Frottement négatif sur les pieux

Introduction

Parmi les différents systèmes de fondation, les pieux vissés, fonçés ou battus sont généralements les plus utilisés.

Un pieu de fondation est soumis à différents efforts en tête notamment en compression verticale.Lorsque la charge est appliquée sur le pieu il se produit une légère déformation du sol sous sa pointe entrainant un déplacement de celui-ci. Il se produit en même temps une compression du matériau constitutif (acier,béton).

Le fonctionnement habituel du pieu et optimle que l’on recherche est celui pour lequel la charge de compression est équilibrée par la capacité de pointe et la résistance mobiliée le long du fût. Cette réaction pieu-sol est dirigée de bas vers le haut. Elle est couramment appelée frottement positif.

Il peut arriver pour des raisons que nous évoquerons par la suite que certaines couches de terrain entourant le pieu tassent elles même plus rapidement que le pieu.on observe donc une différence de vitesse de tassement qui induit des mouvements relatifs en sens contraire. Ce phénomène s’appelle frottement négatif.

Le cas le plus courrant est celui des sols compressibles surchargés par des remblais ou du stockage de toute nature.ainsi que les sols dits sous-consolidés,c’est à dire ceux qui tassent encore sous leur propre poids, qu’ils soient naturels, récent ou artificiels. Les tassements sont dans le second cas régulier et de faible amplitude (environ 1 à 2 cm par an). Il est également possible de rencontrer ce phénomène lors de rabattement de nappe par suite de pompage des eaux pour utilisation industriel. Enfin le seul battage de pieu peut entrainer des désordres aux niveau du sol environant et conduire à des tassements selon la sensibilité du sol.

Les désordres dus aux frottements négatifs doivent être prévenus. La plus part du temps, un tassement excessif se manifeste au niveau du sol situé sous la pointe du pieu. Dans des cas beaucoup plus rare lorsque la pointe du pieu est appuyée sur un socle rocheux particulièrement solide, le matériau constitutif du pieu se rompt par compression ou flambement.

La manifestation des désordres est souvent tardive et elle peut atteindre son maximum après plusieurs années. La consolidation des sols compressible peut dans certain cas provoquer un tassement 10 ans après la construction d’un bâtiment.

Deux exemples

(1979) En suède, un bâtiment est repris en sous-œuvre. Un remblai de 1.8 m est ajouté sur le sol environnant. Le frottement négatif sur les pieux en bois traversant 17 m d’argile a entrainé un tassement différentiel de 25 cm.

(1971) En France, un atelier d’usine comportant des pieux de 90 cm de diamètre traversant 4 mètres de remblai, 20 m d’alluvions compressibles et ancré dans la marne sous-jacente, a subi des tassements de plus de 8 cm.

Lecture globale sur les fondations sur pieux

Un excellent cours sur le sujet a été mis en ligne, en libre accès, par Frédéric VISA sur le site http://www.cours-genie-civil.com plus précisément sur cette page.

Ci-dessous le premier cours, pour les plus impatients.

Crédit photo : WSDOT @ Flickr