Brevet FR2969672A1 — publié le 20120629

La présente invention a pour objet un procédé de renforcement de la résistance au renversement d'une structure de fondation, et une structure de renforcement correspondante. La présente invention est particulièrement adaptée au renforcement de la résistance au renversement des fondations d'un pylône, notamment mais non exclusivement un pylône électrique pour lignes électriques à haute tension. Plus particulièrement, la présente invention est adaptée pour le renforcement des fondations d'un pylône monopode, lesquelles fondations comprennent un seul massif, typiquement en forme de parallélépipède ou de cylindre, enfoui en tout ou partie dans le sol. L'embase du pylône est fixée à des ferrures ancrées dans le massif de fondation. La présente invention est notamment adaptée au confortement de fondations existantes. Les fondations d'un pylône monopode sont dimensionnées pour éviter le basculement sous l'action de couples dus notamment aux forces du vent. Leur dimensionnement est réalisé en tenant compte des données météorologiques concernant les vents dominants, des conditions d'exploitation du pylône (poids des câbles dans le cas d'un pylône électrique), des caractéristiques du sol, etc. Des modifications dans l'un ou plusieurs de ces paramètres au cours du temps peuvent entraîner un déficit de résistance des fondations du pylône, notamment de leur résistance au renversement. Ce déficit de résistance peut mettre la structure en péril, notamment en cas de fortes bourrasques de vent. Un déficit de résistance peut aussi résulter de l'évolution des paramètres réglementaires, et notamment de la modification des règles de calcul pour prendre en compte des cas de calcul plus sévères (par exemple des rafales de vent lors d'une tempête). La seule solution connue actuellement pour renforcer la résistance au renversement d'une structure de fondation est la mise en place de micropieux dans le sol. Mais cette technique, compliquée à mettre en oeuvre, est couteuse. Un premier objet de la présente invention est donc de fournir un procédé de renforcement de la résistance au renversement d'une structure 35 de fondation au moins partiellement enfouie dans le sol, notamment un massif de fondation d'un pylône monopode, qui soit simple à mettre en oeuvre et peu onéreux. Dans ce but, le procédé selon la présente invention comprend au moins la succession d'étapes suivante : on découpe le sol pour réaliser au moins une tranchée verticale qui s'étend depuis un bord latéral de la structure de fondation, de sorte que le tracé de la tranchée n'intersecte pas ladite structure de fondation, et on remplit le volume de ladite tranchée avec un matériau comprenant au moins un liant hydraulique, de manière à former une paroi adjacente à ladite structure sans reposer verticalement sur ladite structure. La paroi ainsi réalisée constitue, pour la structure de fondation, une structure de renforcement omnidirectionnel à l'égard du renversement. En raison du frottement avec le sol qui l'entoure, la paroi forme une butée qui vient renforcer efficacement l'effet de butée naturel du sol situé autour de la structure. Le procédé selon la présente invention est donc un procédé de confortement d'une structure de fondation par création de contreforts. Selon un exemple avantageux de mise en oeuvre, le matériau avec lequel on remplit le volume de la tranchée, est obtenu en mélangeant du sol en place dans la tranchée avec le liant hydraulique. Cette technique est parfaitement connue en soi sous le nom de « soil mixing ». Elle consiste à réutiliser le sol découpé dans une tranchée en le mélangeant avec un liant de type convenable pour obtenir une paroi définie par la forme de la tranchée. On utilise pour cela un outil de forage et malaxage connu par ailleurs. La technique du « soil mixing » est avantageuse sur le plan économique, puisque le sol en place est réutilisé directement dans l'ouvrage, sans nécessité d'extraction et de traitement préalable. Elle permet de diminuer le volume des matériaux à transporter sur site, ce qui réduit les coûts liés aux matériaux et à leur transport. Dans le même temps, on diminue également le volume des déblais à évacuer, ce qui permet d'accélérer le processus de construction, et de réduire encore les coûts et les contraintes de transport. Selon une disposition avantageuse de l'invention, l'extrémité supérieure de la paroi est située sous la surface du sol, de telle manière que l'on puisse recouvrir la paroi d'un remblai et redonner au sol son aspect et sa fonction (de terre cultivée par exemple) initiale. Pour cela, selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention, on réalise, préalablement à la réalisation de la tranchée, une prétranchée matérialisant l'implantation souhaitée pour la paroi, la prétranchée présentant une hauteur sensiblement inférieure à celle de la tranchée. Selon un exemple de mise en oeuvre, on introduit du liant hydraulique dans la prétranchée, et on creuse la tranchée tout en mélangeant le matériau du sol avec le liant contenu dans la prétranchée. Cette technique, décrite en détail dans la demande de brevet FR 2 879 632, permet de réduire le coût de réalisation de la paroi et d'améliorer les qualités du mélange entre le liant et le sol excavé. La prétranchée constitue une sorte de confinement du liant qui sera plus facilement entraîné par les outils de la trancheuse lors de l'opération de découpe du terrain et de mélange du sol excavé avec le liant. Par ailleurs, comme la prétranchée reste remplie pendant l'étape de découpage de la tranchée, on évite les éboulements. Selon une disposition avantageuse, on remplit la prétranchée avec un matériau de remblai, notamment de la terre végétale, de manière à enfouir la paroi. Si nécessaire, on retire préalablement les matériaux résiduels contenus dans la prétranchée. Les terrains attenants à l'ouvrage peuvent ainsi être rendus à leur exploitant. Selon un autre exemple, on réalise plusieurs parois réparties autour de la structure de fondation. On obtient ainsi une homogénéité des contraintes appliquées sur la structure. Selon un autre exemple, la tranchée est réalisée de manière à s'étendre selon une direction sensiblement perpendiculaire au bord latéral de la structure de fondation. Selon un autre exemple, pour réaliser la tranchée, on découpe le sol jusqu'à une profondeur supérieure à la profondeur maximale de la structure de fondation. Un deuxième objet de la présente invention est de fournir une structure de renforcement de la résistance au renversement d'une structure de fondation au moins partiellement enfouie dans le sol, notamment un massif de fondation d'un pylône monopode. La structure de renforcement selon la présente invention comprend au moins une paroi s'étendant depuis un bord latéral de la structure de fondation sans que son tracé n'intersecte ladite structure de fondation, de sorte qu'elle ne repose pas verticalement sur ladite structure. Selon un exemple, la paroi est réalisée dans un matériau comprenant au moins en partie un liant hydraulique, par exemple de la chaux ou un ciment convenable. Selon un exemple de réalisation, la structure de renforcement comprend plusieurs parois régulièrement réparties autour de la structure de fondation. Selon un exemple de réalisation, la paroi s'étend selon une direction sensiblement perpendiculaire au bord latéral de la structure de fondation. Selon un autre exemple, la profondeur maximale de la paroi est supérieure à la profondeur maximale de la structure de fondation. Plusieurs exemples ou modes de réalisation sont décrits dans le présent exposé. Sauf précision contraire, les caractéristiques décrites en liaison avec un exemple ou un mode de réalisation quelconque peuvent être appliquées à un autre exemple ou mode de réalisation. L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux, à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation représentés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 illustre un massif de fondation d'un pylône monopode, conforté au moyen d'une structure de renforcement selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; les figures 2A à 2F sont des vues en coupe selon II-II de la figure 1, à différentes étapes de réalisation de la structure de renforcement ; en particulier, la figure 2A montre le massif de fondation à l'état initial ; - la figure 2B illustre la réalisation de la prétranchée ; la figure 2C illustre le remplissage de la prétranchée avec un liant hydraulique ; - la figure 2D illustre la réalisation de la tranchée ; la figure 2E illustre le curage de la prétranchée ; la figure 2F montre le massif de fondation, une fois la structure de renforcement achevée ; la figure 3 illustre un massif de fondation d'un pylône monopode, conforté au moyen d'une structure de renforcement selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention. La figure 1 montre les fondations 12 d'un pylône monopode 10 adapté pour le support de lignes électriques, ainsi qu'une structure de renforcement 20 selon un premier mode de réalisation de la présente invention, destinée à augmenter la résistance au renversement de ces fondations 12 et donc du pylône 10. Les fondations 12 du pylône 10 comprennent un massif en béton partiellement enterré dans le sol 14, dans lequel sont ancrées des ferrures (non représentées) auxquelles est fixée l'embase du pylône 10. On notera que, dans d'autres exemples de réalisation, le massif en béton 14 peut être entièrement enterré dans le sol, ou encore, sa face supérieure peut être située sensiblement au niveau du terrain naturel. La structure de renforcement 20 selon le présent exemple est constituée de huit parois 16a à 16h s'étendant orthogonalement depuis les bords latéraux 12a à 12d du massif 12, et réparties symétriquement autour de celui-ci. Deux parois, séparées d'une distance L1, s'étendent ici depuis chaque bord latéral 12a à 12d. Dans l'exemple, le massif de fondation 12 présente une section horizontale carrée, constante sur l'ensemble de sa hauteur H1, de sorte que les faces latérales 12a à 12d du massif 12 s'étendent verticalement. Il est important de noter que, de ce fait, les parois 16a à 16h ne reposent pas verticalement sur le massif de fondation 12. Les figures suivantes 2A à 2F sont des vues en coupe selon II-II de la figure 1, illustrant les différentes étapes du procédé de renforcement selon un exemple de mise en oeuvre de la présente invention. Sur la figure 2A, on a représenté la surface S du sol 14 ainsi que le massif de fondation 12 du pylône monopode 10 décrit ci-dessus en référence à la figure 1. Comme indiqué précédemment, le massif 12 de l'exemple n'est que partiellement enterré, de sorte qu'une portion dudit massif, de hauteur H2, s'étend au-dessus du terrain naturel S. De préférence, la profondeur maximale P1 du massif 12 est de l'ordre de 1,8 à 2 mètres sous le terrain naturel S. Dans une première étape du procédé illustrée sur la figure 2B, on réalise à l'aide de tout engin convenable une prétranchée 22 matérialisant l'implantation souhaitée pour la paroi 16a. La terre végétale 24 extraite lors de cette étape est réservée sur chantier pour une étape ultérieure du procédé. La prétranchée 22 est réalisée de manière à s'étendre orthogonalement depuis le bord latéral 12a du massif 12. La largeur el de la prétranchée 22 est de préférence comprise entre 0,2 m et 0,4 m et plus préférentiellement égale à 0,3 m, la profondeur P2 de la prétranchée est de préférence comprise entre 0,4 m et 1,2 m et plus préférentiellement égale à 0,8 m, et sa longueur L3 est de préférence d'environ 3 m. Sa largeur e1 et sa longueur L3 correspondent aux dimensions horizontales souhaitées pour la paroi 16a. Dans une deuxième étape du procédé illustrée sur la figure 2C, on met en place, dans la prétranchée 22, un liant 26 tel que de la chaux ou un ciment convenable. Dans l'étape suivante représentée sur la figure 2D, on. réalise, à l'aide d'une trancheuse (non représentée), dans le prolongement vertical de la prétranchée 22, une tranchée 30 correspondant aux dimensions de la paroi souhaitée. Dans l'exemple, on découpe le sol jusqu'à une profondeur P3 supérieure à la profondeur maximale P1 du massif 12. Durant la réalisation de la tranchée 30, on réalise simultanément le mélange du terrain découpé avec le liant 26 introduit initialement dans la prétranchée 22. Avec certains liants, il pourra être nécessaire d'injecter simultanément dans le sol 14 un liquide contenant de l'eau et éventuellement des adjuvants ou de la bentonite. Une paroi 16a s'étendant depuis le bord latéral 12a du massif 12, sans reposer sur ledit massif 12, est ainsi obtenue. Typiquement, la profondeur maximale P3 de la paroi 16a est d'environ 3 m sous le niveau du terrain naturel S. Comme indiqué précédemment, ses dimensions horizontales (largeur et longueur) sont sensiblement identiques à celles e1 et L3 de la prétranchée 22. Dans une quatrième étape du procédé illustrée sur la figure 2E, on procède au curage de la partie supérieure de la tranchée 30. Plus particulièrement, on cure la tranchée 30 jusqu'à une profondeur correspondant sensiblement à celle de la prétranchée 22 réalisée dans une première étape du procédé. L'extrémité supérieure de la paroi 16a est ainsi située en dessous de la surface du sol S. La hauteur totale H3 de la paroi 16a est donc égale à sa profondeur P3 moins celle P2 de la prétranchée 22. Dans une cinquième et dernière étape illustrée sur la figure 2F, on remplit la prétranchée 22 curée avec la terre végétale 24 réservée sur le chantier (comme indiqué précédemment en liaison avec la figure 2B) afin de recouvrir la paroi 16a, grâce à quoi les parois 16 ne sont pas visibles depuis la surface du sol. La figure 2F est une vue en coupe selon II-II de la structure de renforcement 20 illustrée sur la figure 1. Comme cela est connu, au lieu de déposer le liant 26 dans la prétranchée 22 avant le découpage de la tranchée 30, il est possible d'injecter le liant hydraulique 26 directement dans le sol au fur et à mesure de la réalisation de la tranchée 30, à l'aide de l'outil servant à réaliser la tranchée 30. Dans ce cas, il est possible de réaliser la prétranchée 22 dans une étape préliminaire du procédé, et de commencer le découpage et le malaxage du sol à partir du fond de la prétranchée 22. La prétranchée 22 reste vide pendant toute la durée de réalisation de la paroi 16a, et peut être comblée ultérieurement avec un matériau de remblai, par exemple de la terre végétale. La figure 3 montre un autre exemple d'un massif de fondation 112 d'un pylône monopode 100, muni d'une structure de renforcement 120 selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention. Dans cet exemple, le massif de fondation 112 est un bloc de béton présentant une section constante circulaire. La structure de renforcement 120 est ici constituée de quatre parois 116a à 116d radiales et régulièrement réparties sur la circonférence du massif 112. De manière préférentielle, la structure de renforcement selon l'invention comprend plusieurs parois régulièrement réparties autour de la structure de fondation à renforcer, de manière à homogénéiser la résistance au renversement de la structure dans les différentes directions. REVENDICATIONS1. Procédé pour renforcer la résistance au renversement d'une structure de fondation (12, 112) au moins partiellement enfouie dans le sol (14), notamment un massif de fondation d'un pylône monopode (10, 100), caractérisé en ce qu'il comprend au moins la succession d'étapes suivante : - on découpe le sol (14) pour réaliser au moins une tranchée verticale (30) qui s'étend depuis un bord latéral de la structure de fondation (12, 112), de sorte que le tracé de la tranchée (30) n'intersecte pas ladite structure de fondation (12, 112), et - on remplit le volume de ladite tranchée (30) avec un matériau comprenant au moins un liant hydraulique (26), de manière à former une paroi (16a-16h, 116a-116d) adjacente à ladite structure (12, 112) sans reposer verticalement sur ladite structure (12, 112). 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit matériau est obtenu en mélangeant du sol en place dans le volume de la tranchée (30) avec le liant hydraulique (26). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel, préalablement à la réalisation de la tranchée (30), on réalise une prétranchée (22) matérialisant l'implantation souhaitée pour la paroi (16a-16h, 116a-116d), la prétranchée (22) présentant une hauteur sensiblement inférieure à celle de la tranchée (30). 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel on introduit du liant dans la prétranchée (22), et on creuse la tranchée (30) tout en mélangeant le matériau du sol (14) avec le liant (26) contenu dans la prétranchée (22). 5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, dans lequel, après avoir réalisé la paroi (16a-16h, 116a-116d), on retire les matériaux contenus dans la prétranchée (22).35 6 Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel on remplit ladite prétranchée (22) avec un matériau de remblai (24), notamment de la terre végétale, de manière à enfouir la paroi (16a-16h, 116a-116d). 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel on réalise plusieurs parois (16a-16h, 116a-116d) réparties autour de la structure de fondation (12, 112). 10 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel, pour réaliser la tranchée (30), on découpe le sol (14) jusqu'à une profondeur supérieure à la profondeur maximale de la structure de fondation (12, 112). 15 9. Structure de renforcement (20, 120) de la résistance au renversement d'une structure de fondation (12, 112) au moins partiellement enfouie dans le sol (14), notamment un massif de fondation d'un pylône monopode (10, 100), caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une paroi (16a) s'étendant depuis un 20 bord latéral (12a-12d) de la structure de fondation (12, 112) sans que son tracé n'intersecte ladite structure de fondation (12, 112), de sorte qu'elle ne repose pas verticalement sur ladite structure (12, 112). 25 10. Structure de renforcement selon la revendication 9, comprenant plusieurs parois (16a-16h, 116a-116d) régulièrement réparties autour de la structure de fondation (12, 112). 11. Structure de renforcement selon la revendication 9 ou 10, dans 30 laquelle la profondeur maximale de la paroi (16a-16h, 116a-116d) est supérieure à la profondeur maximale de la structure de fondation (12, 112). 12. Structure de renforcement selon l'une quelconque des 35 revendications 9 à 11, dans laquelle l'extrémité supérieure de la paroi est située sous la surface du sol.5