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Introduction Un ouvrage, de quel type qu’il soit, s’appui sur un sol d’assise e

Introduction Un ouvrage, de quel type qu’il soit, s’appui sur un sol d’assise et lui transmet donc un ensemble de charges. Entre le terrain et l’ouvrage, les fondations jouent le rôle d’interface. Elles sont adaptées au terrain et à l’ouvrage. Ainsi les fondations prennent des formes différentes pour répondre à la problématique des charges et contraintes (la recherche de l’équilibre). Les fondations sont les parties enterrées d’un ouvrage, c’est un élément clé de toute construction. C’est pourquoi une attention toute particulière doit être faite lors de leur étude et de leur réalisation. Ce n’est pas parce que c’est la partie la plus basse d’une structure que c’est le premier élément dimensionné par un bureau d’étude. En effet, les fondations reprennent toutes les charges qui « leur tombent dessus » et donc doivent prendre en compte tout le reste d’un ouvrage de génie civil. C’est pourquoi le choix et le dimensionnement des fondations sont corrélés avec la conception du bâtiment. Cela donne à la fondation une place importante qui en fait un point névralgique pour une construction. Ainsi les risques doivent être minimisés le plus possible. Ceux-ci ne viennent pas que de la structure supportée mais aussi du milieu environnant, notamment le sol. Celui- ci est en effet un matériaux comme un autre à la différence qu’il est souvent très hétérogène et que par son côté naturel est en partie inconnu. Or la nature, la résistance mécanique d’un sol peut faire toute la différence sur la construction. On perçoit alors l’importance de la connaissance de la nature des sols d’assise. Cette connaissance du sol se fait par des essais en laboratoire ou sur le terrain. Ceux-ci définiront donc ses caractéristiques, ce qui prendra une part importante dans le choix final du type de fondation. Car c’est en effet dans un sol stable, avec des risques minimisés à court, moyen et long terme de changement physique que l’ancrage des fondations sera préféré. Nous nous sommes alors posés la question de savoir comment se fait le choix d’une fondation, tout en nous intéressant plus aux fondations profondes, sachant qu’il en existe plusieurs types, quels sont les enjeux et enfin quels sont les impacts ? Pour y répondre nous allons tout d’abord présenter les différentes familles de fondations (superficielles et profondes). Ensuite nous verrons comment on détermine les caractéristiques physiques et mécaniques du sol. Après cela nous décrierons les types de fondations profondes existantes, avec leurs caractéristiques, leur mise en œuvre, leurs points forts et faibles. Nous continuerons avec une explication des différentes pathologies pouvant être subites par les fondations. Pour finir nous illustrerons nos explication avec un exemple d’ouvrage constitué de fondations profondes par pieux : l’ESSIE d’Amiens. 3 II. Généralité sur les fondations A. Définition générale Les fondations sont les parties enterrées d’un ouvrage qui lui servent de base par l’intermédiaire d’appuis. Elles transmettent au sol les charges que supportent ces appuis. Les particularités naturelles et artificielles du site, topographie, structure, sol, eau souterraine, ouvrages voisins doivent orienter le choix de la fondation à mettre en place. Ceci déterminera sa forme, le type de sa structure. La stabilité au glissement d’ensemble doit être contrôlée. Il est rare qu’un seul type de fondation convienne à un ouvrage donné dans un site donné. Le projet doit en étudier plusieurs car on ignore souvent les particularités de la structure de l’ouvrage projeté et son aptitude à supporter des tassements par exemple. Les coûts et les possibilités de mise en œuvre sont souvent inconnus. B. Les fondations superficielles On appelle fondation superficielle une fondation dont le rapport de la largeur sur la profondeur est inférieur à 5. Ce type de fondations est employé lorsque le bon sol se trouve à une profondeur maximale inférieure à 2,50 m. On distingue trois catégories de fondations superficielles : - - - Les fondations par rigoles ; Les fondations par semelles ; Les fondations sur radier général. Un bâtiment à fondations superficielles est directement en relation avec les sols. Les pieux sont à exclure de ce type de fondations car ils forment un intermédiaire entre le sol et le bâtiment. Les sols devant supporter des fondations superficielles ne doivent subir aucun tassement ; un tassement provoquerait des désordres de structures dans le bâtiment ou les ouvrages voisins. Cependant, un sol présentant ce risque n'est pas toujours inapte à recevoir ce type de fondations, si ses caractéristiques mécaniques sont améliorées par déchargement, compactage, injection ou vibroflottation. C. Les fondations profondes Lorsque le rapport de la largeur à la hauteur d'une fondation est inférieur à un sixième et que la hauteur est supérieure à 3 mètres, il s'agit de fondations profondes ou "spéciales". Elles peuvent être préférées aux fondations superficielles pour des raisons qui ne sont pas forcément géotechniques. Dans la plupart des cas c’est toutefois l’impossibilité de fonder superficiellement qui détermine le choix, en raison de matériaux d’assise (le sol) trop hétérogènes ou de répartition de charges d’appuis trop différentes. Avant de réaliser une fondation, la première chose à faire est de connaître le sol. Ce sont en effet ses conditions physiques, mécaniques qui vont définir le type de fondations mettre en place : des fondations superficielles ou des fondations profondes. Dans la majorité des cas on essaiera en effet de faire en sorte que la fondation repose sur un sol stable qui ne subit pas de changements mécaniques et physiques dans le temps. En général on cherche un sol où la teneur en eau est peu importante car celle-ci a des effets néfastes. C’est un élément qui peut perturber le sol, soit en se déplaçant, soit en s’évaporant, ce qui peut créer des tassements différentiels par exemple qui sont dommageable pour la structure portée. Dans la partie suivante nous allons présenter les différents sols que l’on peut trouver sur un chantier d’infrastructures. Nous verrons les différentes classifications que l’on en fait, leurs différentes grandeurs mécaniques et enfin les essais que l’on peut réaliser pour les caractériser. Avec toutes ces données un rapport géotechnique est fait. Celui-ci va alors aider à justifier le choix du type de fondations à mettre en place. uploads/Ingenierie_Lourd/ introduction-fondations.pdf