[PGRN] [Programme de recherche départemental]

Projet CG38 - PGRN piloté par le laboratoire 3S

Titre du projet

Ancrages en sol meuble et forte pente

Type d'aléa
Projets transversaux, communs à plusieurs risques
Années

1991-92

Mots-clés
Ouvrages de protection - Ancrages en sol meuble sur forte pente - Normalisation des essais
Champs disciplinaires
Géotechnique, géomécanique


1) Organismes et auteurs


Organisme pilote
Laboratoire 3S
Organisme(s) associé(s)
CETE de Lyon, Cemagref Nivologie
Coordonnateur
Etienne FLAVIGNY
Participants
L. GODARD (3S)
G. BRUGNOT, F. RAPIN, I. LAMOUR (Cemagref)


2) Contexte du projet


Site(s) d'étude
*
Contexte de l'étude
Ces trente dernières années ont vu en France l’accroissement de l’urbanisation en altitude, de la circulation routière des grands cols et de la fréquentation hivernale de la montagne. La protection contre les avalanches et les chutes de pierres, dont le but principal est d’assurer la protection des installations, des habitations, des voies de communication et surtout des vies humaines, est ainsi devenue un problème national. On admet mal alors que les ouvrages de protection ne soient pas dimensionnés selon des règles précises et rigoureuses.

La réalisation de certains de ces ouvrages réclamant des ancrages de plus en plus performants et de plus en plus fiables, il a été envisagé de proposer une normalisation des essais d’ancrages en terrain meuble, sur forte pente. Il est en effet apparu à tous (centres techniques, maîtres d’œuvre, entreprises) que le moyen le plus efficace pour réaliser des ancrages de qualité consistait à définir très strictement les procédures d’essais. Cette étude s’inscrit dans ce projet de normalisation.
Programme plus vaste
*
Initiation du projet
Projet initié par le PGRN
Montant du financement (k€)
16,01 k€ (105 kF = 65 kF en 1991 et 40 kF en 1992)
Part du CG38 - PGRN
50 %
(Co)-Financements
?
Appréciation du rôle du financement CG38 - PGRN
Financement du coût marginal du projet (hors salaires).


3) Objectifs, méthodes et résultats

Objectifs
Ce projet s’inscrit dans une étude pré-normative qui a pour objet :

- de recenser les différents types d’ancrages réalisés en sol meuble pour assurer la stabilité d’ouvrages paravalanches, pare-pierres ou encore de poteaux de distribution électrique, ou téléphonique, de porte-caténaires…

- de faire le point sur les études déjà réalisées sur le comportement de ces ancrages ;

- de réaliser une campagne d’essais de traction en vraie grandeur sur des pieux explosés (type d’ancrage le plus utilisé en France et le plus contraignant vis-à-vis de toute procédure d’essais envisageable, pour lequel on manque de documents théoriques et pratiques). La campagne d’essais a été envisagée en vue d’apporter certaines précisions sur le fonctionnement des ancrages passifs ponctuels dont fait partie le pieu explosé et de mettre au point une procédure d’essais.

- d’interpréter les différents résultats obtenus lors des divers essais et de tirer les conclusions nécessaires à l’élaboration de la norme recherchée.
Méthodologie
- Recensement des différents types d’ancrage : ancrages ponctuels (mécaniques, expansés, à précontrainte, pieu explosé) et ancrages répartis (crayon d’ancrage, ancrages à injection, ancrage expansé Louis Ménard, micropieu).

- Synthèse bibliographique sur le dimensionnement d’un ancrage passif ponctuel (étude probabiliste de Heimgartner, études théoriques.

- Campagne d’essais de traction de pieux explosés après détermination des facteurs d’influence qui agissent sur la tenue de l’ancrage (…).

- Interprétation des résultats en terme d’influence des différents paramètres sur la force limite d’arrachement de l’ancrage (granulométrie, compacité du sol d’ancrage, profondeur de l’ancrage, diamètre et volume du bulbe, quantité d’explosif et inclinaison de l’ancrage). Prise en compte de la zone d’influence, qui correspond à la zone de terrain subissant des déformations lorsque l’ancrage est sollicité, pour définir la longueur de la poutre à utiliser lors d’un essai de façon à ne pas le perturber.
Calcul de la force limite d’arrachement dans différents substrats (sable, moraine, alluvions, éboulis) avec différentes méthodes (Trân-Vô-Nhiêm et Martin, Rowe et Davis, Freydman et Shaham, Heimgartner, Mazzoleni et Lamour).
Résultats
Cette étude a permis de faire un pas significatif dans la connaissance du fonctionnement des pieux exposés. Les paramètres qui influent de façon significative sur la capacité de l’ancrage sont la profondeur de l’ancrage, la nature et la compacité du sol.

A partir de cette constatation, une méthode de calcul de la force limite d’arrachement, qui permet de retrouver les résultats obtenus dans le sable, a été établie. La méthode est moins bien adaptée aux autres matériaux. On utilisera alors préférentiellement la méthode de calcul de Heimgartner.

L’ensemble des essais et des résultats permettra d’une part de dimensionner les ancrages en sol meuble, et d’estimer leur force limite d’arrachement lorsque les caractéristiques du sol sont connues, et d’autre part, de définir une procédure d’essais en vue de la normalisation des essais d’ancrages en sol meuble et sur forte pente.


4) Débouchés du projet

Utilisateurs finaux potentiels
Centres techniques et entreprises réalisant des ancrages en sol meuble
Production scientifique
- Production de connaissances pratiques / opérationnelles
Produits délivrables
- Norme française AFNOR : NF P 95-301.
- Chapitre 5 du guide Cemagref.
Partenariats

??? (à préciser)

- Préexistant
- Initié par ce projet
- Qui se poursuit

Retombées du projet
- Normalisation des essais d’ancrages en sol meuble et sur forte pente : norme française AFNOR : NF P 95-301.
- Chapitre 5 du guide technique Cemagref.


5) Valorisation du projet

Publications et communications

- Chapitre 5 du guide Cemagref :
VECCHIO Pierre Yves, RAPIN François, 2004 - Protection contre les risques naturels, ancrages passifs en montagne : conception, réalisation, contrôle. Guide technique, 148 p. [pdf]

- Article Hamburg (à préciser)

Pages Web
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