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EXPOSE D’OUVRAGE D’ART Palplanches Préparé par Charles-Rosemond VALCIN/Josué PR

EXPOSE D’OUVRAGE D’ART Palplanches Préparé par Charles-Rosemond VALCIN/Josué PROSPERE/Saül MONDELUS, Etudiants à CHC-UEH-L/FSG Palplanches PLAN 1. DÉFINITION 2. TYPOLOGIE DES PALPLANCHES 3. DIMENSIONNEMENT D’UN RIDEAU DE PALPLANCHE 4. MISE EN ŒUVRE DEFINITION 1. La palplanche Une palplanche est composée de pal et planche. Elle est conçu pour être battu en sol en s'enclenchant aux pieux voisins par l'intermédiaire de nervures latérales appelées serrures. Les palplanches permettent de constituer un mur de soutènement appelé rideau de palplanche, un batardeau, une palée ou un écran imperméable. Les rideaux qu’elles constituent sont assimilables à des murs ou des parois supportant la poussée des terres en place, ou des remblais et des dénivelés d’eau. 1. Afin de réaliser un dénivelé de quelques mètres (une dizaine au maximum) dans un espace exigu (soutènement définitif ou provisoire comme le blindage de fouilles) 2. Au bord des canaux, de manière à stabiliser les berges et éviter leur érosion 3. D’autre part, ils permettent la réalisation ou l'extension de quais, ports, écluses 4. Pour confiner les sols pollués 5. Afin de bloquer le phénomène de grand glissement d'un talus 6. Lors de réalisation de batardeaux (ouvrages en rivière permettant la construction au sec de piles de ponts ...) 7. Afin de réaliser les parois verticales de tranchées couvertes DEFINITION 2. Utilité L'utilisation de rideaux de palplanches permet l'édification d'ouvrages de soutènement : Marginalement, on les utilise aussi comme ouvrages de fondation ou comme support de revêtement anti-bruit, et ainsi réaliser des écrans acoustiques près des routes DEFINITION • Figures Batardeau Quai renforcé Tranchée confortée . Presque tous les matériaux utilisés dans la construction peuvent être utilisés pour réaliser des palplanches Palplanches bois Palplanche en béton armé Palplanche en acier Palplanche en PVC Palplanche en fibre de verre TYPOLOGIE DES PALPLANCHES Historicité La palplanche en bois est utilisée depuis des centaines d’années. Le bois est le matériau le plus ancien de la construction, il est régulièrement utilisé pour des structures légères. À cet effet, il peut être utilisé pour des rondins placés dans le sol afin d’agir comme barrage brut, ce qui correspond à l’ancêtre de la palplanche. PALPLANCHE EN BOIS Mode de fonctionnement Domaines d’utilisations On peut l’utiliser dans : Batardeau Protection de berge Barrage. Domaine géotechnique Le bois reste un matériau fragile notamment lors de sa mise en œuvre par battage. Il faut favoriser son utilisation dans des terrains homogènes et non rocheux. PALPLANCHE EN BOIS Mise en œuvre et profilés Elles sont mises en œuvre par emboîtement les unes dans les autres au moyen de rainures ou « languettes ». De manière générale, elles sont taillées en biseau en pied pour faciliter l’emboîtement lors de la mise en place. Leur largeur varie entre 15 et 25 cm et la longueur d’une palplanche peut atteindre plus de 8 mètres. Avantages 1. Matériau économique 2. Grande élasticité ce qui lui permet d’absorber l’énergie cinétique produite par un choc dans le cas de soutènement de voie fluviale où les chocs sont fréquents. (Module d’Young entre 10 000 et 15 000 MPa) 3. Esthétique 4. Peu de maintenance PALPLANCHE EN BOIS Inconvénients 1. Faible durée de vie (environ 25 à 30 ans), 2. Dégradation du bois, 3. Résistance limite face à la poussée du sol (environ 20 à 30 MPa en flexion). Solutions de traitement Application de solutions protectrices afin de garantir une certaine durée de vie contre les attaques d’agents d’altération. Ces applications peuvent être préventives ou curatives, par exemple par mise en place d’émulsions aqueuses ou organiques qui permettent de réduire la dégradation du bois dans son milieu d’utilisation. La plupart des produits de traitements sont composés d’une ou plusieurs substances actives fongicides ou insecticides, de liquides favorisant la pénétration de ces substances dans le bois comme l’eau et d’agents de fixation pour permettre la durabilité du traitement. • Figures PALPLANCHE EN BOIS Exemples de réalisation en palplanche bois/ protection de berge à gauche et droite et batardeau au centre. Source : De Ru Houtimport / ombret.wordpress.com/le-pont/pont-civil/ PALPLANCHE EN BETON ARME Historicité Au début des années 1910, le béton armé fut utilisé pour concevoir des palplanches plus résistantes face à la flexion imposée par la poussée des terres. Ce n'est qu'à titre rétrospectif que nous en mentionnons l'existence dans notre synthèse scientifique étant donné que ce type de palplanches n'est plus utilisé de nos jours. En effet, il ne présente plus aucun avantage face à l'apparition des palplanches acier sur le marché au cours des années 1960. Mode de fonctionnement Domaines d’utilisations On peut l’utiliser dans : Soutènement, Batardeau. PALPLANCHE EN BETON ARME Domaine géotechnique Pour éviter la fissuration lors du battage, il faut favoriser son utilisation dans des terrains homogènes et non rocheux. Mise en œuvre et profilés Elles sont mises en œuvre par emboîtement les unes dans les autres au moyen de rainures ou languettes. Lors de la mise en œuvre par battage (seule technique fiable dans les années 1900 – 1960), il est nécessaire de protéger les têtes de palplanche par des Casques afin de prévenir la fissuration lors du battage. • Figures Profilé d’une palplanche béton. Source : Université de Lille-Maîtrise en Génie Civil PALPLANCHE EN BETON ARME Avantages 1. Matériau économique, 2. Géométrie adaptable aux besoins et contraintes du site, 3. Pas de maintenance 4. Durée de vie (environ 50 ans). Inconvénients 1. Fissuration lors du battage et détérioration de la palplanche si le terrain est trop résistant, 2. Serrures mal ajustées lors de la mise en place, il y a des problèmes d’étanchéité du rideau. Solutions de traitement Elaboration de béton à forte teneur en ciment. Seule solution trouvée à l’époque car ces palplanches ne sont plus utilisées de nos jours. PALPLANCHE EN ACIER Historicité Pendant les années 1960, le coût du fer diminua de manière importante ce qui fit croître de manière exponentielle l’utilisation de l’acier dans les méthodes de soutènement. Ainsi, la palplanche acier qui existait depuis 1910 devint intéressante uniquement à partir de 1960 remplaça aussitôt la palplanche béton dans tous ses domaines d’application. PALPLANCHE EN ACIER Mode de fonctionnement Domaines d’utilisations On peut l’utiliser dans : 1. Batardeau, 2. Soutènement notamment en site aquatique, 3. Quai d’accostage, 4. Parois cylindriques appelées gabions 5. Blindage de fouille, 6. Barrage, 7. Ouvrage portuaire, 8. Ecluse, 9. Protection de berge et canaux, 10. Culée de pont. PALPLANCHE EN ACIER Domaine géotechnique Tous types de terrain à l’exception des terrains rocheux. Mise en œuvre et profilés La palplanche acier est obtenue à partir d’une tôle laminée à froid (pour les épaisseurs inférieures à 9 mm) ou à chaud façonnée au profil désiré. Leur mise en œuvre se fait par emboîtement des extrémités de chaque palplanche appelée « serrures » ce qui constitue un rideau de palplanche. On distingue dans la palplanche acier : • Figures Le dos PALPLANCHE EN ACIER Il existe différents profils de palplanches en acier : • Les profils en Z : Profil économique et rapide à mettre en place avec un bon rapport résistance/faible poids ainsi qu’un moment d’inertie élevé ce qui limite les déformations. Ces profilés sont le plus souvent utilisés pour le renforcement des berges. Ils s’utilisent principalement pour reprendre les efforts de flexion du fait de la continuité de l’âme dans le rideau et de la position spécifique des serrures qui sont symétriques par rapport à l’axe neutre. Exemple de profil en Z. Source : ArcelorMittal La notion de profils PAZ désigne un profil de type Z obtenue par laminage à froid. PALPLANCHE EN ACIER • Les profils en U : Ce sont les profils les plus utilisés du fait de leur diversité et de leurs systèmes d’attaches hautement étanches. Ils offrent une bonne résistance à la corrosion favorisée par l’épaisseur d’acier au point critique. Ces profilés sont souvent utilisés pour un battage dans un espace réduit et peuvent être réutilisés facilement grâce à leur forme symétrique. Ils s’utilisent principalement pour reprendre les efforts de flexion Exemple de profil en U. Source : ArcelorMittal PALPLANCHE EN ACIER Sur la gamme des profils U, certains profilés dérivés ont fait leur apparition pour répondre aux différentes contraintes des clients. On y trouve : Il s’agit des profils les plus optimaux dans le cas d’un fonçage difficile car elles possèdent des épaulettes renforcées. Elles possèdent un avantage considérable quant à la solidité pour le réemploi des palplanches. 1. Les profils PU : 2. Les profils PU-R : Profils développés pour remplacer les profils PU 6, 8 et 12 de la gamme ArcelorMittal. 3. Les profils AU : Le poids des profils AU est plus léger que celui des PU (réduction d’environ 10%). Ce profil plus large est adapté pour une facilité et une rapidité de mise en œuvre. Du fait d’une réduction des serrures au mètre linéaire, l’étanchéité est plus importante. PALPLANCHE EN ACIER Profils obtenus par laminage à froid optimisé pour minimiser l’espace du rideau de palplanche. Ce profil possède deux boucles inversées ce qui permet donc de diviser par deux l’emprise des palplanches. Il conserve un excellent rapport module de flexion/poids 4. Les profils Oméga (PAL/PAU) uploads/Ingenierie_Lourd/ expose-sur-palplanche-s-j-r.pdf