Murs de soutènement du type 'soil mix' 2010/03.03

CT Gros ŒuvreTraditionnellement utilisés dans notre pays pour la réalisation d'ouvrages de soutènement, les rideaux de palplanches, les rideaux de pieux et autres parois berlinoises se voient, depuis le début des années 2000, ravir une part du marché par la technique dite des parois du type 'soil mix'.
Fig. 1 Mur de soutènement en sol traité.
Fig. 1 Mur de soutènement en sol traité.
La technique des parois du type 'soil mix' consiste à malaxer le sol en place avec un liant à base de ciment en vue de constituer un soutènement qui, selon le système utilisé, peut prendre la forme de colonnes cylindriques ou de panneaux parallélépipédiques. Ces colonnes ou ces panneaux sont juxtaposés, mais également intersectés (cf. figure 1) de manière à former un rideau parfaitement continu. Avant durcissement, le 'soil mix' est lardé de profilés d'acier en H ou en I destinés à reprendre les contraintes de cisaillement et de flexion agissant sur l'ouvrage de soutènement.

Les principaux paramètres susceptibles d'influer sur la réalisation sont notamment la résistance en compression et le module d'élasticité du 'soil mix' considérés lors de la conception de l'ouvrage. Dans le cadre d'une recherche prénormative concernant les techniques de soutènement, menée avec le soutien financier du SPF Economie et du Bureau de normalisation, quelque 950 essais de compression et une centaine d'essais d'élasticité ont été réalisés sur des cylindres de 'soil mix' prélevés in situ. La procédure expérimentale établie et validée à cet effet prévoyait les étapes suivantes :
  • essais de compression (selon la norme NBN EN 206-1) sur des cylindres de 'soil mix' présentant un rapport 'hauteur/diamètre' égal à 1
  • exclusion des résultats d'essais de compression obtenus sur des échantillons comportant des inclusions de terre d'une taille supérieure à 1/6e du diamètre, à condition que ce rejet ne porte pas sur plus de 15 % d'échantillons
  • détermination du module d'élasticité statique (selon la norme NBN B 15-203) sur des cylindres de 'soil mix' présentant un rapport 'hauteur/diamètre' égal à 2
  • calcul du module d'élasticité sur la base de la déformation mesurée au cours d'une mise en charge cyclique de l'échantillon (module d'élasticité sécant).
Les essais de laboratoire ainsi réalisés ont fait apparaître que :
  • la résistance en compression du 'soil mix' présente une forte dispersion, même lorsque les échantillons ont été prélevés dans la même paroi
  • cette résistance, de l'ordre de 3 à 35 MPa, est fonction du type de sol
  • pour déterminer la résistance caractéristique en compression, il est préférable d'opter pour une distribution lognormale des valeurs individuelles plutôt que pour une distribution gaussienne
  • le module d'élasticité du 'soil mix' est environ 620 à 1460 fois supérieur à sa résistance en compression (cf. figure 2).

    Fig. 2 Comparaison entre le module d’élasticité et la résistance en compression de cylindres de ‘soil mix’ selon le procédé d’exécution.
    Fig. 2 Comparaison entre le module d’élasticité et la résistance en compression de cylindres de 'soil mix' selon le procédé d’exécution.
Le besoin d'une méthode de calcul mécanique appropriée aux ouvrages en 'soil mix' qui tienne compte de l'hétérogénéité du sol et des inclusions de terre demeure cependant entier. C'est la raison pour laquelle le CSTC a mis sur pied fin 2009 un programme de recherche complémentaire consacré aux aspects suivants :
  • détermination de la résistance en compression des ouvrages en 'soil mix' compte tenu de l'influence des inclusions de terre
  • étude de l'adhérence entre 'soil mix' et armatures d'acier
  • évaluation de la durabilité du 'soil mix'
  • examen de la perméabilité du matériau.
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P. Ganne, dr. ir., chef de projet, laboratoire 'Géotechnique et monitoring', CSTC
N. Huybrechts, ir., chef de la division 'Géotechnique', CSTC
F. De Cock, ir., Geotechnical Expert Office, Geo.be
B. Lameire, ing., Association belge des entrepreneurs de fondation (ABEF)
J. Maertens, prof. ir., K.U.Leuven