Aurélie Bozonnet Nicolas Martin Louis Vigneron Julien Weber 14/04/08 PROJET DE GÉNIE CIVIL 1

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Réalisation d’une paroi moulée 14/04/08 Réalisation d’une paroi moulée Définition Ouvrage en béton armé réalisé par moulage de béton dans une tranchée ouverte au sein du sol Le processus PROJET DE GÉNIE CIVIL 4

Première Contrainte: Solution: Intérêts: 14/04/08 La perforation Première Contrainte: La verticalité Solution: Utilisation de murettes guides en béton armé Intérêts: - Protection des bords supérieurs de la fouille - Soutènement des parties hautes PROJET DE GÉNIE CIVIL 5

Seconde Contrainte: Solution: 14/04/08 La perforation Seconde Contrainte: Passage des horizons durs Solution: Utilisation d’une benne preneuse PROJET DE GÉNIE CIVIL 6

Assure le soutènement des parois de l’excavation 14/04/08 Mise en place de la boue bentonitique Intérêt: Assure le soutènement des parois de l’excavation Principe: Essorage sur la paroi poreuse Formation d’une pellicule d’argile (=cake)‏ Formation d’un gel au repos Assure une poussée suffisante pour la stabilité des parois PROJET DE GÉNIE CIVIL 7

Présence de particules fines du sol dans la boue 14/04/08 Mise en place de la boue bentonitique Risque: Présence de particules fines du sol dans la boue Solutions: Mise en circulation de la boue dans un circuit de purification Sondage pour vérifier la présence de dépôts PROJET DE GÉNIE CIVIL 8

Données techniques conseillées: 14/04/08 Positionnement des cages d’armature Elles sont placées dans la boue avant le bétonnage Contraintes: - Résistance à la pression du béton Passage du béton dans l’ensemble du volume de la fouille - Positionnement précis Solution: Utilisation de galets de guidage Données techniques conseillées: Espacement minimal entre les armature de 15cm [Granulats <20mm] - Enrobage minimal de 70 mm - Enrobage optimal de 90 mm PROJET DE GÉNIE CIVIL 9

Effectué au tube plongeur depuis le bas vers le haut 14/04/08 Bétonnage Effectué au tube plongeur depuis le bas vers le haut Contrôle: Mesure du rapport: Volume de béton mis en œuvre Hauteur de béton PROJET DE GÉNIE CIVIL 10

Succession de panneaux de largeur comprise entre 5 et 8 m 14/04/08 Obtention d’un voile continu Succession de panneaux de largeur comprise entre 5 et 8 m Exécution: PROJET DE GÉNIE CIVIL 11

Obtention d’un voile continu 14/04/08 Obtention d’un voile continu PROJET DE GÉNIE CIVIL 12

Extrémité en cours de durcissement non 14/04/08 Mise en place alternée Avantage: Extrémité en cours de durcissement non altérée par l’excavation du panneau suivant Inconvénients: Etanchéité des joints -Problème de contournement - Risque de piège à boue Fragilisation du béton PROJET DE GÉNIE CIVIL 13

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Le terrain: Données géologiques: 14/04/08 Données du problème Le terrain: Terrain naturel pente 5% Nappe pente 2% Données géologiques: Epaisse formation de sable Intercalaires argileux PROJET DE GÉNIE CIVIL 15

Modélisation des effets de l’eau: Charges d’exploitation: 14/04/08 Données du problème Modélisation des effets de l’eau: Risque d’affouillement maximal de 0,5m Houle d’amplitude 0,5m Charges d’exploitation: q = 20kN/m2 Modélisation: H1 = 0,9m H2 = 0,6m H3 = 3,5m a PROJET DE GÉNIE CIVIL 16

Caractéristiques géotechniques du sol: Premières hypothèses: 14/04/08 Données du problème Caractéristiques géotechniques du sol: Nature du terrain : sable épais Poids volumique sec : γ = 18 kN/m3 Poids volumique saturé γsat = 20kN/m3 Poids volumique de l’eau γw = 10 kN/m3 Coefficient de poussée: ka = 1/3 Coefficient de butée: kp = 3 a Premières hypothèses: - Plan d’eau au repos Pas d’affouillement PROJET DE GÉNIE CIVIL 17

Charge d’exploitation: 14/04/08 Evaluation des contraintes et des moments résultants H1 = 0,9m Charge d’exploitation: Force: F1 = ka . q . (H1+H2+H3+a)‏ Moment: M1 = F1 . (H1+H2+H3+a)/2 H2 = 0,6m H3 = 3,5m a a PROJET DE GÉNIE CIVIL 18

a a Evaluation des contraintes et des moments résultants 14/04/08 Evaluation des contraintes et des moments résultants H1 = 0,9m Poids du terrain sec: Force: F2 = ka . γ . H1²/2 Moment: M2 = F2 . (H1/3+H2+H3+a)‏ H2 = 0,6m H3 = 3,5m a a PROJET DE GÉNIE CIVIL 19

Poids du terrain sec (2): 14/04/08 Evaluation des contraintes et des moments résultants H1 = 0,9m Poids du terrain sec (2): Force: F3 = ka . γ . H1 . (H2+H3+a)‏ Moment: M3 = F3 . (H2+H3+a)/2 H2 = 0,6m H3 = 3,5m a a PROJET DE GÉNIE CIVIL 20

Poids du terrain mouillé: 14/04/08 Evaluation des contraintes et des moments résultants H1 = 0,9m Poids du terrain mouillé: Force: F4 = ka(γ sat-γw)(H2+H3+a)²/2 Moment: M4 = F4 . (H2+H3+a)/3 H2 = 0,6m H3 = 3,5m a a PROJET DE GÉNIE CIVIL 21

Poids de l’eau (sans compter les efforts 14/04/08 Evaluation des contraintes et des moments résultants H1 = 0,9m Poids de l’eau (sans compter les efforts qui se compensent): Force: F5 = γwH2²/2 Moment: M5 = F5 . (H2/3+H3+a)‏ H2 = 0,6m H3 = 3,5m a a PROJET DE GÉNIE CIVIL 22

Poids de l’eau (sans compter les efforts 14/04/08 Evaluation des contraintes et des moments résultants H1 = 0,9m Poids de l’eau (sans compter les efforts qui se compensent) (2): Force: F6 = γwH2(H3+a)‏ Moment: M6 = F6 . (H2/3+H3+a)‏ H2 = 0,6m H3 = 3,5m a a PROJET DE GÉNIE CIVIL 23

Poids du terrain en butée 14/04/08 Evaluation des contraintes et des moments résultants H1 = 0,9m Poids du terrain en butée Force: F7 = -kp(γ sat-γw)a²/2 Moment: M7 = F7 . a/3 H2 = 0,6m H3 = 3,5m a PROJET DE GÉNIE CIVIL 24

a Evaluation des contraintes et des moments résultants Calcul de a: 14/04/08 Evaluation des contraintes et des moments résultants H1 = 0,9m Calcul de a: Résolution de ΣM = 0 Résultat: a = 7,63m H2 = 0,6m H3 = 3,5m a PROJET DE GÉNIE CIVIL 25

Prise en compte de l’affouillement 14/04/08 Evaluation des contraintes et des moments résultants H1 = 0,9m Deuxième hypothèse: Prise en compte de l’affouillement Implications: H3’ = H3 + 0,5 a’ = a - 0,5 Résultat: a = 9,17m H2 = 0,6m H’3 = 4m affouillement a’ PROJET DE GÉNIE CIVIL 26

a’ Evaluation des contraintes et des moments résultants 14/04/08 Evaluation des contraintes et des moments résultants Troisième hypothèse: Prise en compte de l’affouillement et de la houle On se place à marée basse Implications: H’2 = H2 + 0,5m H’’3 = H’3 – 0,5m Au fond: écart de pression de -γwH3/ch(2π*0,5m/H3) ≈ 0 Modification de la masse volumique de l’eau seule: γw ‘ = γwH’3/H’’ 3 H1 = 0,9m H’2 = 1,1m H’’3 = 3,5m γw ‘ affouillement a’ PROJET DE GÉNIE CIVIL 27

a' Evaluation des contraintes et des moments résultants 14/04/08 Evaluation des contraintes et des moments résultants On tient compte du poids de l’eau lorsque les poids volumiques apparents différent Résultat: a = 8,87m H1 = 0,9m H’2 = 1,1m H’3 = 3,5m γw ‘ affouillement a' PROJET DE GÉNIE CIVIL 28

a’ Evaluation des contraintes et des moments résultants 14/04/08 Evaluation des contraintes et des moments résultants Quatrième hypothèse: Prise en compte de l’affouillement et de la houle On se place à marée haute Résultat: a = 10,97m H1 = 0,9m H2 = 0,1m H’3 = 4,5m γw ‘ affouillement a’ PROJET DE GÉNIE CIVIL 29

Résultat: HAUTEUR DE LA PAROI = 18,16m 14/04/08 Evaluation de la hauteur du quai On conserve la plus grande valeur de a obtenue dans l’hypothèse 4 a = 10,97 Résultat: On prend en compte la contrebutée nécessaire: fiche = 1,2 . a = 13,16m HAUTEUR DE LA PAROI = 18,16m PROJET DE GÉNIE CIVIL 30

La paroi doit donc être conçue pour résister à ce moment maximal 14/04/08 Moment maximal exercé sur le quai En a tel que Résultat: On trouve a = 6,46m Soit un moment Mmax = 1,55MNm La paroi doit donc être conçue pour résister à ce moment maximal PROJET DE GÉNIE CIVIL 31

14/04/08 PROJET DE GÉNIE CIVIL 32

Butée du terre plein assurée par un ouvrage indépendant (talus, etc)‏ 14/04/08 Quais discontinus Dalle supportée par des pieux (ou des piles etc…) au dessus du talus délimitant le terre-plein Butée du terre plein assurée par un ouvrage indépendant (talus, etc)‏ Reprise des tractions du quai assurée par un massif d’ancrage ou des pieux inclinés PROJET DE GÉNIE CIVIL 33

Allègement de l’ouvrage 14/04/08 Quais discontinus Solution économique et sûre quand le bon sol est à une certaine profondeur : Les pieux et les piles peuvent aller au bon sol de façon assez économique Allègement de l’ouvrage En cas de mouvement du terre plein, le quai ne bouge pas PROJET DE GÉNIE CIVIL 34

Quais à piles et à voûtes 14/04/08 Quais discontinus Quais sur pieux [1] Quais danois [2] Quais à piles et à voûtes Quais à piles et à poutres PROJET DE GÉNIE CIVIL 35

Butée totale du terre plein Murs de quai massifs : 14/04/08 Quais continus Butée totale du terre plein Murs de quai massifs : Fondés en surface ou à faible profondeur Sol résistant au fond du bassin ou à quelques mètres de profondeur PROJET DE GÉNIE CIVIL 36

Quai en maçonnerie, en béton ou taillés dans les rochers 14/04/08 Quais continus Quai en maçonnerie, en béton ou taillés dans les rochers Quais en blocs arrimés (une assise en enrochements et cailloux + un empilage de blocs préfabriqués +couronnement) Quais en caissons flottés (embase en béton armé + des parois d'épaisseur voisine de 0,50 m, raidies par des cloisons + assise en enrochements et en cailloux) sont remplis de sable PROJET DE GÉNIE CIVIL 37

Avantages et inconvénients: - Corrosion - Pour les petits ports 14/04/08 Quais continus Avantages et inconvénients: - Corrosion - Pour les petits ports Quais à palplanches: Quais en rideaux plans : poutres métalliques enclenchées les unes dans les autres pour former un rideau continu, le rideau principal étant ancré sur un rideau arrière de moindre importance Gabions : les palplanches forment des enceintes emplies de remblai Rideaux plans par rapport aux gabions = solution économique et rapide, avec une faible superstructure mais moins sur et nécessitant un terrain plus consistant PROJET DE GÉNIE CIVIL 38

Organisation générale de l’exploitation 14/04/08 Comment choisir? Critères : Organisation générale de l’exploitation Prix de revient et d’exploitation Terrain de fondation Situation des fonds Situation du port PROJET DE GÉNIE CIVIL 39

Déblai plutôt que remblai (sauf à Rouen)‏ 14/04/08 Raisons de notre choix Déblai plutôt que remblai (sauf à Rouen)‏ Ouvrages de dimensions supérieures à celles des ouvrages en palplanches Ouvrages peu déformables Perforation quasiment toujours possible avec les outils de perforation PROJET DE GÉNIE CIVIL 40

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Etude géotechnique préalable 14/04/08 Etude géotechnique préalable Essais de résistance au cisaillement par boîte de cisaillement direct ou appareil triaxial => pour éviter un glissement global du soutènement => pour dimensionner les tirants à placer Essai de résistance des tirants On peut utiliser un ConePenetration Test => permet de déterminer la nature du sol: - argileux - sableux Usuellement: Angle de frottement interne Cohésion Sable 30-40° Nulle Argile ≈ 25° Faible PROJET DE GÉNIE CIVIL 42

Choix des matériaux de construction 14/04/08 Choix des matériaux de construction Acier des armatures: conforme à la norme EN 10080 Bétons conforme aux directives BAEL 91 et ENV 206 et à la norme NFP 18305 Ciments « prise mer » obligatoire (Norme NFP 15317)‏ Dosage du ciment = kg de ciment par m3 de béton = C = 700/D^(1/5)‏ On prendra C= 350kg/m3 minimum PROJET DE GÉNIE CIVIL 43

Problèmes d’étanchéité des joints qui fragilise l’ouvrage 14/04/08 Joints Problèmes d’étanchéité des joints qui fragilise l’ouvrage Utilisation de joints à clavette pour assurer une meilleure étanchéité Hydrofraise, qui réalise à la fois: la perforation, l’extraction des matériaux et les joints entre panneaux. PROJET DE GÉNIE CIVIL 44

- actif: mis en tension de manière contrôlée 14/04/08 Tirants d’ancrage Dispositifs actifs ou passifs destinés à reprendre des efforts transversaux exercés par la poussée du sol et de l’eau sur la paroi moulée. - actif: mis en tension de manière contrôlée - passif: mis en tension par l’ouvrage Dimensionnement: Actif => essais de résistance et utilisation des caractéristiques pressiométriques Passif => calcul de résistance du corps d’ouvrage à partir de la résistance au cisaillement (cohésion c, angle de frottement φ)‏ Longueur du tirant => analyse de stabilité Prise en compte des efforts de flexion dus au tassement du sol PROJET DE GÉNIE CIVIL

Armature constituée de barres, fils ou torons 14/04/08 Tirants d’ancrage Paroi moulées: utilisation de dispositifs à frottement, constitués par des scellements injectés dans le sol au coulis ou au mortier Armature constituée de barres, fils ou torons PROJET DE GÉNIE CIVIL

Contrôles pendant la construction 14/04/08 Contrôles pendant la construction Implantation d’inclinomètres pour mesurer les déformations: - de la paroi - du terrain - du rideau d’ancrage Dispositions de piézomètres pour suivre l’évolution de la nappe avec des capteurs de pression Déplacement de l’ouvrage vers la partie en eau Ordre de grandeur à déterminer => constitue un état de limite de service PROJET DE GÉNIE CIVIL