L'utilisation de pieux courts rigides

Introduction

L'utilisation de pieux courts rigides est économique pour

de nombreux types d'ouvrages, tels que les appuis de

lignes de transport électrique, les appuis de canalisations

dans les entreprises industrielles, les conduites d'eau

chaude, les oléoducs et gazoducs des plates-formes d'exploitation

pétrolière sur le plateau continental, les

poteaux des réseaux d'éclairage, de téléphone et d'électricité,

les appuis des silos et bâtiments agricoles, les

ouvrages de soutènement, les cheminées, les mâts, etc.

Ces pieux restent rigides et ne se déforment pas sous les

charges auxquelles ils sont soumis.

Toutefois, malgré la simplicité apparente du comportement

de ces pieux, i l existe beaucoup de points obscurs

et même de sujets de débats dans la description du

mécanisme d'interaction du pieu et du sol. De nombreux

modèles ont, en effet, été proposés pour décrire le comportement

du sol de fondation et son interaction avec le

pieu et l'insuffisance des études expérimentales n'a pas

permis de classer dans l'absolu les capacités de tous ces

modèles.

Cet article passe en revue les modèles de calcul qui ont

été développés pour les pieux infiniment rigides sous

charge horizontale et décrit une nouvelle méthode de

calcul non linéaire, fondée sur l'analyse des données

expérimentales obtenues lors d'essais de chargement en

vraie grandeur et applicable dans le cas général des

pieux infiniment rigides soumis à l'action de forces horizontales.

Cette méthode de calcul peut être étendue au

cas des charges quelconques (forces inclinées et

moments).

Modèles de calcul

de l'interaction sol-pieu

Le calcul des pieux sous charges horizontales est

l'un des problèmes les plus compliqués de la

mécanique des sols. La complexité du mécanisme

d'interaction du pieu et du sol, l'impossibilité

d'observer visuellement le comportement

des pieux lors du chargement, l'absence dans

certains cas d'instruments de mesure des paramètres

nécessaires et la grande complexité de

l'exécution des études expérimentales ont

influencé à l'évidence les méthodes d'étude du

fonctionnement des pieux sous charge horizontale

: les études consacrées à ce problème ont

accordé une grande place à la modélisation du

fonctionnement des pieux en laboratoire et à des

développements théoriques fondés sur des hypothèses

ou des modèles mécaniques variés, et les

études expérimentales sur le terrain sont restées

peu nombreuses.

Néanmoins, les recherches effectuées ont permis

de prévoir une partie importante des phénomènes

qui se produisent dans le pieu et dans le sol et

d'approcher d'assez près, dans de nombreux cas,

leur fonctionnement réel.

Les méthodes de calcul actuelles s'appuient sur

trois principaux modèles mécaniques du sol de

fondation :

>~ la théorie de l'équilibre limite (pousséebutée),

s»- la théorie de l'élasticité,

*- la théorie des déformations locales (coefficients

de réaction), fondée sur les idées de

Winkler.

Théorie de l'équilibre limite

Les études du fonctionnement des pieux exécutées

en laboratoire, sur des modèles placés dans

des cuves de sable, ont conduit à des schémas de

calcul des pieux infiniment rigides utilisant la

théorie des équilibres limites de poussée et de

butée.

Dans cette approche, le pieu soumis à une charge

horizontale subit une rotation dans le massif de

sol par rapport à un certain point, en provoquant

une réaction du sol. On admet que, sur la face

frontale du pieu, le sol résiste par butée à la rotation

du pieu, avec une pression de :

et que, sur la face opposée, s'exerce une poussée

égale à :

La résistance totale du sol (sec) à la rotation du

pieu est pour cette raison prise en général

...