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SOMMAIRE INTRODUCTION I-LES DIFFERENTS TYPES DE PALPLANCHES I .1 LA PALPLANCHE EN BOIS I.2 LA PALPLANCHE EN BETON ARME I.3 LA PALPLANCHE EN ACIER I.4 LA PALPLANCHE EN PVC I.5 LA PALPLANCHE EN FIBRE DE VERRE II-DIMENSIONNEMENT DES RIDEAUX DE PALPLANCHES II.1 DIMENSIONNEMENT DE RIDEAU NON ANCRE EN TETE ET ENCASTRE EN PIED METHODE DE RANKINE II.2 APPLICATION : CAS PRATIQUE CONCLUSION

INTRODUCTION P a g e 1 | 18

Un rideau de palplanches est un assemblage de palplanches; la palplanche étant une pièce en bois, acier, béton, etc., de section spéciale, permettant de l'emboîter à une autre et généralement utilisée à la constitution de parois étanches en terrains meubles, aquifères ou immergés. Les rideaux de palplanches sont constitués de palplanches métalliques en général, emboîtées les unes dans les autres et battues dans le sol de fondation, pour former un écran vertical, le plus souvent rectiligne, servant de soutènement à un massif de sol. Les rideaux de palplanches peuvent constituer des ouvrages provisoires ou définitifs. Leur caractéristique essentielle est que le soutènement ainsi formé est souple, ce qui nécessite une méthode spécifique de dimensionnement. Il existe une multitude d’ouvrages de soutènement, utilisés selon les contraintes et les besoins du chantier tels que les parois moulées, les murs poids ou cantilever, les parois parisiennes et les palplanches. Mais notre étude portera spécifiquement sur le dimensionnement des rideaux de

palplanches sans tirant et sera structurée

comme suit :  GENERALITES SUR LES PALPLANCHES  DIMENSIONNEMENT DES RIDEAUX DE PALPLANCHES

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I.

LES DIFFERENTS TYPES DE PALPLANCHES

Les différents cinq principaux types de palplanches sont les suivantes : La palplanche en bois La palplanche en béton armé La palplanche en acier La palplanche en PVC La palplanche en fibre de verre

II.1



La palplanche en bois

Domaines d’utilisations : 

Batardeau,



Protection de berge,



Barrage.

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

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.



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.

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Profilé d’une palplanche bois.

II.2

La palplanche en béton armé

 Domaines d’utilisation  Soutènement,  Batardeau.

 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.

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Profilé d’une palplanche béton. Source : Université de Lille-Maîtrise en Génie Civil

II.3

La palplanche en acier

 Domaines d’utilisation  Batardeau,  Soutènement notamment en site aquatique,  Quai d’accostage,  Parois cylindriques appelées «gabions»,  Blindage de fouille,  Barrage,  Ouvrage portuaire,  Ecluse,  Protection de berge et canaux,  Culée de pont.

 Domaine géotechnique Tous les 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.

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PALPLANCHE EN ACIER II.4

LA PALPLANCHE EN PVC

 Domaines d’utilisation  Zone de fort courant et sur site pollué,  Batardeau,  Soutènement notamment en site aquatique,  Quai d’accostage,  Ouvrage portuaire,  Ecluse,  Protection de berge et canaux,  Soutènement de talus,  Bassin de rétention.

 Domaine géotechnique Ce type de palplanches s’utilise dans des terrains non rocheux

 Mise en œuvre et profilés La mise en œuvre des palplanches PVC est la même que pour l’acier à savoir l’emboitement de profilés grâce à des serrures pour former un rideau de palplanches. La gamme de profilé est encore en plein développement et peu d’industriels proposent encore des palplanches PVC dans leurs catalogues puisque cela nécessite une toute nouvelle unité de production pour une demande encore faible

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dans le domaine de la palplanche.Néanmoins on retrouve sensiblement les mêmes profilés c’est à- dire des profils Z, U et plats.

Mise en place de palplanche PVC

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II.5

La palplanche en fibre de verre

 Domaines d’utilisation  Zone de fort courant et sur site pollué,  Batardeau,  Soutènement notamment en site aquatique,  Quai d’accostage,  Ouvrage portuaire,  Ecluse,  Protection de berge et canaux,  Bassin de rétention.

 Domaine géotechnique Ce type de palplanche s’utilise dans des terrains non rocheux.

 Mise en œuvre et profilés La mise en œuvre des palplanches en fibre de verre est Identique à celle en PVC.

Palplanches en fibre de verre

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Tableausynthétiqueetcomparatifdestypesdepalplanches Types

Bois

Terrains

Sols pulvérulents et argileux Batardeau Quai d’accostag e

Domaine s d’utilisati on

Profils

Avantages

Inconvénient s

Longévité

Solutionsd e traiteme nt Principa ux fabrican ts

Bétonarmé Sols pulvérulen ts et argileux Employé avant l’utilisatio n des palplanche s enacier

Trapézoïdal e, Rectangulai re Economiqu e Esthétique Elasticité Réparation

Rectangulair e

Durabilité Résistanceà l’environneme nt Résistance

Fissuratio n lorsdu battage Faible étanchéit é Poids important Non réutilisabl e 50ans

Trentaine d’annéessan s traitement

Application préventivesou curativesde substanceactiv e

Aucunspécialisé s dansles palplanches

Résistance

Bétonhaut e performan ce

Aucun

Acie r

Schiste, calcaire,argile s et pulvérulents Réalisation d’ouvrageen siteaquatique ouenprésenc e d’eau. Toustypes d’ouvrages (batardeau, blindage,mur s soutènement s, U, Z, plat,Mixte, Caisson,HZ Solidité Durabilit é Elasticit é Facilité, Rapidité mise enœuvre 100%recyclabl e Coût Corrosion Nuisances sonoresà la miseenplace

De 50 à100ans en fonction de l’environneme nt et du traitement Contre corrosion (revêtements , protection cathodique, sur épaisseur) ArcelorMitt al Larsen Altifer Sacilor DelmagFrance

PVC

Fibredeverre

Schiste, calcaire,argile s et pulvérulents Réalisation d’ouvrageen siteaquatique ouenprésenc e d’eau. Principaleme nt quai d’accostagee t protectionde berge

Schiste, calcaire,argile s et pulvérulents Réalisation d’ouvrageen siteaquatique ouenprésence d’eau. Principaleme nt quai d’accostageet protectionde berge

U, Z, plat.

U, Z, plat.

Trèsbonn e résistance Esthétiqu e Durabilité 100% recyclable Résistanceà l’environneme Fluctuationd u coursduPVC  augmentati on descoûts de production Nuisances sonoresà la miseenplace +/- 50ans

Haute résistanc e Esthétiqu e Durabilité 100% recyclable Résistanceà l’environneme nt Coût. Nuisances sonoresà la miseenplace

+/- 70ans

Aucune connue

Aucune connue

Altifer.

Altifer, L’internation al.

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I.

DIMENSIONNEMENT DE RIDEAU NON ANCRE EN TETE ET ENCASTRE EN PIED : METHODE DE RANKINE

Méthodes de calcul aux états limites Deux méthodes classiques sont couramment utilisées : — la première, où le rideau est ancré en tête et simplement buté en pied ; — la seconde, dans laquelle le rideau n’est pas ancré en tête, mais résiste uniquement par un bon encastrement dans le sol de fondation. 1) Rideau ancré, simplement buté en pied Un rideau ancré en tête est dit simplement buté en pied lorsque sa fiche est suffisamment faible pour permettre une rotation du rideau autour de son point d’ancrage et un déplacement du pied mobilisant la butée maximale. Le diagramme des efforts exercés sur le rideau, dans le cas d’un sable, est représenté sur la figure 2. Les inconnues à déterminer sont la fiche D et l’effort d’ancrage T. L’équilibre statique du rideau fournit les deux équations nécessaires au dimensionnement.

figure 2 -Rideau ancré en tête, simplement buté en pied

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La première relation explicitée permet de déterminer la fiche D à partir d’une équation du 3e degré, à savoir :

La valeur de D étant alors connue, l’équation:

fournit la valeur de l’effort

d’ancrage T. Pour tenir compte d’un coefficient de sécurité par rapport à l’équilibre limite ainsi calculé, on admet généralement que l’on ne mobilise que la moitié de la butée, ce qui, dans l’équation déterminant la fiche, conduit à remplacer Kp par Kp/2. 2) Rideau non ancré en tête et encastré en pied Le calcul est fait par la méthode de Rankine, à partir des hypothèses simplificatrices suivantes (figure3)  le sol des deux côtés du rideau, au-dessus du point de rotation O, est en état d’équilibre limite ;  les efforts de contre-butée sont équivalents à une force horizontale Fc appliquée au niveau du centre de rotation O. On prend généralement une hauteur de contre-butée égale à 20 % de la hauteur de butée Z0. Cela réduit les inconnues du problème au nombre de deux : 

la hauteur de butée Z0 ;



la force de contre-butée Fc.

Elles peuvent alors être calculées par les équations de la statique traduisant l’équilibre du rideau. La valeur de Z0 est déterminée en écrivant l’équilibre des moments autour du point O, ce qui donne une équation du troisième degré en Z0, La fiche (D)du rideau a alors pour expression :

D= H / (Kp² – 1) + Z0+ 0,2 Z0

La force de contre-butée Fc s’obtient en écrivant qu’en projection horizontale la résultante générale des forces s’exerçant sur le rideau est nulle, soit : Fc= Fp – Fa

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Pour tenir compte d’un coefficient de sécurité par rapport à l’équilibre limite ainsi calculé, on considère que la moitié de la butée est mobilisée, ce qui, dans les calculs, conduit à remplacer Kp par Kp/2. Il est alors possible de déterminer la valeur maximale du moment fléchissant dans le rideau à partir du diagramme des pressions de figure 3, et de choisir un type de palplanche d’inertie convenable.

Figure 3: Hypothèses admises pour le calcul d’un rideau non ancrém2

Tableau Caractéristiques des palplanches Larsen-Rombas (Sacilor)

profil

Module de résistance I/V (cm3)

Inertie I (m4)

Masse par mètre carré de rideau (kg)

SL 2

300

1950

72

SL 3

550

5550

84,5

SL 4

850

10600

104

SL 5

1050

14700

117

L II

850

8500

122

L III

1360

16800

155

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II- APPLICATION : cas pratique Une palplanche sera simplement encastrée au pied dans un sable. Déterminer la longueur de fiche requise et la section de la palplanche.

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CONCLUSION A l’issue de nos recherches, nous remarquons que les ouvrages de soutènement en générale et en particulier les rideaux de palplanches occupent une place importante dans la réalisation de certains ouvrages en génie civil. Cette étude nous a permis de comprendre le dimensionnement, le mode d’exécution et l’utilité des rideaux de palplanches. Nous pensons donc que de telles études sont nécessaires pour parfaire la formation des étudiants en les initiant aux travaux de groupe et de recherches.

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