Impact de la sécheresse sur les constructions

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Marie-Christine Larivière
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1 Impact de la sécheresse sur les constructions ANR-ARGIC - Prévention et Traitement des dommages Synthèse des travaux des partenaires de l axe A Jean-Bernard KAZMIERCZAK 1 / 17

2 Contenu de l exposé 1 Prévention des effets du retrait et du gonflement Reconnaitre et caractériser le sol de fondation Limiter (ou réduire) l amplitude du phénomène dans le sol Limiter (ou réduire) la transmission du RG vers la structure Améliorer la résistance des structures pour s opposer aux différents mécanismes de rupture 2 Traitement des dommages Confortement des fondations et des dallages Actions sur la structure Intervention sur l environnement Simple rebouchage des fissures 3 Perspectives 2 / 17

Prévention des effets du retrait et du gonflement Point d entrée : Connaissance du contexte géologique et géotechnique 2 niveaux : Etudes courantes ou approfondies 1 er étape : Réaliser une synthèse

3 Prévention des effets du retrait et du gonflement Point d entrée : Connaissance du contexte géologique et géotechnique 2 niveaux : Etudes courantes ou approfondies 1 er étape : Réaliser une synthèse des données existantes (carte géologique, carte d aléa RG, sondages existants, etc ) 2 éme étape : Identifier la lithologie, l épaisseur des couches, les variations (sondages tarières ou pelle) 3 éme étape : Prélèvement d échantillons intacts et réalisation d essais de laboratoires -> Axe B - Présentation B3 Mise à jour : 27/11/ / 17

4 Prévention des effets du retrait et du gonflement Distance minimale (BRGM) et écran anti-racines (CEBTP) Gestion météorique (CEBTP) et trottoir périphérique (BRGM) Couche drainante entre deux filtres alimentés par un réseau d eau pluviale (LGCIE-INSA Catherine POTHIER) 4 / 17

5 Zoom sur l expérimentation réalisée au LGCIE 5 / 17

6 Zoom sur l expérimentation réalisée au LGCIE 6 / 17

7 Prévention des effets du retrait et du gonflement Localisation et architecture (CSTB) Sous-sol total et fondations profondes Joints verticaux 7 / 17

8 Prévention des effets du retrait et du gonflement -> Présentation A3 Bloc rigide BA? ou Construction «classique» selon les règles? Dispositions communes à respecter Dalle fondation en demi-gaufre (JL Briaud) 8 / 17

Zoom sur la dalle fondation en demi-gaufre Calculs aux éléments finis - Plaxis v8 Habitation type maison individuelle; Déplacement maximum de 2,5 cm imposé dans le sol sous la partie droite ; Modèle

9 Zoom sur la dalle fondation en demi-gaufre Calculs aux éléments finis - Plaxis v8 Habitation type maison individuelle; Déplacement maximum de 2,5 cm imposé dans le sol sous la partie droite ; Modèle de comportement : Elastique + Interface de type Mohr-Coulomb; Chargement 25 kpa uniforme; Différents radiers classiques testés : plat 15 cm; plat 25 cm; plat 50 cm plat 100 cm; demi-gaufre : hauteur totale 80 cm avec poutres croisées de 20 cm d épaisseur, espacées dans les deux directions de 1 m et dalle supérieure de 20 cm (Béton Haute Performance). Déplacement (m) Déplacement vertical du radier Rupture de pentes pour les radiers plats classiques de 15, 25 et 50 cm. Position (m) Radier de 0.15 m Radier de 0.25 m Radier de 0.5 m Radier de 1 m Radier gaufre Décollement Fondation/Sol RG équivalent à radier plat de 1 m mais 2x moins de béton. Ils suivent le mouvement du sol. 9 / 17

Contenu de l exposé 1 Prévention des effets du retrait et du gonflement Reconnaitre et caractériser le sol de fondation Limiter ou réduire l amplitude du phénomène dans le sol Limiter ou réduire la

10 Contenu de l exposé 1 Prévention des effets du retrait et du gonflement Reconnaitre et caractériser le sol de fondation Limiter ou réduire l amplitude du phénomène dans le sol Limiter ou réduire la transmission du RG vers la structure Améliorer la résistance des structures pour s opposer aux différents mécanismes de rupture 2 Traitement des dommages Confortement des fondations et des dallages Actions sur la structure Intervention sur l environnement Simple rebouchage des fissures 3 Perspectives Choix du traitement, (qui peut être multiple) nécessite un diagnostic géotechnique et dépend des caractéristiques du sol, de l état de la structure et des conditions d environnement. 10 / 17

11 Traitement des dommages Confortement des fondations Par plots jointifs Par plots discontinus Par micropieux Par injection Limitation de l effet du RG sur les structures (Polyane ou vide) Reprise en SO par un massif en béton Reprise en SO par puits et poutres Confortement au niveau des dallages Par picots Par réalisation d un plancher porté Par isolation du vide sanitaire (Polyane) Reprise en SO par série de micropieux Reprise en SO par pieux et poutres 11 / 17

Traitement des dommages Actions sur la structure Rigidification : longrine de ceinturage (soubassement et plancher haut) Cerclage par câbles ferraillage complémentaire enrobé Tirants traversants, etc

12 Traitement des dommages Actions sur la structure Rigidification : longrine de ceinturage (soubassement et plancher haut) Cerclage par câbles ferraillage complémentaire enrobé Tirants traversants, etc Joints de rupture : impératif lorsqu une reprise en sous-œuvre partielle est réalisée Dissocier complètement les deux zones par sciage Renforcement du mortier Reprise des fissures par couturage (agrafes métalliques, mortier sans retrait) Barre torsadée en acier inox 12 / 17

Traitement des dommages Intervention sur l environnement Collecte et évacuation des eaux de toiture Vérification de l étanchéité des réseaux Mise en œuvre

13 Traitement des dommages Intervention sur l environnement Collecte et évacuation des eaux de toiture Vérification de l étanchéité des réseaux Mise en œuvre d un trottoir périphérique Protection vis-à-vis des végétaux Rebouchage des fissures sans renforcement Uniquement si les mouvements sont stabilisés 13 / 17

14 Quoi de neuf par rapport aux mesures «classiques» préconisées dans le cadre des PPRN? Reconnaissances et caractérisation des sols Interaction sol-végétaux -atmosphère Maitrise des variations hydriques du sous-sol Type, profondeur, nature des fondations Prévention Axe B Axe C X X Traitement Axe B Axe C Actions sur la structure X? X Sources : BRGM INSA - LGCIE INERIS INERIS LCPC 14 / 17

15 Perspectives 1/2 1 Points non élucidés La MISS semble montrer que le «strict respect» des règles de construction pourrait suffire. Questions : Effets du vieillissement des matériaux et des cycles de RG sur la structure? Profondeur et amplitude des sollicitations liées aux sécheresses à venir? Impact du Changement Climatique sur les structures non encore affectées? Sollicitations horizontales? Nécessité de passer à des moyens plus lourds (Cave systématique, fondation gaufre, disposition maitrise w%)? 2 Projets INERIS en cours Programme de recherche sur le RG. Utilisation du MEBE pour mieux comprendre les mécanismes (recréer des cycles de RG sur argile in situ) et envisager une transition entre le comportement microscopique et le comportement à l échelle de l ouvrage. Programme de recherche sur l interaction Sol-Structure. Comprendre les mécanismes d interaction pour optimiser les moyens de protection et de dimensionnement de structures. 15 / 17

Perspectives 2/2 Améliorer la connaissance de la relation entre le comportement microscopique et le comportement à l échelle de l ouvrage à l aide du Microscope Electronique à Balayage

16 Perspectives 2/2 Améliorer la connaissance de la relation entre le comportement microscopique et le comportement à l échelle de l ouvrage à l aide du Microscope Electronique à Balayage Environnemental. Prise en compte des différents niveaux structuraux et texturaux de l argile. Utiliser le simulateur de mouvements de terrain (modèle physique réduit) pour mieux comprendre le comportement des structures sous sollicitation de Retrait et de Gonflement. Contrôle des mouvements et des cycles. 16 / 17

17 LA solution à tous les problèmes de retrait et de gonflement! Merci de votre attention. 17 / 17

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