onb ennerd el ua!q ]so,c'nlosgr e ua,ue;;e,nb satup;qord op e6elue^ep gnalnos eltg-lned e ollo'gJcue neopu un,p luourouuorlcuo+ ol Jns sluotueuôresuelsolrln,p Çuodde e uorleluotrl ugdxe olloc rs 'a^!l!u !+gp u j

'sluessrL{c9l} s}uourouj sol rns o}uel-rodur uotssncredoJ oun ro^e lned la olnpoul ao op luoul-e6re; puedgp uorsuo] uo sosruJ sop srol sogstllqou slosop suo!]cegr sap uoluuedgr el ]o#o u3 'oL{c!} sroq epued e;suep uorlcegr op olnpout un p gedde ]ueste+ la s+lloe slueJtlred sg.rcue xneopu sop lueùouuorsuoul!p ne olqesrleJgugôsed llelg,u luaurouuosrer ac enb lueJluour xneluaurrgdxeslellns9j sol 9urJrluos e lnc.lec a-l 'neoprJ al suep suo++osop alloc rns olq!e+ s!eur 'sogLuJo+gp sap suorsr^9rd sa; rnsolueyodru! ocuoprcur oun e uorlcegr ap alnpour np uorlerc-grdde,p rnorro ouo+ oun,nb 1se onpuedgr uo+ uotuldo eu 61

B OU 3NNN ]NOINHC3IO39 3A sSIVÔNVUJ 3NA3U

'alls np gl!gugôor-g]gL{,; op nua} e}duroo gsrler9u96 er}g sed }uepuedac }uen-nod au lellnsgJ oc'Iuesrelslles rnapuerô ep olpro un luas-srurno+ uo C UVNI4 '1 red sagnbrpu! lnclec ap so;ôpr se;

!c!,nb nredde lso ll 'nuuoc leul erlQurered 'los np leluozrJotluollcegr op olnpou.r np sJnole^ sol ropuaqgrdde,p ]nq rnodlnol luene UeAe'enbrllguered apnlg oun,p auuo+ snosguou eôer^no,l op uougtsod p ( onbrlse;dolselg ) Incleo al

'sluessrr.lc9l+ sluauoLu sop uorleulur-ralgp el rnod anb neaprr np arq!l!nbg,p suorlenbg sap uo!l-ecUtJgA e; rnod luel'salnsoLU sap uollelgldrelur,; renbr;d-uroc luourosnarjgs luauuor^ sluatrlglg sac'luourollajnleN

'e6epnos no aôeôurd.red solla arluasor.lcueldled sop uosrerl aun,p Jno^e; uo luolrlnrl solre+suorleruasqo sol 'luau.ral?rcuo3'oJnrJos el op nea^ru ne

,t!leloJ luatuessr;6 un,p alrns red'ared oun,p soLloueldgedxnop sop luepuedgpur rsenb luaLUouL.rorlcuo,t un luolQAgrsornJros sop sprd la satug sol Jns s!o+ el p sagnlls se6nel apIrued p sanuolqo soluteJluoo op solnsout sol 'sJnoll!e red -

'assoq uo sog^noll sollac anb solqre+ sn;d dnoc-neoq luos (sgtrodder srelqutor sop suep) soqcueldled sopxnorc ol suep sogJnsau sorol sop suorsserd sol 'rsure

:nulluoc ueld uercg un p neopu o! luelrulsse'lnc-lec ap seLUgr..lcs sop luaJg#rp zosse oJo^e,s tnb'soqcue;d-led sop logr luourouuorlcuo+ al ocuop!^g ue oJllaurop lsa rnapuer6 erern ua opnlg a]lac op lgrglur rorLUard e1

'Sollol Sop suolsseldsal la Jorce,l suep solurerluoc sa; 'eôel^no,l op soguuo+gpsol s!o+ el p uorlcnrlsuoc el ap 6uo; ne lnol rornsoulop sll-ured e lo oluesrelsrles arQlueuJ op ralnorgp os nd esoqcueldled ap neopu un,p uorleluoLulJgdxe ouoc'sornorJ-glue santleluo] sonb;enb ap sluaulou6lasue xne acgJ C

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