Fonçage de palplanches assisté par jet

Jet d'eau comme aide à l'installation de palplanches

Bien que le fonçage de palplanches assisté par jet soit une technique connue, les résultats obtenus sont trop souvent gardés confidentiels ou perdus dans les profondeurs insondables des projets archivés. Comme les informations ne sont généralement pas suffisamment rendues publiques, cette technique ne bénéficie pas de l'attention qu'elle mérite et, lorsqu'elle est utilisée, les méthodes ont tendance à être spécifiques à chaque entrepreneur, sans tenir compte des résultats de recherches plus larges et de l'expérience d'autres acteurs.

Cette brochure a pour seul objectif de rendre publics les résultats d'expériences menées à l'initiative d'ArcelorMittal en France, qui viennent corroborer des études antérieures réalisées par des experts en géotechnique en Allemagne, afin de dissiper les doutes que pourraient avoir les maîtres d'ouvrage et les concepteurs à l'égard de cette technique et de mettre en évidence quelques lignes directrices de base à l'intention des entrepreneurs.

Les questions que se posent les gens au sujet du fonçage de palplanches assisté par jet sont les suivantes

  • Quels sont les avantages de cette technique ?
  • Quels types de sols conviennent à cette technique ?
  • Quels sont les principes d'optimisation de la technique de jet pour différents types de sols ?
  • Que se passe-t-il au niveau du sol environnant ?

L'article « Fonçage de palplanches assisté par jet » reproduit ci-dessous a été présenté lors de la 9e Conférence internationale sur les pieux et les fondations profondes qui s'est tenue à Nice en juin 2002*.

Il résume les résultats d'essais instrumentés réalisés entre 1998 et 2001 sur quatre sites présentant des conditions géologiques différentes :

  • argile à Mittersheim, dans l'est de la France
  • gravier à Strasbourg, près du Rhin
  • sable et gravier à Lyon
  • molasse à Toulouse.

* Modification rédactionnelle mineure en décembre 2013

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en Anglais AMCRPS_Jetting_Assisted_Sheet_Pile_Driving_GB.pdf de Allemand AMCRPS_Rüttelspülverfahren_beim_Einbringen_von_Spundbohlen.pdf fr Français AMCRPS_Lançage_technique_aide_mise_en_oeuvre.pdf
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Depuis 1997, ArcelorMittal, en partenariat avec le Laboratoire Central des Ponts et Chaussées et le Laboratoire Régional des Ponts et Chaussées de Strasbourg, mène une vaste étude visant à qualifier et quantifier l'amélioration que le jet grouting peut apporter au fonçage vibratoire des palplanches et à comprendre son effet sur le sol environnant.

Les tuyaux rigides en acier sont généralement soudés au pieu et reliés aux pompes de jet par des flexibles. Le jet d'eau fluidifie le sol, réduisant ainsi la résistance à la pénétration de la pointe du pieu pendant le fonçage.

Dans certaines conditions de sol, l'eau s'écoulant le long du pieu agit comme un lubrifiant et peut réduire le frottement de surface. Le jet d'eau permet de foncer avec succès des palplanches dans des sols denses. Il accélère généralement la mise en place des pieux et réduit les vibrations induites, sans endommager les pieux.

La photo 1 montre les jets sortant des tuyaux au pied du pieu. Elle a été prise lors d'un essai de fonctionnement du jet, avant le fonçage.

Caractéristiques du site

Le sol à Mittersheim était argileux, légèrement surconsolidé au-delà d'une profondeur de 5 m, ce qui a nécessité l'utilisation d'un marteau de battage lourd au-delà d'une profondeur de pénétration de 6 m.

La consistance du sol était moyenne à bonne, avec les caractéristiques suivantes :

  • pι* = 0,6 à 2,5 MPa
  • wι = 50 % à 60 %, Iρ = 20 à 35
  • φ = 25° à 30° avec c’ = 0 à 20 kPa.

Configurations étudiées

Les configurations suivantes ont été étudiées :

  • Palplanches AZ 18 et L 3S, longueur 9 m, enfoncées en palplanches doubles ;
  • 2, 4 ou 5 jets par palplanche double ;
  • extrémité de la gicleuse ouverte ou jet dirigé.

Toulouse

Caractéristiques du site

Le deuxième essai concernait des matériaux rhénans très perméables (gravier de 0 à 60 mm avec quelques galets > 100 mm, mal calibrés, sans sable fin, recouverts de limon local qui a été retiré du site d'essai).

Les propriétés mécaniques étaient médiocres

(2,0 MPa < pι* < 4,7 MPa).

La nappe phréatique se trouvait à 1,30 m sous le niveau du sol.

Dans ces conditions, l'essai visait à déterminer si le temps d'installation et les vibrations pouvaient être réduits.

Un essai préliminaire avait montré que le fonçage par vibration standard seul était possible.