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Grand Paris

MÉTRO DU GRAND PARIS : LES ARMATURES DE VERRE FONT LEUR SHOW SUR LES CHANTIERS - <p>Installation cage en fibre de verre – Ligne 14 – Gare Pont-de-Rungis.</p>
03/11/2020

MÉTRO DU GRAND PARIS : LES ARMATURES DE VERRE FONT LEUR SHOW SUR LES CHANTIERS


Tympan en fibre de verre – Ligne 15 –Gare de Cachan-Arcueil.
Cage d’armature en fibre de verre Glasspree.
Installation cage en fibre de verre –Ligne 15 – Gare de Noisy.
Armatures en fibre de verre pour pieux sécants.
Perçage au tunnelier du tympanen fibre de verre.

Dans le cadre des chantiers de construction des lignes du métro du Grand Paris, les fondations profondes des
nouvelles stations sont souvent réalisées en parois moulées. Les cages d’armatures en acier des parois moulées
intègrent, pour certaines, dans leur partie centrale, des armatures en fibre de verre destinées à faciliter le
passage du tunnelier lorsqu’il devra percer la paroi moulée pour attaquer le creusement du tunnel principal. En
fait, les outils sur la tête de coupe du tunnelier ne sont pas prévus pour broyer du béton armé d’acier. Au lieu
d’une stabilisation du sol massive et la déconstruction manuelle des parois, des armatures en fibres de verre sont
utilisées pour créer un soft-eye. Explications.

En effet, cette portion permet ainsi un forage directement au tunnelier sans l’endommager ni le stopper. L’entreprise italienne Sireg Geotech, spécialisée dans les domaines de la géotechnique et du
génie civil depuis plus de 80 ans, propose deux armatures en fibre de verre Durglass et Glasspree qui sont composées de deux matériaux : des fibres de verre pour la transmission des charges, et de la résine pour lier les fibres et les protéger contre les chocs. Ces armatures sont fabriquées par un procédé de pultrusion où toutes les fibres sont orientées dans le sens longitudinal par étirement, et sont liées par la résine. La barre d’armature finale est obtenue par la préparation de la surface de la tige en vue de l’interaction avec le béton.

 

INTÉRÊTS EXCLUSIFS DES ARMATURES SIREG DANS LES PAROIS MOULÉES


La configuration des nouvelles stations du métro du Grand Paris, conjuguée à la profondeur d’ancrage des parois moulées, impliquait des efforts très importants à reprendre par les cages d’armatures en fibre de verre lors de la mise en oeuvre. Certaines parties de ces cages, devant d’ailleurs rester actives dans l’ouvrage après le passage du tunnelier, nécessitaient également un dimensionnement et des justifications pour une durabilité à très long terme.
La capacité d’optimisation des quantités d’armatures se révèle être un atout déterminant pour permettre le bon écoulement du béton et un montage aisé des cages.
Les armatures de l’entreprise italienne satisfont à l’ensemble de ces critères. Leurs propriétés mécaniques élevées (résistance à la traction, module d’élasticité) ont, en effet, permis d’apporter une solution optimisée tout en assurant sécurité et performance.
Là où les pièces écrites (dossier de consultation des entreprises) préconisaient 40 t d’armatures en fibres de verre, le spécialiste a pu fournir une solution qui en intégrait seulement moins de 20 t. Une telle maîtrise des quantités présente l’avantage de faciliter l’écoulement du béton et de réduire
considérablement le temps de montage des cages.
Enfin, en ligne avec sa politique de services, Sireg a offert une assistance technique et une collaboration en synergie fort appréciée pendant la phase de conception du projet (calculs et plans).
Cela confirme l’importance que Sireg accorde à l’accompagnement des professionnels du BTP.

 

PRINCIPES DE CALCUL DES ARMATURES EN FIBRE DE VERRE


En accord avec les normes sur les matériaux composites, les armatures en fibre de verre sont imprégnées d’une matrice de résine vinylester (armatures Glasspree). Pour des ouvrages temporaires,
on peut utiliser aussi des armatures imprégnées d’une matrice de résine polyester (armatures Durglass). Le dimensionnement et les vérifications des portions des panneaux à renforcer en fibre de verre se font en conformité avec la norme CNR-DT 203/2006 sur les armatures en matériaux composites.
À droite, les paramètres à considérer dans les calculs de dimensionnement.
À savoir que la résistance garantie en traction des barres droites ne doit pas être utilisée pour la portion courbe des barres courbes.
Les principes fondamentaux du calcul pour la détermination du MRd (moment fléchissant résistant de projet) sont les suivants :

  • conservation des sections plaines jusqu’à la rupture (diagramme linéaire des déformations) ;
  • adhérence parfaite entre béton et barres en fibre de verre ;
  • béton non résistant à la traction, et ayant lien constitutif défini par la NF94- 282 ;
  • barres en fibre de verre non résistantes à la compression, ayant lien constitutif élastique linéaire jusqu’à la rupture.

La rupture par flexion et le conséquent moment fléchissant résistant de projet seront atteints par crise côté béton (zone 1) ou côté fibre de verre (zone 2).
Le moment résistant de projet MRd devra être de toute façon >1,5 Mcr, où Mcr est le moment fléchissant au début de la fissuration.
La vérification au cisaillement est menée toujours suivant les prescriptions de la norme CNR DT203.
Les vérifications aux ELS (état limite de service) sont conduites seulement sur les portions définitives des cages et sur les coupes fibre de verre « pures » (soit en dehors des longueurs de recouvrement
avec les barres acier).
La vérification des contraintes se fera sur la combinaison quasi permanente, en contrôlant que la contrainte sur les barres fibre de verre soit : σ < ffd
La longueur de recouvrement entre barres en fibre de verre est déterminée selon la formule 4.16 de la norme CNR DT203 : ld = 0,1 · ơf · db où ơf est la contrainte sur la barre fibre de verre et db est le diamètre équivalent de la barre. La longueur d’ancrage minimale est de 400 mm.

 

ARMATURES EN FIBRE DE VERRE POUR APPLICATIONS PERMANENTES ET ARMATURES EN ACIER


Les armatures en fibres de verre Glasspree peuvent remplacer l’acier inoxydable ou enduit (zinc ou époxy) pour certaines applications permanentes.

Non corrosives, résistantes aux alcalis, inattaquables par les ions chlorure et indéformables en cas de fluctuation de température (la dilatation et la compression sont proches à celle du béton) ces armatures peuvent être utilisées à la place des barres en acier inox.
Il n’est cependant pas possible de remplacer l’acier traditionnel par une armature en fibres de verre, en raison de propriétés mécaniques différentes. Leur résistance à la traction est plus élevée que celle de l’acier et leur poids plus faible. Par contre, leur résistance au cisaillement et leur module élastique
est inférieur, ce qui limite certaines applications.
La plus grande élasticité de la fibre de verre oblige à appliquer des facteurs de sécurité plus élevés que pour l’acier. Par ailleurs, la faible résistance au cisaillement et le module moins élevé (46 GPa)
des fibres de verre par rapport à l’acier oblige parfois à augmenter la section ou la quantité des armatures. Ainsi, avec les fibres, le plan de ferraillage comportera moins de barres de diamètre plus important. Dans ces conditions, la position des armatures dans les ouvrages restera sensiblement
la même. Les barres droites sont accompagnées de pièces de liaisons réalisées en usine (cadres, étriers, coudes, barres pliées, etc.). Pour déterminer les longueurs utiles des barres et obtenir une transmission optimale des efforts, la longueur de chevauchement à prévoir est de 30 fois le diamètre.
Afin de conserver leurs prestations et leur qualité d’adhérence, il est recommandé de ne pas stocker ces produits trop longtemps au soleil ou dans des sites empoussiérés.

 

Claudio Mandelli
Géologue-expert en tunnels et fondations spéciales
chez Sireg Geotech


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