Salon Solscope

TROPHÉES DE L'INNOVATION 2019 - LA FIBRE DE VERRE À LA RESCOUSSE DES TIRANTS D'ANCRAGE - <p>L’équipe présente sur le stand.</p>
01/12/2019

TROPHÉES DE L'INNOVATION 2019 - LA FIBRE DE VERRE À LA RESCOUSSE DES TIRANTS D'ANCRAGE


Tirant CGA en fouille.
Tirant CGA.

Le Salon Solscope qui s’est déroulé à Marseille en juin dernier a remis ses Trophées de l’innovation. Le Prix du jury a été décerné à Freyssinet pour son tirant d’ancrage CGA (Cuttable Ground Anchor), le premier de sa catégorie à être tout à la fois précontraint et destructible.

Leader mondial du génie civil spécialisé dans les domaines des structures et des sols, le groupe Freyssinet doit se positionner également en leader de l’innovation du secteur. Freyssinet Products Company (FPC) est la branche industrielle du groupe Freyssinet, Filiale de VINCI Construction, chargée de la fabrication des produits distribués au sein du groupe, tels que les haubans, les produits géotechniques ou encore les équipements d’ouvrage.
À ce titre, son expertise en matière de systèmes d’ancrage utilisés dans les fondations n’est plus à faire puisque Freyssinet est l’un des meilleurs spécialistes dans la fabrication et la conception de boulons, de micropieux ou de tirants de quais. Soucieuse, pourtant, d’aller toujours plus loin dans l’avancée technologique, la société s’est attelée à mettre au point un tirant d’ancrage précontraint destructible, dont la finalité permet de faciliter le travail de fondations ou de fouilles, principalement en milieu urbain.

 

LE CASSE-TÊTE DE L’EXTRACTION DES TIRANTS ET DES BUTONS


Pour concevoir cette solution, les ingénieurs de Freyssinet sont partis d’un constat : la présence de tirants d’ancrage dans les terrains avoisinants d’une zone de construction sont un véritable casse-tête, soit en raison des droits d’occupation des sols soit en raison de travaux ultérieurs. « Laisser des armatures métalliques dans le sol dont certaines peuvent atteindre jusqu’à une trentaine de mètres, pose le problème des obstacles rencontrés lors des travaux ultérieurs de creusement ou de forage », explique Cyril Gaucherand, directeur commercial chez FPC.
« Il est en effet impossible de passer au travers avec un tunnelier, une Hydrofraise, une benne de paroi moulée ou une foreuse. D’autre part, dans certains pays notamment dans le monde anglo-saxon, laisser une armature métallique dans le sol peut conduire au paiement d’une taxe annuelle d’occu-
pation des sols. Dans certains cas, la raison est liée à la circulation de courants vagabonds dans

le sol ». Résumé : les tirants même s’ils sont la plupart du temps mis en oeuvre de manière provisoire restent gênants, techniquement mais aussi financièrement.
Aujourd’hui, en matière de soutènement provisoire, cohabitent deux techniques lorsqu’il est impossible de laisser une armature métallique dans le sol à l’issue des travaux : les butons et les tirants d’ancrage extractibles.

La première solution même si elle permet de ne pas empiéter dans les terrains avoisinants possède
l’énorme désavantage d’encombrer le volume qui est creusé par de gros tubes métalliques, et complexifie les travaux de construction.
De plus, ils doivent, dans un second temps être retirés et évacués, occasionnant un trafic de camions extrêmement contraignant, notamment en centre-ville.
Les tirants, seconde solution, sont pour leur part extraits du terrain une fois le chantier livré. Des solutions de tirants démontables ont vu le jour ces dernières années, mais ces solutions ont des limites. Dans le cas de tirants en barre, la longueur et les efforts sont limités. En version câble, la technologie de tirants n’est pas fiable à 100% car rien ne garantit que l’ensemble des armatures
puisse être retiré. De plus, l’extraction demeure une opération très aléatoire en termes de coût et de planning. Dans les deux cas, barre ou câble, l’extraction, souvent dangereuse, vient perturber les opérations de génie civil.

 

LA FIBRE DE VERRE COMME SOLUTION


Face à ce hiatus, Freyssinet s’est donc tourné vers un partenaire industriel français, basé en Thaïlande, spécialisé dans la fibre de verre et le manchonnage d’armature, DEXTRA. Une entreprise déjà dotée d’une expérience convaincante, et qui avait déjà initié des technologies consistant à liaisonner des armatures en fibre de verre à des armatures en acier. La fibre de verre est un matériau composite bien connu en géotechnique puisqu’elle est fréquemment utilisée pour créer des ancrages non précontraints, notamment dans les tunnels pour conduire du clouage passif. Les premiers essais conduits à partir de 2012 ont d’abord porté sur de la fibre de carbone. En raison de son prix, cette option a vite été abandonnée pour se tourner vers de la fibre de verre.
Problème : il est impossible de réaliser un ancrage mécanique simple sur la fibre de verre afin de tirer dessus. La solution a donc consisté à associer, d’une part, la fibre de verre dans le sol, connue pour sa capacité à être découpée aisément, sa résistance en traction et son pouvoir non conducteur, et, d’autre part, le toron de précontrainte en tête pour l’adaptation de la tête d’ancrage et d’un vérin de mise en tension. L’utilisation du toron en tête permet la mise en oeuvre d’une tête d’ancrage standard de précontrainte bénéficiant d’un marquage CE et conforme à la norme EN 1537. S’est greffée à cette association de matériaux une technique bien connue, celle du raboutage d’armatures par manchons filés, fréquemment utilisée pour réaliser des manchonnages d’armatures. « Notre tirant d’ancrage est le mariage de deux matériaux parfaitement connus et maitrisés : la fibre de verre pour sa résistance mécanique et sa capacité à être découpé facilement et le toron en acier de précontrainte qui permet de créer une tête d’ancrage et l’utilisation d’un vérin de mise en tension », poursuit Cyril Gaucherand. « Le câble en acier se situe uniquement au droit de la paroi et non dans le terrain lui-même. L’innovation réside donc dans le fait de pouvoir accoupler ensemble du câble et de la fibre de verre tout en reprenant 100 % des efforts », ajoute-t-il.

 

UNE TECHNIQUE DÉVELOPPÉE POUR LES MILIEUX URBAINS CONTRAIGNANTS


La solution du tirant d’ancrage en fibre de verre a toutefois été développée pour cibler certaines applications et ne saurait être généralisable à toutes les opérations de soutènement. Il s’agit en effet d’une application en milieu urbain, le plus souvent, lorsqu’il existe la contrainte de ne pas laisser d’armatures métalliques dans le sol. L’idée consiste donc à anticiper des travaux dans les terrains avoisinants, même non planifiés, en laissant un sol sain exempt d’objets pouvant ralentir de futurs creusements ou forages. Au départ il s’agissait de répondre à une problématique de passage de tunnelier dans l’emprise des tirants. Désormais, il est possible de penser sur le long terme. La fibre de verre parce qu’elle est destructible n’est en effet plus une gêne, un peu comme si le sol était pourvu de racines au travers desquelles il est possible de passer. Pour l’heure, une dimension standard du tirant de fibre de verre existe. Le jonc en fibre de verre de 19 mm reprend une quinzaine de tonnes en service. Il conviendra donc de multiplier le nombre de joncs en fonction des efforts à reprendre. La solution, bien que relativement récente a d’ores et déjà trouvé plusieurs chantiers pour faire ses preuves. C’est le cas, notamment sur le chantier du Grand Paris avec la construction d’une gare pour le tramway T3. A Genève, le procédé a été proposé aux autorités locales et testé avec succès, lesquelles ont montré leur fort intérêt pour une technologie qui pourrait être reproduite sur de nombreuses fouilles en milieu urbain. Genève, comme de très nombreuses autres villes, est systématiquement confrontée au problème des tirants laissés dans le sol des années auparavant et qui ralentissent et gênent les opérations de creusement et de forage. Le métro de Doha au Qatar a également fait appel à la technique. Des projets sont par ailleurs à l’étude à Londres, Amsterdam, Lyon et en Nouvelle-Zélande. D’ici là, la technique va continuer d’évoluer, notamment l’optimisation des coûts, la praticité de mise en oeuvre des tirants de grande longueur, ainsi que leur diamètre.

 

Steve Carpentier

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