PNEUSOL - · PDF file2.2.3 - La stabilité au glissement de la base du mur . 2 – PNEUSOL DE SOUTENEMENT : Son dimensionnement . Cette vérification externe du mur

PNEUSOL Mission Jamaique 2013 - Melbrook Heigts

Pascal CHUIT- Conseil Général de la Martinique – 18 mars 2013

Réalisation en Algérie Réalisation en Martinique Réalisation en Guyane

1 –LE PNEUSOL : Intérêt, constitutant, utilisations et techniques

d’assemblage

2 – PNEUSOL DE SOUTENEMENT : Son dimensionnement

3 – PNEUSOL de SOUTENEMENT : Détail de la construction

PNEUSOL

1.1 – PNEUSOL : l’intérêt

Constat : Nos sociétés produisent de nombreux déchets mal valorisés, besoin de préserver

l’environnement en recyclant ce qui est possible (pneus, mâchefers … Nota : machefer = résultat de la combustion des

déchêts ménagers). La solution pneusol répond à cette logique de recyclage

Historique : Système développé par le Professeur NGUYEN THANH LONG du LCPC (institut de recherche Français)

- 1978 : Démarrage des recherches et des premières expérimentations

- 1993 : en 15 ans >250 ouvrages réalisés en pneusol dans de multiples pays (France, Algérie, USA,

Suisse, Brésil, Indonésie …)

- 1996 : 1er ouvrage réalisé par le Conseil Général de la Martinique sur la RD28 au PR3+500.

- Après1996 : Nombreux ouvrages en Martinique, surtout réalisés par des particuliers. Pas de désordre

connus à ce jour

Intérêt : - Valorisation de déchets (on estime qu’il est produit 35 000 000 de pneus usagés par an en France)

- Économique (coût pneusol = 50% coût ouvrage traditionnel)

- Approvisionnement des constituants aisé : on trouve des pneus usagés partout dans le monde et se prête

à une large gamme d’utilisation de remblais (seuls les matériaux argileux mous sont à proscrire)

- Mise en œuvre ne faisant pas appel à de gros moyens

- De multiples utilisations dans différents domaines du génie civil : Mur de soutènement, Remblais allégés,

absorbeur d’énergie, répartiteur des contraintes, protection des pentes et des berges …)

1.2 – PNEUSOL : c’est quoi ?

Pneusol = l’association de 2 éléments : le pneu et le sol

•Pneu = 2 flancs + 1 bande de roulement

• 2 familles de Pneus :

* De Poids Lourds (PL) = Diamètre extérieur :1,10 m à 1,20 m

Diamètre intérieur : 0,50 m à 0,60 m

Épaisseur : 0,26 m à 0,33 m

Masse : 40 à 70 Kg

•De Véhicule Légers (VL) = Diamètre extérieur : 0,60 m

Diamètre intérieur : 0,30 m

Épaisseur : 0,12 m à 0,16

Masse : 5 à 6 Kg

* Sol = large gamme de sols, idéalement pulvérulents (= sableux) avec des éléments dont la plus grande

dimension ne doit pas dépasser 5 cm (pour permettre un compactage efficace)

Flancs

Bande de roulement

Globalement on distingue 2 familles : - 1.3.1) Famille 1 = Remblais allégés et absorbeurs d’énergie.

Le but est de conserver une présence de vide dans le pneusol, soit pour réduire la

masse du remblais (sols compressibles …) soit pour permettre une déformation et

absorber de l’énergie. Dans ce cas, en mode constructif, on va privilégier

l’utilisation de pneus de camions entiers, sans les lier ensemble. Les vides étant

parfois accentués par la pose de géotextile limitant le remplissage des flancs.

- 1.3.2) Famille 2 = Pneusol de soutènement :

But = Reconstituer un mur homogène, le plus dense possible et résistant aux

poussées. Dans ce cas, la résistance interne du mur est obtenue par des nappes

(soit de pneus liaisonnés entre eux, soit des géotextiles, soit des armatures treillis

soudés). Pour un remplissage rapide, on découpe le flanc supérieur du pneu.

1.3 – PNEUSOL : les utilisations

1.3.1) Famille 1 : Remblais allégés (recherche la création de vide)

- 1.3.1.1) En remblais allégés (Passages de zones compressibles)

-1.3.1.2) En répartiteur de contraintes au dessus des ouvrages enterrés


1.3.1.3) En absorbeur d’énergie (Construction type pneusol allégés => présence de vides)

--> piège à matériaux (type dique en pied de zone de chute de blocs).

--> absorbeurs d’ondes sismiques :

1.3 – PNEUSOL :les utilisations

1.3.2 - Famille 2 : Soutènements

- 1.3.2.1) En mur de soutènement : Utilisation la plus fréquente, soit type rangées de pneus,

soit type Armapneusol. C’est cette utilisation qui sera mise en œuvre à la Jamaïque

- 1.3.2.2) En ouvrage anti érosion : en berge de rivière par exemple


1.4 – PNEUSOL : principales techniques d’assemblage Pour la technique d’assemblage des pneus, idem, on peut distinguer 4 techniques d’assemblage/construction

des pneusols :

1.4.1) Famille 1 = le Pneusol en matériaux légers : il est privilégié des pneus de poids lourds entiers avec des remblais non compactés et sans remplissage de la

partie chambre à air du pneu. On produit alors un remblai en pneusol de masse volumique faible comprise entre

6 à 10 KN/m3 (divise approximativement la masse du remblai par 2 par rapport à un remblais traditionnel).

L’ajout d’une nappe de géotextile anticontaminant garantit ce vide.

Sans géotextile :

Avec géotextile :

1.4.2) Famille 2 = Pneusol de soutènement formés d’un assemblage de pneus

But = mur de soutènement, de protection de berges

Constitution : pneus divers (poids lourds, véhicules légers) mais en conservant sur une rangée des pneus

identiques pour assurer des bandes d’épaisseurs homogènes. Le pneu peut rester en entier ou être découpé sur

le flanc supérieur pour faciliter son remplissage. Les pneus sont liaisonnés entre eux et les remblais sont

compactés pour augmenter la densité du mur pneusol. Attention, le point faible de résistance est alors le lien entre

les pneus

1.4 – PNEUSOL : principales techniques d’assemblage

1.4.3) Famille 2 = ARMAPNEUSOL : Pneusol constitué d’un parement en pneus + bande de

géotextile en arrière ou de treillis soudés métalliques.

But = Mur de soutènement.

Constitution : pneus divers (poids lourds, véhicules légers) mais en conservant sur une rangée des

pneus identiques pour assurer des bandes d’épaisseurs homogènes. Le pneu peut rester en entier ou est

découpé sur le flanc supérieur pour faciliter son remplissage. Les pneus sont liaisonnés entre eux et les

remblais sont compactés pour augmenter la densité du mur pneusol.

Conception : va se calculer comme un mur armé en géotextile.


1.4.4) Famille 2 = Pneusol constitué de l’assemblage de flancs du pneu

constitué en nappe : But = Mur de soutènement.

Constitution : Parement relié un assemble des flancs du pneu pour constituer des nappes de type

géotextile. Point de faiblesse sur liaisons et mobilise un temps d’assemblage des nappes très long. A ma

connaissance, cette technique n’est maintenant que très peu utilisée


Le Mur de soutènement en pneusol va se calculer comme un mur de soutènement usuel.

Les normes de construction Européennes analysent :

- la vérification à la stabilité globale (en grand) du mur = risque de glissement passant sous le mur

- la stabilité aux équilibres de Poussées/Butées du mur calculée comme un mur Poids (Stabilité au

renversement, au poinçonnement des sols sous le mur et au glissement sous la semelle du mur)

- la stabilité interne du mur (longueur et entraxe des nappes)

2.1) La Stabilité globale du mur Cela correspond à analyser le risque de glissement en grand englobant le mur. Cette vérification n’est pas spécifique au mur

pneusol mais se doit d’être menée pour tout projet (tout type de mur, maison …). L’analyse est complexe, à réaliser par un

géologue/géotechnicien expérimenté. En France, est utilisé le logiciel TALREN qui découpe le terrain selon des tranches verticales

et l’analyse par utilisation de la méthode de Bishop ou Fellenius. Nécessite de mesurer les caractéristiques des sols (Cohésion C

en KPa, Angle de frottement en degré et densité des sols) et de connaître approximativement la profondeur du glissement. On

recherche un équilibre de 1,5 entre les Efforts Moteurs et les Efforts Stabilisateurs.

2 – PNEUSOL DE SOUTENEMENT :

Son dimensionnement

Ex de Rupture par glissement sous le mur


Son dimensionnement

Zone active Zone passive

Dans les cas du terrain de Melbrook Heigts retenu

pour le transfert de la technique du pneusol,

on peut s’interroger sur ce risque de stabilité globale

des murs (glissement en grand sous le mur)


Son dimensionnement

2.2) La Stabilité Externe du mur par rapport aux équilibres de poussées/butées

2.2.1 - La stabilité au renversement du mur

2.2.2 - La stabilité au poinçonnement du sol sous le mur

2.2.3 - La stabilité au glissement de la base du mur

.


Son dimensionnement

Cette vérification externe du mur (renversement,

poinçonnement et glissement sous la base) est

commun à tous les murs poids. En Europe, il

existe de nombreux logiciel de calculs qui

permettent de vérifier cette stabilité externe.

Ci-contre une feuille de calculs développée au sein

des services du CG972, transmission à titre indicatif

si interessé.

Préférable de donner un fruit au mur de 70 °

au minimum (en décalant les pneus de chacune

des rangées


Son dimensionnement

En bilan, lorsque l’on adopte :

Pente du fond de fouille = 5 °

Base >= ½ Hauteur


Son dimensionnement

Les équilibres au renversement et glissement sous la semelle sont respectés

La contrainte au sol appliquée est de l’ordre de PELS = 100 Kpa =10 t/m2 (on peut construire une

maison)

Et stabilité est alors vérifiée (dans 95 % des cas)

2.3) La Stabilité Interne du mur pneusol

Cela revient à vérifier :

2.3.1. pour des murs pneusol type Armapneusol : cela consiste à vérifier les entraxes entre les nappes de

géotextiles et leur longueur. Toutes les applications des fournisseurs de géotextiles peuvent être utilisées (par

exemple logiciel de BIDIM) – cf Démo

..\..\..\..\2.13 - Logiciels\bidim

EX rupture par

Armature trop courtes

Nota :

* Personnellement, en région tropicale, il me semble

préférable de ne pas utiliser des armatures acier

type TV 106 ou TV108, en raison des risques

de corrosion. Et de préférer alors l’utilisation de

nappes de géotextiles de renforcement.

En Martinique c’est le type ROCK PEC 75 ou 100

qui est utilisée

* Ces techniques permettent la réalisation de mur

de très grande hauteur


Son dimensionnement

../../../../2.13 - Logiciels/bidim














2.3) La Stabilité Interne du mur pneusol

2.3.2 : pour les murs en assemblage de pneus :la vérification est plus complexe. Les différents tests

montrent que c’est l’attache entre les pneus qui constitue le point de faiblesse. Important alors d’utiliser des

attaches solides et qui ne se dégradent pas dans le temps (corde Polyethylène ou Polyester de résistance

> 50 KN = 500 Kg de charge de travail). Personnellement, il me semble préférable de limiter la hauteur de ce

type de mur à 5 m au maximum.


Son dimensionnement

Ex de rupture par

casse des armatures

Traction sur les

armatures


Son dimensionnement

sur site internet :

Rue de la mer.com -> cordes

Ex : cordage en 6 mm = 800 Kg de

charge charge utile. Prix 1,45 €/ml

EX : tresse de 3 mm = 960 Kg de charge

charge utile. Prix 1,10 €/ml

Différentes solutions d’attaches des pneus :

Assemblage par tiges métalliques pliées (Pb de corrosion dans le temps)

http://www.ruedelamer.com/photos/5767/1/zoom.jpg

http://www.ruedelamer.com/photos/5756/1/zoom.jpg

3.1) Phase conception du soutènement

•3.1.1) Choix du site : Analyse générale (topographie, risque de glissement en grand, avoisinant, portance du

sol, faisabilité des déblais …). Phase très importante

•3.1.2) Dimensionnement de l’ouvrage

• soit sur la base d’un schéma de principe si faible hauteur,

• soit par sondages + étude de dimensionnement géotechnique

• Vérifications des stabilités globale du mur (grand glissement) et stabilité interne du mur (renversement,

frottement sous la semelle et poinçonnement des sols sous le mur)

• Estimation des pentes des talus de déblais acceptables

• 3.1.3) Estimation des matériaux

• Volume de pneus (va dépendre des dimensions des pneus fournis). Attention, il est souhaitable de

conserver un pneu de même dimension sur une même rangée (sinon va compliquer la construction

Il suffit de diviser le volume du mur par dimension du pneu retenu

• Linéaire de corde : usuellement 4 liens par pneus (sauf pneus d’extrémité). Par excès on pourra retenir

linéaire de corde (m) = 4 X 1m X nb de pneus

• Volume de matériaux =

Bien penser à l’organisation du stockage ou de l’acheminement des pneus qui peuvent rapidement

servir de nidification des moustiques (idéalement couvrir le stock de pneus si durée importante)

Volume de matériaux (m3)= volume du mur X coefft de foisonnement

3 – PNEUSOL DE SOUTENEMENT : Mise en oeuvre

3.2) Phase réalisation du soutènement

•3.2.1) Terrassement des emprises :

-Déblais du talus amont

En cas de mauvaise talus de déblais :

- réduire les largeurs et durées d’ouvertures (terrassements pas passes)

- reprofiler le talus amont avec un redans intermédiaire (forme d’escalier)


•3.2.1) Terrassement des emprises :

-Déblais du talus amont


•3.2.2) Réalisation de la plateforme d’assise :

• Conserver un encastrement minimum de 50 cm dans le sol

• Donner une pente de 5 ° vers l’amont

• Prévoir un drains arrière ( conseillé)

• Réception du sol d’assise par un « Homme de l’Art »


3.2.3) Préparation des aires de stockage (hors emprise mur) :

- pneus, remblais


•3.2.4) Pose des pneus de la 1er rangée

La pose est organisée selon 2 shémas possibles.

La solution de pose N°2 induit une résistance plus importante pour le mur , mais la différence n’est pas

significative

Important de conserver des pneus homogènes sur la rangée


•3.2.5) Accrochage des pneus

•Plusieurs options

• Lien métallique : le déconseille en climat tropical

* Lien type corde ou tresse :

Corde recommandée : en matière non dégradable (polyestère …)

avec une résistance au minimum de 50 KN (soit 500 Kg) de charge utile

Recommandé la réalisation de nœud de type ZZ,

puis SS et le moins résistant est le SZ


•3.2.6) Remplissage des pneus

• Soit manuellement :

• Dans ce cas = plus long

• Si pneus entiers conservés => bien remplir

et compacter la partie sous le fllanc du pneus

•Soit remplissage à l’engin mécanique :

• Nécessité alors d’un découpage préalable du flanc supérieur du pneu

Opération assez difficile, solution avec scie sauteuse.

Propose de réaliser le test sur au moins 10 pneus


•3.2.7) Compactage des remblais


•3.2.8) Pose (ou non) d’une nappe de géotextile ou de treillis soudé (cas murs ARMAPNEUS)

•Dans ce cas, pas de lien entre les pneus


Pascal CHUIT Conseil Général de la Martinique

* Répond à une logique de recyclage et de valorisation de produits de déchêts

* Technique utilisée depuis 1980 avec un 1er ouvrage réalisé en 1996 en Martinique.

•Constat d’un vieillissement très satisfaisant des murs

•Se végétalise rapidement en mileiu tropical

* Se dimensionnement comme un mur poids classique

* Mise en oeuvre aisée et nécessitant des moyens techniques limités

PNEUSOL DE SOUTENEMENT : Conclusion

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