EXEMPLE DU SITE DE SEPT SORTS
Richard MANIRAKIZA
Roxana VASILESCU
Journée Technique du 5 octobre 2017 « Guide Géostructures Energétiques »
SOMMAIRE Exemple du site de Sept Sorts
1. Introduction
2
5. Conclusions et perspectives
2. Résultats du Benchmark
3. Sept Sorts – Pieux instrumentés
Dispositif Expérimental
Résultats préliminaires
4. Essais complémentaires
INTRODUCTION
3
Benchmark - Sept Sorts
Conception et construction de pieux avec échangeurs de chaleur
SEPT-SORTS
4
SolEM
(MPa)c
(kPa)Φ (°)
(1) Alluvions modernes
5 0 30
(2)Marnes et caillasses altérées
11 5 25
(3) Marne et caillasses
30 10 25
SEPT-SORTS
5
(1)
(2)
(3)
Bât. Prétraitement
SP3SP3
10
m
Pieux tarière creuseØ420 mm
6
Modélisation
Robot Structural Analysis
BENCHMARK
P 29
P 15P 18
7
Calage du comportement des pieux selonla loi de Franck et Zhao
BENCHMARK
zNGF (m)
Dp (mm)
SEPT-SORTS
8
2m15 18
29
9
Résultats - Pieu activé N°29 (sous radier)BENCHMARK
zNGF (m) zNGF (m)
ΔEffort (kN)Effort (kN)
10
Résultats - Pieu activé N°18 (sous voile) BENCHMARK zNGF (m)zNGF (m)
ΔEffort (kN)Effort (kN)
11
Résultats - Pieu non - activé N°15 (sous voile)
BENCHMARK
zNGF (m)zNGF (m)
ΔEffort (kN)Effort (kN)
12
Résultats - Impact de l’activation énergétique sur les sollicitations du radier
BENCHMARK
17.35
15.00
12.00
9.00
6.00
3.00
0.00
-3.00
-6.00
-9.00
-12.00
-15.00
-16.00
Mmin=-16.60 kNmMmax=17.18 kNm
M[kNm]
2m
SEPT-SORTS
13
2m15 18
29
Structure d’un pieu géothermique
0,30
8,10
0,60SOL
Cage
d’armatures
Echangeurs
thermiques
Béton
Z (m)0
extensiomètre
14
Φ420
SOL
Cage
d’armatures
Echangeurs
thermiques
Béton
Z (m)0
-0,98
-2.58
Capteurs Sept-Sorts
Extensomètre
-4.39
-6.19
-7.77
Extensomètres à corde vibrante ECV 150
Paramètre Valeur
Gamme 3000μm/m
Sensibilité 1μm/m
Température d’utilisation -20°C +80°C
Mesure de température Thermistance
15
Φ420
16
SEPT-SORTS
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
-10
0
10
20
30
40
02/09/16 01/12/16 01/03/17 30/05/17
Te
mp
era
ture
[°C
]
Dé
form
ati
on
[μm
/m
]
Date
Sensor P29Z0.98T(°C) - P29Z0.98
Pieu activé N°29 (sous radier)Résultats du suivi pour la période Septembre 2016 – Mai 2017
P29
17
SEPT-SORTS Pieu activé N°29 (sous radier)Résultats du suivi : Mars 2017
-10
0
10
20
30
40
-10
0
10
20
30
40
01/03/17 04/03/17 07/03/17 10/03/17
Pré
cip
ita
tio
ns
[mm
]
Dé
form
ati
on
[μm
/m
]
Date
Sensor P29Z0.98 Sensor P29Z0.98bSensor P29Z2.58 Sensor P29Z4.39Sensor P29Z6.19 Sensor P29Z7.70precipitations Cumul en 24h
18
ESSAIS COMPLÉMENTAIRES
Chauffage → Dilatation
Refroidissement → Contraction
Essais de cisaillement direct pour étudier le comportement thermomécanique de l’interface sol-structure
τ σ𝑛
MACHINE DE CISAILLEMENT POUR ÉTUDIER LE COMPORTEMENT THERMOMÉCANIQUE DE L’INTERFACE
SOL-STRUCTURE
19
Essais de cisaillement directmonotones et cycliques selon lesmodes suivants:
• Contrainte normale imposée (CNL)
• Volume constant (VC)
• Rigidité normale imposée (CNS)
MACHINE DE CISAILLEMENT POUR ÉTUDIER LE COMPORTEMENT THERMOMÉCANIQUE DE L’INTERFACE
SOL-STRUCTURE
20
Chargement mécanique:
• Charge axiale maximale: 10kN• Déplacement axial (course): 100mm
• Charge de cisaillement maximale: 10kN• Taux de cisaillement: 0.00001-2000 mm/min• Capteur de déplacement (cisaillement):
40mm• Gamme de fréquence pour les essais
cycliques: 0-10Hz
MACHINE DE CISAILLEMENT POUR ÉTUDIER LE COMPORTEMENT THERMOMÉCANIQUE DE L’INTERFACE
SOL-STRUCTURE
21
Chargement thermique:
• Thermostat de chauffage: 0-50°C• 3 Sondes PT100, précision 0.1°C
• Capteur HUBER – T° dans le circuit
• Capteur BOTTOM – T° sous échantillon (pilote)
• Capteur TOP – T° sur échantillon • Essais monotones et cycliques
T sensor
SAND
CONCRETE
T
B
H
MACHINE DE CISAILLEMENT POUR ÉTUDIER LE COMPORTEMENT THERMOMÉCANIQUE DE L’INTERFACE
SOL-STRUCTURE
22
H=11.1mm
l=100 mm
L=
14
0 m
m
Bottom temperature sensorPrecision: 0.1°C
MACHINE DE CISAILLEMENT POUR ÉTUDIER LE COMPORTEMENT THERMOMÉCANIQUE DE L’INTERFACE
SOL-STRUCTURE
23
14
0 m
mH=11.1 mm
100 mm
10
0 m
m H=50.2 mm
MACHINE DE CISAILLEMENT POUR ÉTUDIER LE COMPORTEMENT THERMOMÉCANIQUE DE L’INTERFACE
SOL-STRUCTURE
24
MACHINE DE CISAILLEMENT POUR ÉTUDIER LE COMPORTEMENT THERMOMÉCANIQUE DE L’INTERFACE SOL-STRUCTURE
25
L’ EFFET DE 10 CYCLES DE TEMPÉRATURE ( 8-18°C) SUR L’INTERFACE SABLE BÉTON
26
Température
ρ [kg/m3] ~1735
σ [kPa] 50 kPa, 100kPa, 150kPa
L’ EFFET DE 10 CYCLES DE TEMPÉRATURE ( 8-18°C) SUR L’INTERFACE SABLE BÉTON
27
-0,045
-0,035
-0,025
-0,015
-0,005
0,005
0
5
10
15
20
70 270 470 670 870 1070 1270 1470 1670 1870 2070
Ve
rtic
al
dis
pla
cem
en
t [m
m]
Te
mp
era
ture
[°C
]
Time [min]
Cycles de température
Temperature_bottom
Vertical displacement
L’ EFFET DE 10 CYCLES DE TEMPÉRATURE ( 8-18°C) SUR L’INTERFACE SABLE BÉTON
28
0
20
40
60
80
0 1 2 3 4 5
Sh
ea
r st
ress
[kP
a]
Horizontal displacement [mm]
Interface direct shear test
σ=150 kPa
σ=100 kPa
σ=50 kPa
29
Merci de votre attention !
L’ EFFET DE 10 CYCLES DE TEMPÉRATURE ( 8°C-18°C) SUR L’INTERFACE SABLE BÉTON
30
-0,03
-0,02
-0,02
-0,01
-0,01
0,00
0,01
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Ve
rtic
al d
isp
lace
me
nt
[mm
]
Temperature [°C]
Cyclic temperature test
Vertical extension
L’ EFFET DE 10 CYCLES DE TEMPÉRATURE ( 8°C-18°C) SUR L’INTERFACE SABLE BÉTON
31
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 50 100 150 200 250
She
ar s
tre
ss [
kPa]
Vertical stress [kPa]
Critical interface friction angle
8°C
13°C
18°C
10 Cycles 8°C-18°C
δ=23.98
δ=24,77
δ=26.17
δ=23.72