Référentiel pour le renforcement des sols par inclusions rigides

Les « Recommandations pour la conception, le dimensionnement, l’exécution et le contrôle de l’amélioration des sols de fondation par inclusions rigides » ont été publiées à la suite des travaux du Projet national Asiri (Amélioration des sols par inclusions rigides), dont les activités de recherche et d’études ont été conduites de 2005 à 2011. Luis Carpinteiro, ingénieur spécialiste du domaine des sols et des fondations à la Direction des Techniques et des méthodes de Socotec, en donne les principaux aspects.

CTB : Quelle est la raison de ce document ?

Luis Carpinteiro : Jusqu’à présent, il n’existait aucune règle dans le domaine de l’amélioration des sols par les techniques d’inclusion rigide, car aucune étude globale, comme celle menée dans le cadre de ce projet national, n’avait été conduite. Il fallait donc créer un référentiel pour ces travaux très spécialisés qui consistent à fonder des ouvrages tels que dallage, silo, réservoir, voire des bâtiments, sur un grand nombre d’inclusions rigides surmontées d’un matelas de répartition. Rappelons que les inclusions rigides sont constituées d’éléments élancés souvent cylindriques mécaniquement continus et généralement verticaux. Elles sont disposées selon un maillage régulier qui doit être adapté à la nature et à la géométrie des charges appliquées et aux conditions de sol.

CTB : Que présentent ces recommandations ?

L.C. : Leur sommaire est explicite. Ces huit chapitres, hormis celui qui rappelle les conditions du projet national, sont consacrés aux mécanismes de fonctionnement, aux modèles de calcul, à la conception, à la justification, à la reconnaissance des sols, à l’exécution de ces ouvrages, et enfin, au contrôle et à l’instrumentation.
Certaines parties sont particulièrement destinées à la conception et donc à la maîtrise d’œuvre, d’autres à l’exécution et plutôt aux entreprises. Le pivot central étant le maître d’ouvrage qui doit indiquer les conditions particulières d’utilisation de l’ouvrage (essentiellement en termes de tassements).
Les Recommandations définissent en détail les missions d’ingénierie géotechnique qui relèvent de la norme NF P 94-500 (missions G11, G12, G2, G3 et G4). Il est, par exemple, indispensable de mener une étude géotechnique de projet (missions G2) et de définir les inclusions rigides, le matelas de répartition, et les ouvrages associés (dallage, radier ou semelles superficielles). Tout cela est nécessaire pour l’établissement des dossiers de consultation des entreprises.
De même, lorsque le marché est passé, une supervision géotechnique d’exécution (relevant de la mission G4 qui est propre à la maîtrise d’œuvre) sera indispensable pour valider la conformité de l’ouvrage aux spécifications imposées par les documents particuliers du marché.
Quant à l’entreprise, elle entrera dans le cadre d’une mission G3 pour l’établissement de l’étude géotechnique d’exécution et du suivi géotechnique d’exécution. Un volet important est consacré au programme des investigations géotechniques, à partir desquelles les justifications pourront être établies.
Les exigences relatives à la justification des inclusions rigides sont variables en fonction de leur raison d’être. Lorsque les inclusions rigides sont nécessaires à la stabilité et à la portance de l’ouvrage, elles relèvent du Domaine 1. Quand leur fonction principale est de réduire les tassements et qu’elles ne sont pas nécessaires à la justification de la stabilité ou de la portance, elles appartiennent au Domaine 2.

CTB : Le Domaine 1 est bien sûr le plus exigeant

L.C. : En effet, et dans ce cas, la vérification des états limites ultimes GEO (géotechnique) et STR (structurel) - ces termes sont définis dans l’Eurocode 7 - se fait de façon comparable aux règles en vigueur pour les fondations profondes.
Globalement, on rappellera que les règles Eurocode 7 sont ici applicables et que l’approche 2 de l’Eurocode 7 sert de cadre général à la justification des ouvrages (sauf pour le cas des remblais sur sols renforcés par inclusions rigides où l’approche 3 est plus adaptée). Plus précisément, on applique les mêmes facteurs partiels de résistance que ceux qui sont retenus pour les fondations superficielles et les fondations profondes.

CTB : Le dallage et le matelas de répartition font également l’objet de précisions

L.C. : Le DTU 13.3 traite des dallages, mais ne donne pas de spécifications pour les sols améliorés ou renforcés par inclusions rigides. Aussi, un chapitre des Recommandations est-il consacré à ce sujet. En effet, il y a une différence sensible sur le résultat de la conception selon qu’on fait appel ou non aux inclusions rigides. La méthode proposée consiste à prendre en compte des sollicitations induites par la présence des inclusions, la position des joints et la position des charges sur le dallage. La justification peut être établie, soit par une méthode enveloppe des moments additionnels, soit par une méthode alternative des coefficients de réaction.
De façon identique, le dimensionnement du matelas de répartition est pour la première fois justifié. Avant les Recommandations, il n’existait pas de règle pour établir la justification du matelas de répartition. C’est pourtant un élément important, dans la mesure où il joue un rôle de fusible entre la tête des inclusions rigides et les sous-faces des ouvrages. Il est donc impératif d’y prêter une grande attention. Les Règles Asiri apportent une information complète sur le sujet.
On notera aussi qu’elles comportent un volet sur l’exécution des ouvrages et le contrôle et l’instrumentation. Un point délicat réside, néanmoins, sur la réalisation du matelas de répartition entre la tête des inclusions et la sous-face des semelles superficielles, en raison des surfaces relativement réduites et de la profondeur nécessaire des terrassements pour encager la fondation dans le sol. Une attention particulière doit être apportée à ce type d’ouvrage dès la conception, et bien entendu, lors de la réalisation des travaux.