Ouvrages de soutènement

GUIDE TECHNIQU

laboratoire centraldes ponts et chaussées

service d'études techniqudes routes et autoroutes

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TEXSOLOuvrages de soutènement

GUIDE TECHNIQUE

Mars 1990

Document rédige par :

- Matoren Khay. Ingénieur ECP, Chef de la section Géosynthétiques et matériaux compositesau Centre d'Expérimentation Routière de Rouen

— Jean-Pierre Gigan. Ingénieur civil des Ponts et Chaussées, Chef du groupe Géologie-mécaniquedes sols au Laboratoire Régional des Ponts et Chaussées de l'Est Parisien (Le Bourget)

Diffusé par :

Le Laboratoire Central des Ponts et ChausséesService IST-Publications58, boulevard Lefebvre - 75732 PARIS CEDEX 15Tél. : 33 (I) 40 43 52 26 - Télécopie : 33 (1) 40 43 54 98 - Télex : lepari 200361 F

Le Service d'Études Techniques des Routes et AutoroutesBureau de Vente46, avenue Aristide Briand - 92223 BAGNEUXTél. : 33 ( I ) 46 11 31 53 et 33 ( I ) 46 11 31 55 - Télécopie : 33 ( I ) 46 1 1 3 1 69 -Télex : 260763 SETRA BAGNX

SOMMAIRE

Présentation par F. BAGUEL1N 5

I - INTRODUCTION 6

II - MATÉRIAU TEXSOL 6

II. 1 - Principe 6

11.2 - Principales propriétés du Texsol 7

11.3 - Composition du mélange Texsol 9

11.4 - Étude en laboratoire 11

[1.5 - Durabilité 12

III - DIMENSIONNEMENT 12

III. 1 - Mode de fonctionnement d'un mur en Texsol 12

III.2 Enseignements tirés des expérimentations du Centre d'Expéri-mentation Routière de Rouen 14

II 1.3 Propriétés mécaniques : résistance au cisaillement. Données

pour le calcul des ouvrages 1 6

111.4 Méthode pratique d'étude de stabilité des ouvrages en Texsol 24

111.5 - Conclusion 31

IV - DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES ANNEXES 35

IV. I - Bêche d'ancrage 35

IV.2 - Dispositif de drainage 35

V - EXÉCUTION DU CHANTIER 35

V.l - Travaux préparatoires 36

V.2 - Stockage des composants 36

V.3 - Fabrication et mise en oeuvre 36

V.4 - Compactage 37

V.5 - Réglage et finition 37

VI - CONTRÔLE DE QUALITÉ 40

VI. 1 - Contrôle des constituants 40

VI.2 - Contrôle d'exécution 40

VI.3 - Contrôle de l'ouvrage 42

ANNEXES

ANNEXE 1 - Calcul de la résistance en compression simple duTexsol. Mode d'élaboration et conditions d'utilisationdes abaques 43

ANNEXE 2 - Exemples de géométries de murs respectant les deuxcritères de stabilité 46

ANNEXE 3 - Eléments techniques relatifs aux matériaux et auxmatériels de mise en oeuvre 50

RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES 65

Présentation

François BAGUELINDirecteur Technique

Laboratoire central des Ponts et Chaussées

Utilisé pour la première fois en volume important en 1984, dans le cadre duchantier d'élargissement à trois voies de l'autoroute A7, le Texsol est maintenantun procédé connu et utilisé parmi les procédés et techniques modernes de renfor-cement et d'amélioration des sols développés au cours de ces dernières années.

Le Texsol est un matériau composite obtenu par mélange intime de sol et defils textiles continus.

Inventé par le Laboratoire central des Ponts et Chaussées et breveté en 1980,le procédé a été mis au point au Centre d'expérimentation routière (CER) du CETENormandie-Centre et exploité depuis 1984 par la Société d'Application du Texsol(SAT). Il a obtenu en 1985 le premier prix de l'Innovation du SyndicatProfessionnel des Entrepreneurs de Travaux Publics.

Grâce à ses propriétés mécaniques et l'intérêt technique du procédé, le Texsola trouvé un développement important dans le domaine des ouvrages de soutène-ment souple.

A la fin de 1988, quatre vingt cinq chantiers de taille variable avaient été réali-sés en France, représentant 110 000 m3 de Texsol dont 40 % en élargissement del'autoroute A7 entre Vienne et Valence. Depuis 1986, le développement à l'étran-ger a été engagé par la SAT.

Face à ces perspectives de développement, il a paru nécessaire, dans ledomaine de l'application soutènement, d'établir et de préciser les règles de dimen-sionnement et de réalisation des ouvrages en Texsol, et de fixer les spécificationstechniques liées à l'emploi du Texsol.

Ce travail est rendu possible grâce à l'effort de recherche important entreprisau sein du réseau des Laboratoires des Ponts et Chaussées, dont les actions ontété centrées principalement au cours de ces deux dernières années sur l'applica-tion soutènement.

Le présent guide s'appuie sur des résultats obtenus dans le cadre de cesactions de recherche. Un programme spécifique pour l'application soutènement aété réalisé au Centre d'expérimentation routière de Rouen (essais en vraie gran-deur de chargement jusqu'à la rupture de murs de soutènement) et au LCPC deNantes (essais sur modèles réduits en centrifugeuse).

Il bénéficie également de l'apport des observations et des expériences dechantiers réalisés au cours de ces dernières années.

Matériau nouveau de génie civil à potentiel de développement certain, le Texsolfait partie d'un thème de recherche important programmé par le LCPC.

Ce guide, destiné aux maîtres d'oeuvre et aux bureaux d'études, constitue à lafois un guide et une recommandation pour la réalisation des ouvrages de soutène-ment en Texsol. Bien qu'axées sur cette application, les règles techniques essen-tielles indiquées peuvent évidemment être utilisées pour d'autres types de réalisa-tion en Texsol.

Il s'inscrit dans le cadre évolutif que constituent les progrès de connaissancesprévisibles de la recherche en cours, en particulier dans le domaine du comporte-ment du matériau et de sa modélisation, ainsi que dans le domaine de la techno-logie.

I - INTRODUCTION

L'objectif de ce guide technique est de fournir aux maîtres d'oeuvre et aux bureauxd'étude des règles pratiques de dimensionnement et de réalisation des ouvrages de soutè-nement en Texsol. Il s'appuie sur :

- la détermination de la résistance au cisaillement du mélange Texsol, faisant apparaîtreune anisotropie des caractéristiques mécaniques ;

- les expérimentations en vraie grandeur des murs de soutènement du Centre d'Expéri-mentation Routière de Rouen (CER), dont les résultats ont été analysés par différentesméthodes ;

- les études paramétriques, prenant en considération les principales caractéristiques géo-métriques des ouvrages, et principalement l'inclinaison du parement avant ;

- les connaissances actuelles du procédé Texsol.

Les points suivants y seront traités :

- le matériau Texsol : technologie et propriétés,- le dimensionnement des ouvrages de soutènement,- l'exécution du chantier,- le contrôle de qualité.

Le document s'attache à définir une méthodologie de référence facilitant les relationsentre maître d'oeuvre et entreprise, simple d'application et garantissant une stabilité satis-faisante des ouvrages.

II - MATKRIAU TEXSOLII. 1 - Principe

Le Texsol est un matériau composite obtenu par mélange intime et homogène de sol etde fils textiles continus (fîg.l). Ce mélange est réalisé en place.

• • >

| * vFig. 1 Texsol : mélange intime de sol et de fils textiles continus.

Le procédé associe au matériau de base des fils textiles continus, dont les principales pro-priétés sont leur résistance à la traction relativement élevée pour un poids faible, et leursouplesse.

Le mélange présente une résistance mécanique nettement supérieure à celle du matériaude base se traduisant, en particulier dans le cas d'un matériau granulaire, par une cohé-sion apparente et une déformation à la rupture accrue.

Le mélange est obtenu par projection simultanée de sable et de fil textile. Différentestechniques sont utilisées pour réaliser la fabrication et la mise en oeuvre simultanées.

II.2 - Principales propriétés du Texsol

Les propriétés du composite "Texsol" sont fonction :

- des propriétés des composants sol et fil textile ;- de sa teneur en fil ;- de la méthode de mélange ou de la distribution des fils dans le sol ;- des paramètres d'état du mélange : densité et teneur en eau.

En règle générale, le mélange conserve le module de déformation initiale du sol de base,ainsi que son coefficient de perméabilité. Sa teneur pondérale en fil couramment prati-quée varie entre 0,1 et 0,2 %. Ce qui représente, dans le cas d'une formule avec du sablede 18 kN/m' de poids volumique et d'un fil textile de 167 dtex. une longueur de fil parm" de mélange variant entre 100 et 200 km. Le maillage en réseau fibreux confère aumatériau granulaire des propriétés mécaniques et hydrauliques intéressantes.

Le mélange présente, du fait de la méthode de mise en place actuellement utilisée, uneanisotropie de résistance mécanique.

Les principales propriétés mécaniques caractéristiques du Texsol sont :

- une résistance à la compression simple de l'ordre de 500 kPa/0,1 % de teneur pondéraleen fil ;

- une cohésion apparente à l'essai triaxial de l'ordre de 100 kPa/0,1 % de teneur pondé-rale en fil ;

- un angle de frottement interne égal ou supérieur à celui du sol de base :

«fcexsol = <Psol + A(P

A(p varie de l'ordre de 0 à 10°

- une déformation à la rupture en essai de cisaillement égale ou supérieure à celui du solde base :

Er Texsoi = £, soi + A e ,

Ae,. varie de l'ordre de 0 à 10 %

Ces caractéristiques montrent une capacité de déformation avant rupture intéressante dumatériau (fig. 2 et 3).

A titre indicatif, les caractéristiques c'et q>" de quelques sables obtenues à l'essai triaxialainsi que leur courbe granulométrique sont données dans le tableau 1 et la figure 4.

L'étude du comportement dynamique du matériau indique en outre une très grande capa-cité d'absorption d'énergie par déformation irréversible, donc des propriétés amortisseursintéressantes.

a, -

1000.

500-

100

o3 (kPa)

/

/

r 1 1

/ /

' ^

Sable

150kPa

, . 100

50

5Cde clain 0 /

1 1 1

AV (cm3)

TexsolFil polyester330 dtexà 0.15%

10c 1%)

c (%)

100

50kPa

Kig. 2 F.xcmple de courbe effort-déformation à l'essai triaxial(chantier A10 - Châtellerault).

p 0 , - 0 3 (kPa)

300.-

200..

100..

50 . 00 a IkPa)

Fig. 3 Chantier de l'autoroute A10(Châtellerault).

Tamisats (%)

100

l'ig. 4 Courbes granulometriques.1 : sable fin naturel 0,0, 3 mm

(Fontainebleau)2 : sable grossier partiellement

concassé 0/5 mm (Seine).3 : sable grossier entièrement

concassé 0/10 mm (Doubs).

TAEiLEAU I Texsol

Sable(mm)

0/0,30 0.30/50/10

Fil(dtex)

50167330330

Teneur en lil(%)

0.20.20.20,15

C(kPa)

356208190245

C)

36424845

La technologie de mélange actuelle (voie humide ou voie sèche) conduit à un mélangeanisotrope. Cette anisotropie de construction conduit à une anisotropie de caractéristiquesmécaniques. Elle a été mise en évidence et mesurée à l'essai de cisaillement direct.

La cohésion apparente et l'angle de frottement interne mesurés varient selon l'inclinai-son du plan de cisaillement par rapport au plan de dépôt.

Comme pour la plupart des matériaux de construction, cette anisotropie doit être connueet prise en compte dans la méthode de construction, afin de renforcer la structure dans ladirection des sollicitations envisagées {cf. paragraphe III.3 "Propriétés mécaniques :résistance au cisaillement - Données pour le calcul des ouvrages").

11.3 - Composition du mélange Texsol

Les constituants du Texsol sont le sol (matériau de base) et les fils textiles (matériau derenforcement).

ll.3.a - Les sols

Choix des sols

La plupart des sols sableux ainsi que les granulats concassés ou partiellement concassésconviennent au procédé Texsol.

Ils doivent satisfaire aux spécifications indiquées ci-dessous afin d'obtenir un mélangeTexsol de bonne qualité. Les critères de choix tiennent compte également de l'aptitude àla manipulation et à la mise en oeuvre du matériau, ainsi que des spécifications concer-nant ses caractéristiques physico-chimiques de façon à préserver les qualités des fils tex-tiles utilisés dans le mélange.

Le choix du matériau de base doit répondre par ailleurs à des considérations d'ordre éco-nomique, l'intérêt de la technique est caractérisé en partie par sa possibilité d'emploi desmatériaux locaux ou proches du chantier.

Le procédé est particulièrement performant dans le cas du matériau de base frottant. Lesmatériaux granulaires ou pulvérulents conviennent parfaitement à la technique.

Les caractéristiques suivantes sont utilisées pour définir les sols : nature physico-chimi-que, granularité. angularité et propreté. La classification est celle définie par laRecommandation pour les Terrassements Routiers (RTR), LCPC-SETRA, janv. 1976 .

Spécifications

Les spécifications tiennent compte de la technologie actuelle de mélange, ainsi que de lanature de l'ouvrage à réaliser.

Dans le cas où l'on craint la saturation en eau et surtout la mise en charge hydraulique duTexsol (premier cas), seuls les sols D{ ou D, de la classification RTR peuvent être uti-lisés.

Dans les autres cas (deuxième cas), les sols B, ou B, sont autorisés.

Actuellement, pour des raisons technologiques, la dimension des plus gros grains (D) estlimitée à 20 mm.

Dans des cas particuliers, l'emploi d'autres sols doit faire l'objet d'une étude et d'unagrément techniques préalables par le maître d'oeuvre.

On trouvera, en annexes, quelques exemples de granularité des sols utilisés ces dernièresannées sur différents chantiers en France.

Sols sableux ou graveleux avec fines D < 50 mm

Sous-classe

< 80

5à

12 %

> 2•mu

<30 %

>30 %

ES

B,> 35

B,> 25

Sols les plusfréquemment

rencontres

Sables silteux

Ci ravessilteuses

Caractères principaux

Leurs fines étant enpourcentage limité etpeu ou pas plastiques.

lent comme des solsinsensibles à l'eau

Cf. ci-dessus B,

Classement d'après

Moyens d'évaluationde l'état

Voir classe D

Voir classe D

Classification B

'état du sol

cas possibles Commentaires

Voir classe D

Voir classe D

Sols et roches insensibles à l'eau

Sous- classe

D

< 50 mm

> 2 11îiii

» ,

< 30 %

D, >30 %

Sols les plusfréquemment

rencontrés

Sablesalluvionnaires

propres

Sablesde dune

Gravesalluvionnaires

propresSables

Tamisât à 80 (im <

Caractères principaux

Ces sols sont sanscohésion et perméa-bles. Leur granulo-métrie souvent malgraduée et de petitcalibre les rend 1resérodables et d'unetraficabilité difficile

cohésion et perméa-bles

Après compactage ilssont d'autant moinsérodables et d'autantplus aptes à supporterle trafic qu'ils sontbien gradués

5 %

Classement d'après

Moyens d'évaluationde l'état

Classification D

'état c

cas possibles

u sol

Commentaires

Rappel des tableaux définissant les classes B, . B,, D, et D, de la RTR

HJ.b - Les fils textiles

Les fils textiles destinés au procédé Texsol doivent présenter certaines propriétés physico-chimiques et mécaniques imposées par leurs conditions de mise en oeuvre et de fonction-nement dans le mélange.

Caractéristiques des fils textiles

Les fils textiles sont caractérisés par :

- la nature chimique du polymère de base ;- la structure du fil ;- la masse linéique ou titre du fil ;- la composition : nombre de filaments ;

la ténacité ;l'allongement de rupture ;le module d'élasticité ;

- la présentation.

10

Spc'c •///( citions

Les spécifications tiennent compte de la technologie actuelle de mélange. Les fils utilisésdoivent satisfaire aux conditions suivantes :

- nature physico-chimique : pour les ouvrages permanents, seuls les fils textiles chimi-ques synthétiques de polyester sont autorisés ;

- structure tic fils : les fils non étirés ou textures ne sont pas admis ;

- titre : À. < 400 dtex ;

- ténacité : 2, > 30 cN/tex ;

- allongement de rupture : ey < 30 % ;

- module de déformation initiale : ./, > 500 cN/tex ;

- présentation : conditionnement de type bobines ;

- le nombre de filaments constituant le fil doit être indiqué.

L'utilisation de fibres autres que le polyester, par exemple dans le cas des ouvrages pro-visoires, doit être soumise à une étude en laboratoire et à un agrément technique préala-bles par le maître d'oeuvre (tableau II).

TABLEAU II

Caractéristiques indicatives des fils textiles couramment utilisés dans le mélange Texsol

Nature

PolyesterPF.S

Typede fil

Filà

étirageintégré

Titre(dtex)

50167330280280

Nombrede filaments

1630606048

Ténacité(cN/tex)

4036375861

Allongementa la rupture

(%)

2526271914

Moduleinitial

(cN te\)

970770950790800

11.4 - Étude en laboratoire

Le mélange Texsol doit satisfaire à un certain nombre de critères requis pour l'ouvrage àconstruire. Sa composition doit être étudiée et ses performances mécaniques ou hydrody-namiques évaluées en laboratoire.

L'étude en laboratoire comprend :

- l'identification du sol utilisé (généralement du sable) : analyse granulométrique, essaide propreté (équivalent de sable Es ou valeur de bleu V ), et essai de compactage Proctornormal. La provenance du matériau permet de savoir s'il comporte une fraction deconcassé ou s'il est entièrement roulé ;

- des essais de résistance à la compression simple, des essais triaxiaux et/ou des essais decisaillement direct sur le mélange Texsol, et éventuellement sur le sable de base.

Ces études de laboratoire ont pour objet de mesurer les performances du Texsol en fonc-tion des paramètres de composition et de fabrication du mélange. Elles permettent decomparer les performances d'une formule donnée à celles de formules déjà connues pardes études complètes, par des essais en vraie grandeur sur des ouvrages expérimentaux etpar les observations faites sur des ouvrages réels.

11

Les formules, ayant déjà fait l'objet d'une étude complète incluant la détermination de lacourbe, donnant la cohésion du Texsol en fonction de l'angle du plan de cisaillement parrapport au plan préférentiel de dépôt a, sont désignées par le terme de "matériau Texsolde référence". Un matériau Texsol de référence 7, est défini par les caractéristiques dusol de base, celles du fil textile utilisé, la teneur en fil et par le mode de mise en oeuvre :type de machine employé, modalités particulières éventuelles de compactage ou d'amé-lioration. Le matériau de référence est caractérisé par ses différentes propriétés et no-tamment par la résistance à la compression simple R et par la courbe de cohésionc, = F(a).

Les règles d'utilisation des résultats relatifs aux formules de référence sont indiquées auparagraphe III - 3 "Propriétés mécaniques : résistance au cisaillement - Données pour lecalcul des ouvrages".

Les essais doivent être exécutés sur des éprouvettes Texsol préparées en laboratoire aumoyen d'une machine agréée, ou sur des éprouvettes fabriquées directement dans desmoules d'essai au moyen des machines texsoleuses de chantier.

La procédure d'essai utilisée sera celle des normes AFNOR et des modes opératoires LPC,ainsi que celle spécifique au Texsol.

Dans certains cas particuliers de conditions de chantier et de nature de l'ouvrage, et sui-vant les prescriptions du Cahier des Clauses Techniques Particulières (CCTP), d'autresessais que ceux cités précédemment peuvent être spécifiés.

Dans tous les cas, les formules de Texsol doivent être étudiées avec des teneurs pondéra-les en fil > 0,1 %.

L'emploi d'additifs ou d'adjuvants, autres que les constituants traditionnels (sols et fils),doit faire l'objet d'une étude de laboratoire et d'un agrément technique préalables par lemaître d'oeuvre.

11.5 - Durabilité

Les ouvrages en Texsol peuvent être, selon leur durée de vie, des ouvrages provisoire oudéfinitif. Pour ces ouvrages, les spécifications techniques indiquées dans la présente noteprennent en compte l'état actuel des connaissances sur la durabilité et le comportement àlong terme des fils textiles (cf. annexes).

Les connaissances acquises dans le domaine des polymères et de l'utilisation des fibrestextiles de polymère en génie civil depuis une vingtaine d'années montrent que leur duréede vie est suffisante pour les utilisations en technique routière.

Des précautions simples sont à prendre pour éviter des dégradations dues au rayonnementsolaire, ou causées par des sollicitations mécaniques anormales à la mise en oeuvre,conformément aux indications du chapitre V "Exécution du chantier".

III - DIMENSIONNEMENT

illl.l - Mode de fonctionnement d'un mur en Texsol

Selon la géométrie du projet et son mode de réalisation, un ouvrage en Texsol peut êtreconsidéré :

soit comme un renforcement de massif au voisinage du parement (c'est le cas pourl'exemple de la figure 5a correspondant à la stabilisation d'un talus de déblai) ;

- soit comme un véritable mur de soutènement soumis à la poussée des terres, et plus oumoins encastré dans le sol de fondation par l'intermédiaire d'une bêche (fig. 5b).

Fig. 5 - Coupes types d'ouvrages en Texsol.

0,80m

Fig. 5a - Application de type renforcement de talusde déblai (Deauville).

'

Fig. 5/> Application de type mur de soutènement(RATP-Croix-de-Berny).

0.60m

Fig. 5c Cas intermédiaire pouvant être considérécomme un soutènement ou un renforcementde talus (Argenteuil).

Déblai marne

Dans le premier cas, l'analyse de stabilité relève des méthodes classiques d'étude de sta-bilité des pentes.

Dans le deuxième cas, l'analyse est plus complexe. On pourra considérer que l'ouvrageen Texsol fonctionne comme un mur poids, ainsi que l'ont prouvé les expérimentationsdu CHR. Toutefois, ce mur présente la particularité de posséder un module de déformationdu même ordre de grandeur que celui du massif soutenu. Il faudra en tenir compte dansl'appréciation de l'inclinaison des efforts de poussée.

On devra séparer l'étude de stabilité externe, pour laquelle on se référera aux méthodesclassiques appliquées aux ouvrages de soutènement, et l'étude de stabilité interne pourlaquelle, compte tenu de notre connaissance actuelle de la rhéologie du matériau, desschémas d'étude très simplifiés seront proposés.

Evidemment, de nombreuses situations correspondent à des schémas intermédiaires entrele cas de "stabilisation de pente" et de "mur de soutènement" (fig. 5c). A partir de diver-ses études paramétriques, les critères de choix entre méthodes d'étude de stabilité de type"pente" et de type "mur" ont pu être précisés.

13

III.2 - Enseignements tirés des expérimentations du CKR

Au cours de ces expérimentations, qui se sont déroulées en 1987 et 1988, deux types demur ont été sollicités jusqu'à la rupture :

- plusieurs murs de 3 m de hauteur, à parement incliné à 68° sur l'horizontale, sollicitéspar surcharge (fig. 6 - mur n° 2) ;

Fig. 6 Coupe transversaledu mur expérimentaln° 2 du Cm.

Largeur d'application dela surcharge

u.UAHU.UCapteurs dedéplacement V

H = 3mTout venanten place

0,6 0,6 1 5It * *

Capteurs de pression totale

3m

- un mur de 6 m de hauteur, à parement vertical, soumis à une poussée hydrostatique(fig. 7a et 7b - mur n° 6).

Fig. la - Coupe transversale du mur expérimental n° 6 du Ci K.

IPE 400

1.50m 1,50m

Dans les deux cas, les suivis des déformations du parement, au cours du chargement,indiquent un mouvement de rotation d'ensemble du mur par rapport à un point situé trèslégèrement sous le pied du parement (fig. 8 et 9).

14

Fig. 1bMur n° 6 du O R .Essai de chargementà la rupture.

Fig. X Déformées successives du parement avant du Fig. 9 Déformée du parement pour des hauteursmur n° 2. d'eau croissantes.

Position des capteurs (m)

4,5,

i, -

3,5

I

2,5

Valeur de la surcharge (kPa)_.66,5 76,8

71,5 76.8 * 1 minute74 (amorce de la rupture)

20 40 60 80 100 120 140 160 180Déplacement horizontal (mm)

1.5.

1

0,5

12 3

/

I,//

5

i

yHauteur d

1 :23

1.03m1.55m2m

«'LUI

4 :5 :6 :

5

2.55m2.75m2,90m

i j

30 45 60 75 90 105 120

Déplacement horizontal (mm)

La rupture se produit par basculement du mur vers l'avant et s'explique par "l'écrase-ment" du Texsol à la base du mur.

En supposant une distribution linéaire des contraintes dans une section horizontale enpied du parement, on peut vérifier, pour le mur n° 6, qu'au moment de la rupture, lacontrainte à l'avant du mur correspond à la résistance en compression simple du Texsol.Les mesures de pression au sein du mur confirment les résultats du calcul.

Pour le mur n° 2, l'interprétation est plus délicate du fait de la méconnaissance de lacohésion du remblai de poussée à l'arrière du mur. On aboutit cependant aux mêmesconclusions en adoptant la valeur de 5 kPa pour cette cohésion.

15

Pour les deux types de mur. et dans les conditions de la rupture, le coefficient de sécuritéen rupture circulaire est largement supérieur à 1.

Cependant, il faut signaler que les expérimentations n'ont été réalisées que sur des murs: parement "raide" ci qu'il ne faudrait pas généraliser ces résultats a des murs d'inclinaison de parement plus faible.

De ces expérimentations, on retiendra schématiquement les enseignements suivants :

- une bonne validation de méthode de calcul traditionnelle ;- la rupture par écrasement bien caractérisée par la résistance à la compression simple duTexsol.

En revanche, étant donné le mode de rupture des ouvrages testés, ce type d'expérimenta-tion apporte peu d'information sur les valeurs de cohésion et la loi d'anisotropie du maté-riau.

111.3 - Propriétés mécaniques : résistance au cisaillement - Données pour le calculdes ouvrages

IIl.3.a - Notations utilisées

• (X : angle d'inclinaison du plan de dépôt du Texsol par rapport au plan de cisaillement ;

• di ou d : teneur pondérale en fil du mélange Texsol ;

• T : matériau Texsol de référence ;

• R : résistance à la compression simple du matériau Texsol de référence T ;

• cœ : cohésion anisotrope du matériau Texsol de référence T pour l'inclinaison a duplan de dépôt ;

• R : résistance à la compression simple du matériau Texsol déduite de R par correctionen fonction de la teneur en fil ;

• ca : cohésion anisotrope du matériau Texsol déduite de cœ par correction en fonction dela teneur en fil ;

• R' : résistance à la compression simple du matériau Texsol du projet déduite de R dumatériau Texsol de référence T. le plus proche avec un coefficient réducteur de 1/1,2;

• r'(i ou c'a : cohésion anisotrope du matériau Texsol du projet déduite par affinité de cm

ou ca. du matériau Texsol de référence T le plus proche ;

• R k : résistance à la compression simple du mélange Texsol de l'essai de convenance ;

• c^ : cohésion anisotrope du mélange Texsol de l'essai de convenance pour l'inclinaisona du plan de dépôt ;

• c\ et <py : cohésion apparente et angle de frottement interne du sable (sans fil) ;

• c\ et cp, : cohésion et angle de frottement interne du matériau Texsol.

16

III.3.b - Propriétés mécaniques

La résistance au cisaillement du Texsol résulte de la mobilisation des résistances du sol etdes fils textiles au niveau, d'une part, lors des contacts grains élémentaires du sol et desfils textiles et, d'autre part, dans la structure de l'assemblage des grains du sol et duréseau de fil. Des déformations et déplacements sont nécessaires pour mobiliser ces résis-tances.

Les essais réalisés ces dernières années ont montré que lorsque le plan de cisaillementcorrespond au plan de dépôt, la cohésion du mélange est beaucoup plus faible que celledéterminée à l'essai triaxial.

Cette anisotropie de structure a fait l'objet d'une étude en laboratoire à la boîte de ci-saillement de grande dimension.

Elle montre que le Texsol présente, du fait de la méthode de mise en place actuelle, uneanisotropie des caractéristiques mécaniques (une cohésion et un angle de frottementinterne anisotropes), c'est-à-dire variables selon l'inclinaison du plan de cisaillement parrapport au plan de dépôt.

C'est ainsi que l'on obtient la courbe d'anisotropie de cohésion pour les conditions sui-vantes (fig. 10) :

•rCohésion C, (kPa

400300mm

////AI

300- .

lïg. 10 Anisotropie de cohésion du Texsol. Valeurs 200.expérimentales déterminées par des essais decisaillement direct.

10 20 30 45 90 135 180

al°) Angle entre le plan de dépôt et le plan de cisaillement

- sable partiellement concassé 0/5 mm (vallée de seine - STRHF), (fig. I l ) :- fil textile plat de polyester standard 167 dtex ;- teneur en fil de 0,2 % ;- densité égale à la densité Proctor normal ;- mise en oeuvre de laboratoire simulant la production des machines type "texsoleuse".

Fig.

Tarn100

90

fln

70

60

50

40

30

20

10

11 Courbe granulométrique du sable 0'5mm.

sats {%)

\

\s.\

\

\

\\\

\

10 5 CU 0.2 0.1 0,08p (mm)

Analyse granulomélTique

mm

20

14

H)

6.3

5

4

1

0.5

0.2

0.08

Tamisats %

minima maxima moyenne

100

98

S 5

58

35

0.3

D = 5 mm ; = 0,8 mm

17

On en déduit la loi d'anisotropie de cohésion du Texsol représentée sur la figure 12. Lafigure 13 montre également la variation de l'angle de frottement interne du Texsol, enfonction de l'inclinaison du plan de dépôt par rapport au plan de cisaillement.

Fig. 12 Anisotropie de co-hésion du Texsol. Courbe deK le renée.

Cohésion Ct (kPa)

200

100

16,5 (

c,=r =

-

-

0.030.98

*s10°

« ' • 1 .

^ " 2 5 °

32kPa1

27 a - 16

y

z ' 36°

67kPa

i

,5

/

100kPa

i i

/

/

60°

/75°/ 280kPa

200kPa

i i

0 10 20 30 £0 50 60 70 80 90

ex (°) Angle entre le plan de dépôt et le plan de cisaillement

Fig. 13 Variation de l'anglede frottement interne du Texsol.Valeurs expérimentales détermi-nées par essais de cisaillementdirect

Angle de frottementinterne ip, (°)

300mmI-v fà500mm

10 20 30 45 90 135 180

a(°) Angle entre le plan de dépôt et le plan de cisaillement

D'après ces courbes, on s'aperçoit que la cohésion est de 16,5 kPa, si le plan de cisaille-ment correspond au plan de dépôt. Elle est de 42 kPa, si le plan de cisaillement duTexsol est incliné à 15° par rapport au plan de dépôt. L'angle de frottement interne duTexsol passe respectivement de 36 à 43°.

Les valeurs précédentes correspondent à des caractéristiques de "pic" et sont obtenuespour des déformations pouvant atteindre 10 % ou plus. Elles soulignent les capacités desouvrages à subir de grandes déformations sans se rompre.

Les méthodes d'étude de stabilité développées ci-après, et notamment le calcul en rupturecirculaire, prennent en considération ces caractéristiques à la "rupture". Elles supposentdonc des possibilités de déformations importantes avant rupture. Ainsi, pour donner unordre de grandeur, le déplacement en tête peut atteindre 1 % de la hauteur de l'ouvrage.

Dans le cas où des conditions de déformation plus sévères sont imposées par l'environne-ment, des coefficients de sécurité plus élevés que ceux indiqués dans cette note, pourrontêtre demandés.

18

111.3.C - Définition du matériau de référence

Les valeurs numériques indiquées sur les figures 10, 12 et 13 correspondent à un type desable, un type de fil et un mode de mise en oeuvre déterminés.

Avec des matériaux granulaires notablement différents ou d'autres fils et d'autres maté-riels ou modalités de mise en oeuvre, les valeurs de la cohésion du mélange et le degréd'anisotropie sont différents.

Il faut donc choisir les caractéristiques du Texsol pour le calcul des ouvrages, en tenantcompte des matériaux et des conditions d'exécution qui seront utilisés.

La résistance à la compression simple et la cohésion anisotrope sont les caractéristiquesmécaniques nécessaires au calcul des ouvrages de soutènement.

Dans l'état actuel des connaissances, il ne sera pas tenu compte de l'anisotropie de l'an-gle de frottement interne dans les calculs.

La mesure de la résistance à la compression simple est un essai facile à réaliser et se pra-tique sur des éprouvettes de petite dimension (diamètre de 100 ou 150 mm). Il sera donc-fait appel à cet essai à chaque fois qu'un contrôle comparatif des performances d'unmélange donné est nécessaire.

Kn revanche, les essais de cisaillement direct, correspondant aux conditions de mise enoeuvre déterminées, exigent des éprouvettes de grande dimension (500 x 500 x 300 mm )pour pouvoir être réalisés dans des conditions réelles de production ou simulant de façonproche ces conditions, et imposent une série d'éprouvettes d'essai si l'on veut détermineravec précision l'ensemble de la courbe d'anisotropie de cohésion ca. Une série complèted'essais demandant plusieurs tonnes de matériau et un délai de réponse long, il n'est pasréaliste de réaliser une telle série pour chaque ouvrage. Compte tenu, d'ailleurs, de l'en-semble des connaissances acquises sur le matériau Texsol, une étude complète ne s'im-pose pas pour chaque ouvrage.

La méthodologie retenue pour approcher au mieux les valeurs à prendre en compte danschaque cas, tout en conservant la sécurité nécessaire, consiste (ainsi qu'il a été indiqué auparagraphe II.4 "Etude en laboratoire") à faire appel à la notion de "matériau Texsol deréférence Tt.

Lin matériau Texsol de référence est défini par un lype de sable, un type de fil et unmode de mise en oeuvre.

Il est caractérisé par l'ensemble des valeurs de la résistance à la compression simple Rdéterminées en fonction de la teneur en fil et par la courbe c = F((X) pour une teneur enfil déterminée.

Ces valeurs de référence sont applicables :

- pour une famille donnée de sables, définie par des seuils fixés des paramètres d'identi-fication (granularité, propreté, etc.) ;

- pour une famille donnée de fils, définie également par des valeurs limites des différentsparamètres d'identification du fil ;

- pour un certain mode de mise en oeuvre.

Actuellement, l'étude complète d'un matériau Texsol de référence ( Tj) a été effectuée,ses caractéristiques et son domaine de validité sont donnés dans la fiche "matériau Texsolde référence T," et sur les figures 14. 15 et 16. Des études sont en cours pour d'autresmatériaux de référence. Les fiches techniques correspondantes seront publiées au fur et àmesure de leur disponibilité.

19

MATÉRIAU TEXSOL DE RÉFÉRENCE T,

MATERIAU

Sable

D = 5 mm.D50 = 0.75 mm.Es = 50.Indice de concassage = 15 %.

Fil textile

Polyester, fil plat.Titre = 167dtex.Ténacité = 36 cN/tex.Allongement de rupture = 26 %.

Teneur pondéraleen fil

0,2 %.

Mise en œuvre

Machine de laboratoire n° 3 reproduisant la mise en œuvreà la texsoleuse.

CARACTÉRISTIQUES MÉCANIQUES

Sable

Cs = 9kPa.(ps = 36,2°

(mesurés à la boîte de cisaillement direct).

Texsol

C, = / ( o ) (fig. 15).

Fig. 14 Matériau de référence Texsol T l .Résistance à la compression simple en fonction dela teneur en fil.

2250

2000..

Ml

1500..

1250..

1000..

750..

500..

2S0 ..

,_ Résistance à la compressionsimple (kPa)

0.1 0.2 0.3Teneur en fil (%)

Rc = 8298d - 430 r = 0.997PES = 167 dtex/30Sable semi-concassé propre 0/5mm ISeine)Rc = f (teneur en fil)

Kig. 15 Cohésion anisotrope du Texsol pourl'inclinaison du plan de dépôt Cr = / ( a ) .

Cohésion C( (kPa)300 r

C, = 0.03 a2 . 1.27a . 16.5r = 0.98

20(

16.5

60° 200kPo

36° lOOkPa

67kPa

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

01 CI Angle entre le plan de dépôt el le pion de cisaillement

DOMAIN!' Dl VALIDITÉ

Sable

D < 10 mm.- 0,4 m m < DS() < 3 m m .

E s > 35.Sable par t ie l lement ou en t iè rement concassé (fig, 16).tps ^ 34°.

Fig. 16 Fuseau de spécification des sables.

Tamisais [%)

90

H O

M l

,1)

50

(0

20

10

\

\

\

\

\

N\

\

\\\

\

\M

\\

20 10 5 2 1 O.i 0.2 0.1 0.0»

(mm)

ANALYSE CRANULOMETRIQIJE

D

2 O

1 1 .

1 O

6 . 3

S

* •

2

1

O ,U

O , 2

O ,O8

—

X O O

x o o

x o o

y *

6 o

1 O

Vr

O

AMI&ATS -

1 O O

1 O O

1 O O

1 O O

*

1 O O

x o o

w

5 O

*v

1.2

movtnnt

*

*

*

*

*

-

*

y«

y<

Fil textile

Polyester, fi] plat.Ténacité ^ 35 cN/tcx.Allongement 5$ 30 %.Titre :• Prédimensionnement = ^ 200dtex.• Convenance = pas de condition de titre.

Teneur pondéraleen fil

0,15 à 0,25 %.

IVIise en oeuvre

Tous modes de mise en œuvre.

21

llU.d - Données pour le calcul des ouvrages

Les différentes situations, dans lesquelles on peut se trouver, sont les suivantes :

1. Soit il s'agit du prédimensionnement d'un ouvrage dans la phase d'étude d'un projet ;

• soit il s'agit d'essais de convenance avant la construction de chaque ouvrage, essais àréaliser avec les matériaux et dans les conditions qui seront effectivement appliquées surchantier.

?.. Soit on se trouve dans le domaine de validité d'un matériau Texsol de référence (sableet fil dans les familles correspondantes, mêmes conditions de mise en oeuvre) ;

• soit on ne se trouve pas dans un tel domaine.

3. Soit la teneur en fil prévue lors de l'étude ou utilisée sur chantier est la même quecelle utilisée dans l'étude de référence pour la détermination de c = F(a) ;

• soit la teneur en fil retenue s'écarte de cette teneur en fil par suite des différences deperformance d'un fil par rapport à un autre à l'intérieur de la même famille de fils, oudes différences de performances d'un même fil avec des sables différents dans la mêmefamille de sable, ou par suite de la valeur minimale de R imposée par la stabilité internede l'ouvrage.

La procédure de choix et d'ajustement des données de résistance du Texsol dans ces dif-férents cas est indiquée dans les paragraphes suivants.

II 1.3.e - Procédure d'études

Etude de projet

!. Évaluation des conditions de travail prévisibles retenues pour le calcul du projet :

- type de sable ;- type de fil et teneur en fil ;- mode de mise en oeuvre.

2. Comparaison entre les conditions retenues et celles des matériaux de référence con-nus :

- comparaison du type de sable avec les familles pour lesquelles les données des maté-riaux de référence sont applicables ;- même comparaison pour le fil ;- comparaison pour la mise en oeuvre.

3. Si l'on se trouve dans le domaine de validité d'un matériau de référence T :

- si la teneur en fil prévue est la même que celle avec laquelle a été déterminée la courbec — F(a ), on utilise pour le projet les valeurs R et c = F(u) du matériau de référencesans modification ;

- si la teneur en fil prévue s'écarte, dans les limites autorisées indiquées dans la fiche dumatériau de référence, de celle utilisée dans l'étude du matériau de référence, on ajusteles valeurs de (cœ - c\) kPa de la courbe c. = F(a) proportionnellement à l'écart de teneuren fil ; on utilise alors pour le projet la courbe ajustée c = F(a).

4. Si l'on ne se trouve pas dans le domaine de validité d'un matériau de référence :

on détermine le matériau de référence T le plus proche des conditions prévues auprojet ;

12

- on procède aux abattements sur les valeurs de R et de c = F(a) (ou de R et de c =F(a) selon les cas), calculés de la façon suivante :

<<- 1,2

Coi ou . (pour a = 0) = (co/ ou . - cs )kPa

c.,, ou , - c , ou ,Cai ou,. = C,,, ou j + Si L L ^ i

Étude d'exécution - Essais de convenance

1. Identification des données :

- Sable : granularité, équivalent de sable, indice de concassage ;- Fil : le choix définitif du fil résultera de l'étude de convenance ;- Mode de mise en oeuvre retenu.

2. Comparaison entre les conditions des travaux et celles des matériaux de référenceconnus.

Tous les paramètres sont à considérer sauf le titre du fil qui pourra être modifié si lesrésultats d'essai y autorisent.

3. Si l'on se trouve dans le domaine de validité du matériau de référence T, appliquépour l'étude du projet :

- on fait un essai de compression simple (série de cinq éprouvettes) avec le fil prévu pourles travaux et la teneur en fil retenue lors de l'étude ;

- on compare le résultat R t avec la valeur R du matériau de référence à la même teneuren fil.

• Si R t se situe dans l'intervalle R ± 30 % :

- soit on ajuste la teneur en fil à utiliser dans les travaux, de façon proportionnelle, pourobtenir la résistance à la compression simple retenue lors de l'étude du projet, avec lacondition que la teneur en fil ne doit jamais être inférieure à 0,15 % (on considère alorsque le calcul de l'ouvrage fait au stade du projet reste valable) ;

- soit on refait les essais de compression simple avec un autre fil satisfaisant aux condi-tions de validité du matériau de référence, sauf éventuellement le titre, et on applique laprocédure précédente.

• Si R ( est en dehors de l'intervalle R ± 30 % :

- ou bien on refait les essais de compression simple avec d'autres fils ;- ou bien on se reporte au cas traité en 4.

4. Si l'on ne se trouve pas dans le domaine de validité d'un matériau de référence, onapplique la procédure suivante :

- détermination à la boîte de cisaillement de l'angle de frottement (pv du sable (sans fil)prévu pour les travaux ;

- essais de cisaillement direct à la boîte sur des éprouvettes produites avec les matériauxet dans les conditions prévues du chantier, pour les valeurs a = 0 et a = 25° et avec unecontrainte normale o = 25 ± 10 kPa ;

- on déduit des essais précédents les valeurs cok et c2Sk du matériau Texsol prévu pour lechantier en prenant (p = cp ;

23

- on détermine le matériau de référence le plus proche des conditions des travaux ;

- on procède ensuite à la détermination de ct = F(a) à partir des valeurs de la cohésionc du matériau de référence T calculées de la façon suivante :

c- = e . + (c - c )- col)

- on reprocède enfin au dimensionnement de l'ouvrage avec les données ainsi obtenues.

Le schéma d'étude est résumé sur les figures 24 et 25 (p. 33 et 34).

REMARQUE : Si l'on se trouve avec les données de chantier dans le domaine de validitéd'un matériau de référence différent de celui utilisé pour l'étude du projet, on doit refairele dimensionnement avec les données du nouveau matériau de référence.

III.4 - Méthode pratique d'étude de stabilité des ouvrages en Texsol

Les règles pratiques suivantes s'appliquent aux ouvrages dont la hauteur n'excède pas12 m dans des sols situés hors nappe, et dont l'épaisseur varie linéairement avec la pro-fondeur (forme trapézoïdale).

Certaines précautions sont à prendre dans leur transposition à des cas particuliers, telsque :

- mur à redans ;- mur sollicité par des forces extérieures en tête (présence d'une glissière de sécurité parexemple) ;- régimes hydrauliques particuliers ;- mur implanté sur un talus en forte pente (cas d'un élargissement de plate-forme en rem-blai) ;- ouvrage en site aquatique ;- ouvrage soumis à des sollicitations sismiques.

Une étude spécifique confiée à un géotechnicien est à prévoir dans ces différents cas.

III.4.a - Notations utilisées (Jïg. 17)

Par convention, le parement avant est àdroite du schéma.

0 angle du plan de dépôt par rapport àl'horizontale ;

0 angle du plan de dépôt par rapport àla normale au parement avant du mur ;

(X angle du plan de cisaillement considérépar rapport au plan de dépôt ;

|J angle du plan de cisaillement considérépar rapport à l'horizontale.

Fig. 17.

>4

lllA.b - Distinction de deux schémas d'étude en fonction de l'inclinaison du parementavant

Ouvrages dont /' inclinaison des parements avant est inférieure ou égale à 65°

Pour tous les murs dont l'angle du parement avant par rapport à l'horizontale est inférieurou égal à 65° (A.av), la seule vérification à réaliser est celle de type stabilité des pentes enrupture circulaire ou non circulaire.

Les études paramétriques ont montré que dans ce cas, la stabilité de l'ouvrage considérécomme un mur poids est assurée.

Ce type de calcul couvre à la fois le cas de stabilité générale (fig. 18 - cercle n° 1 ) etcelui de la stabilité interne (fig. 18 - cercle n° 2).

Stabilité générale Cercle n°1

Stabilité interne Cercle n°2

Fig. IX Analyse de stabilité en rupture circulaire.Distinction de cercles de stabilité générale et destabilité interne.

Les surfaces critiques en stabilité interne passent généralement par le pied de parementpour un sol homogène et un mur dont l'épaisseur varie linéairement avec la profondeur.

Dans les cas de massifs multicouches ou de murs à redans, les vérifications sont à effec-tuer à chaque niveau de discontinuité.

Le calcul doit tenir compte de l'anisotropie du Texsol. Ainsi, dans le logicielPETALANI du Lcpc, la courbe de cohésion est définie par une série de segments de droi-tes repérés par des couples de points (p\ c), P étant l'angle d'inclinaison de la directiondu plan considéré avec l'horizontale.

Compte tenu de l'anisotropie du Texsol, les surfaces de glissement critiques tendent àrecouper le Texsol selon des directions aussi proches que possible des plans de cohésionminimaux. Les coefficients de sécurité minimaux sont obtenus pour des lignes de glisse-ment non circulaires. Il en est de même pour celles calculées pour le mur n° 2 du CER(fig. Ie».

Fig. 19 Exemple de résultats comparés d'étude de stabilité en rupture circulaire et non circulaire.

a) Dépôt horizontalG = 0°

t n t i t t 0.40

Rupture circulaire F s 1.06

H = 3m

Rupture non circulaire

F « 0.94

Xar = 72°

b) Dépôt incliné0 = .12°

l l l l l''/ Rupture circulaire F = 1,25

0,40

25

Par rapport à la valeur trouvée en rupture circulaire, le coefficient de sécurité en rupturenon circulaire peut être de 10 à 20 % plus faible.

Aussi, la pratique proposée est-elle la suivante :

- pour des ouvrages de hauteur inférieure à 8 m, le calcul en rupture circulaire, de miseen oeuvre plus simple, est suffisant ;

- pour des projets importants, dont la hauteur dépasse 8 m, le calcul en rupture non circu-laire est recommandé. Une des difficultés réside dans l'appréciation par le projeteur desurfaces de glissement "cinématiquement" admissibles.

Coefficient de sécurité

Par homogénéité avec les règles habituellement admises en stabilité de pente, les valeursdu coefficient de sécurité en rupture circulaire ou non circulaire sont les suivantes :

• Pour les ouvrages permanents en remblai ou en déblai :

- F - 1,5 calcul en rupture circulaire ;- F = 1,3 calcul en rupture non circulaire.

• Pour des situations correspondant à des sollicitations non permanentes :

- ouvrages provisoires ;- surcharges temporaires ;- phase de chantier correspondant à un décaissement en pied du mur, dans la mesure oùles caractéristiques du massif à "court terme" sont plus favorables que celles prises encompte pour le calcul :

- F = 1,3 calcul en rupture circulaire ;- F = 1,2 calcul en rupture non circulaire.

Ouvrages dont l'inclinaison du paiement avant est supérieur à 65°

Une double vérification de stabilité est à effectuer. Dans ce cas, effectuer le calcul enrupture circulaire ou non circulaire comme précédemment et le calcul en mur poids.

Pour ce calcul en mur poids, trois aspects sont à examiner :

- la valeur de l'inclinaison de la poussée (cf III.4.C "Valeur de l'inclinaison de la pousséesur le parement arrière") ;- les critères de stabilité externe (cf III.4.d "Vérification de la stabilité externe") ;- les critères de stabilité interne (cf III.4.e "Vérification de la stabilité interne").

1II.4.C - Valeur de Vinclinaison de la poussée sur le parement arrière

On ne dispose pas de données expérimentales suffisantes ayant permis de déterminercette inclinaison. Aussi doit-on raisonner en fonction des possibilités de déplacementrelatif sol-mur.

Le tassement propre du mur en cours de construction dépend des conditions de compac-tage du Texsol. Il peut atteindre 1 à 3 cm/m de hauteur de mur.

Aussi pour un ouvrage en déblai, l'ouvrage en Texsol est souvent plus "compressible"que le massif soutenu. Des poussées d'inclinaison négative par rapport à la normale auparement (8 < 0) ne sont pas exclues. Cette constatation est à tempérer puisqu'une faibledéformation du mur, par rotation ou par glissement, conduit à une redistribution desefforts plus favorables.

>6

Les règles pratiques suivantes pourront être appliquées (fig. 20) :

• ouvrages en déblai :

- poussée parallèle à la pente moyenne du terrain naturel à l'arrière du mur, en particulierpoussée horizontale pour un terre-plein horizontal. La valeur de l'inclinaison est bornéepar 8 < (p.

• ouvrages en remblai :

- dans le cas où le remblai et le mur en Texsol sont montés simultanément, on choisit laplus favorable des deux conditions :

- poussée horizontale,2

- poussée inclinée à : S = + ^ cp.

- dans le cas d'un remblai mis en oeuvre après construction du mur en Texsol : S = + <p.

Ce raisonnement en "déplacement relatif sol-mur" peut être adapté à des situations parti-culières.

Ainsi dans le cas des murs expérimentaux du CF.R, le tassement du remblai, provoqué parl'application de fortes surcharges statiques en tête, justifie l'adoption d'une inclinaison depoussée ô = (p sur le parement.

Irig. 20 Choix de l'inclinaison de la poussée sur le parement arrière.

1 • Ouvrage en déblai

2 - Ouvrage en remblaiMontée simultanée du mur en Texsol et du remblai

3 - Ouvrage en remblaiRemblai mis en œuvre après construction du mur en Texsol

27

HlA.d - Vérification de la stabilité externe

Cette vérification est à effectuer dans les mêmes conditions que pour un mur poids :

- stabilité au poinçonnement du sol de fondation ;- stabilité au glissement sous la base ;- stabilité au renversement dans le cas d'un mur fondé sur sol raide ou sur rocher.

Dans la majorité des cas, les murs en Texsol sont encastrés par le biais d'une "bêche"dans le sol de fondation. Pour la vérification de la stabilité au glissement, on considéreraune réaction de butée du sol, au-delà d'une profondeur définie par le maître d'oeuvre, etqui correspond à la prise en considération d'éventuels terrassements en pied du mur.

l'our cette vérification, on se référera aux méthodes exposées dans les documents MUR73 et au projet de Fascicule 62.

Schématiquement, les coefficients de sécurité demandés sont :

• stabilité au poinçonnement

La vérification est du type :

Qref ^ «o + — (<7r " <?„)

avec :

qr = charge de rupture du sol de fondation estimée d'après les caractéristiques du solselon les procédures recommandées habituellement ou en vigueur ;

qo = contrainte verticale initiale au niveau de la fondation ;

Qref = CT </4 c o n t r a i n t e appliquée aux trois-quarts de la largeur comprimée ;

y = coefficient de sécurité ;

y = 2,2 pour des ouvrages non soumis à des critères restrictifs de déplacement.

• stabilité au glissement sur la base (horizontale ou inclinée)

_ Ntg (p + b x CG ~ H - B

b = largeur comprimée à la base du mur ;

B = butée ;FG> 1,2.

lIIA.e - Vérification de la stabilité interne

Les murs expérimentaux du CER se sont rompus par basculement vers l'avant et "écrase-ment" du Texsol en pied du mur. A partir de cette observation, J. Marchai a proposé uneTiéthode d'étude de la stabilité interne fondée sur l'analyse des contraintes au voisinageimmédiat du parement et exposée dans l'annexe 1 "Calcul de la résistance en compres-sion simple du Texsol. Mode d'élaboration et conditions d'utilisation des abaques".

Dans la grande majorité des cas, on pourra s'appuyer sur la méthode exposée ci-après,utilisant les mêmes concepts mais d'application plus simple, et qui se réfère directementà la résistance en compression simple du Texsol, caractéristique que l'on peut mesurerpar des essais de laboratoire.

Comme on le verra plus loin, pour de nombreux ouvrages, le respect des deux règlesencore plus simples (stabilité au renversement, excentricité de la résultante des efforts àla base du mur) permet de s'affranchir de l'étude de stabilité interne.

28

Méthode pratique de vérification de la stabilité vis-à-vis du poinçonnement interne

Elle consiste à comparer la contrainte normale à 1 "avant du mur. déterminée sur un planperpendiculaire au parement O(/li, avec la résistance en compression simple du Texsol.

Par commodité, on pourra calculer le torseur des efforts au centre de la base du mur de

composantes M, f\, F , puis procéder à une rotation d'axes d'angle — Xav (fîg. 21).

/• = résultante des efforts

M = moment résultant calculé au centre de la base

/•' et /• v = projection de /•' sur les axes x et v

/'\ °t /'v — projection de F sur les axes x' et y'

Fx. = F, cos (* - À,,,) + Fy sin (~ - Xj

Fy = Fy cos (5 - XJ - I\ sin ( ï - X.J

M' = M

Le diagramme de contrainte est supposé linéaire, trapézoïdal ou triangulaire,

d'où :

e =M_F,, lig. 21 Méthode de calcul des contraintes sur un

plan perpendiculaire au parement.

B = B COS (~ - Xilv)

°m I =-JL ( • + OB

si " ICette contrainte avant est comparée à la résistance en compression du Texsol pour unangle de dépôt équivalent, et mesurée de préférence sur éprouvette.

D'après la figure 22, le plan de dépôtdans l'éprouvette doit être de :

Fig. : :

\ - e

Dans le cas où l'on ne dispose pas d'es-sais en compression simple avec un plande dépôt incliné à 9 , on pourra prendre,pour tenir compte de l'inclinaison du plande dépôt, la valeur Rr (9 = 0) affectéed'un coefficient réducteur de 1 % pardegré d'inclinaison de ce plan.

29

Critère de stabilité basé sur le calcul de la stabilité au renversement et de Vexcentricitéde la résultante à la base du mur

L'analyse de stabilité des murs du CER indique qu'au moment de la rupture par poinçon-nement, le coefficient de sécurité, vis-à-vis du renversement par rotation autour de l'arêteavant, est inférieur à 1,1.

Le coefficient de sécurité, vis-à-vis de ce critère d'équilibre statique, est fonction princi-palement de la géométrie du mur et vient en complément du critère de poinçonnemenlinterne qui lui varie avec le niveau de contrainte, et donc la hauteur du mur.

Le coefficient de sécurité au renversement est défini par :

Mt poids du mur/0F,. = Mr poussée/0

Le calcul ne prend pas en compte de force stabilisatrice liée à la cohésion du Texsol dansla section horizontale passant par 0, ce qui revient à supposer que le Texsol a une résis-tance nulle en traction.

Le coefficient Fr, déduit d'un calcul d'équilibre statique, est indépendant des caractéristi-ques C, et (p, du Texsol.

A partir d'une analyse paramétrique des différentes géométries de mur conduisant à unmême coefficient de sécurité au renversement (Fr= 1,5), on a pu analyser le domaine devariation de l'excentricité de la résultante à la base.

Cette étude a notammment permis de vérifier que la règle de la section totale comprimée(e < B/6) est trop contraignante et excessivement sévère pour les géométries d'ouvragesréels existants.

Stabilité interne - Règles pratiques - Coefficients de sécurité

D'une manière pratique, pour les murs dont la stabilité interne doit être étudiée< \n> 65°), on propose les règles suivantes :

Vérification de la double condition en pied de parement :

Fr > 1,5 (stabilité au renversement par rapport à l'arête avant) ;- e < B/4 (excentricité de la résultante).

Pour les murs de moins de X m de hauteur, cette double condition est suffisante puisquel'on peut vérifier que la contrainte à l'avant du mur est, dans ce cas, inférieure à 200kPa, donc inférieure à la moitié de la résistance en compression simple pour les mêmesconditions d'inclinaison du plan de dépôt.

A noter que, d'après les observations faites, des déformations des ouvrages de l'ordre de1 % de leur hauteur en tête sont alors possibles.

En cas de conditions de déformations très strictes, des règles plus sévères peuvent êtreimposées (par exemple, e < B/6 et Fr > 1,8).

Pour les murs de hauteur supérieure à 8 m, outre ces deux critères, on devra vérifier lastabilité vis-à-vis du poinçonnement interne selon la méthode exposée au paragraphe'Méthode pratique de vérification de stabilité vis-à-vis du poinçonnement interne".

Le coefficient de sécurité :

F = ^ 1

à atteindre est Fp > 2 pour les ouvrages non soumis à des règles strictes de déformations.

50

Pour des cas particuliers où le déplacement en tête doit rester inférieur à 1 % de la hau-teur, on pourra exiger des coefficients plus élevés F > 2,5 ou F. > 3.

III.5 - Conclusion

Pour des ouvrages de soutènement ou de protection de talus en Texsol, la méthode prati-que d'étude de stabilité décrite dans cette note repose sur deux principes simples :

• Dans tous les cas, quelle que soit la géométrie du mur, l'analyse de stabilité doit êtreeffectuée par une méthode de calcul en rupture circulaire (suffisante pour des murs dehauteur inférieure à S m) ou non circulaire (pour des murs de hauteur supérieure à X m etdes lignes de glissement passant par le pied du parement).

Ce type de calcul permet de traiter simultanément l'étude de stabilité générale (cerclesextérieurs à l'ouvrage) et l'étude de stabilité interne (lignes de glissement recoupant l'ou-vrage).

Le calcul doit prendre en compte l'anisotropie de cohésion du Texsol, dont la détermina-tion fait intervenir l'angle du plan de dépôt.

Il est nécessaire pour les chantiers importants d'établir cette courbe de cohésion à partird'essais de cisaillement direct en laboratoire.

• Uniquement dans le cas d'un ouvrage dont le parement avant est incliné à plus de 65°sur l'horizontale, une étude de stabilité de type mur est nécessaire.

Elle comporte :

- l'étude de stabilité externe (au poinçonnement et au glissement sur la base) ;

- l'étude de stabilité interne, pour laquelle on pourra distinguer deux cas :

• pour des murs de hauteur inférieure à X m, l'étude peut se réduire à deux critèresdéterminés à la base du parement : critère de stabilité au renversement et critère d'ex-centricité de la résultante ;

• pour des murs de hauteur supérieure à 8 m, s'y adjoint un critère de "poinçonnementinterne" consistant à comparer la contrainte à l'avant du mur (calculée sur un plan per-pendiculaire au parement) à la résistance en compression simple du Texsol.

Le schéma d'étude est présenté sous forme d'ordinogramme sur la figure 23.

Il y est également résumé, pour les différents cas d'analyse et de vérification de la stabi-lité, les coefficients de sécurité préconisés (fig. 24 et 25).

• Actuellement, l'inclinaison de la poussée à l'arrière du mur est un paramètre malconnu. Les règles proposées dans cette note sont fondées sur une appréciation qualitativedes déplacements relatifs sol-mur.

Ces différentes recommandations doivent être prises en compte dans l'élaboration de lanote technique fournie par l'entreprise, justifiant la stabilité de l'ouvrage et, dans laquelledoivent être bien précisées :

- les caractéristiques de calcul et leur mode de détermination (y, < , (p) ;- l'inclinaison du plan de dépôt du Texsol.

Par ailleurs, il est recommandé, dans le cas des ouvrages présentant un caractère inhabi-tuel (applications nouvelles ou particulières, problème de sécurité) et en accord avec lemaître d'oeuvre, d'assurer une instrumentation minimale et un suivi dans le temps del'ouvrage.

31

Calcul en rupture

circulaire ou non circulaire

en stabilité générale (T) et interne ©

CRITÈRES A VÉRIFIER ET

Rupture1. Ouvrage permanent2. Ouvrage provisoire

ou phase de travaux

COEFFICIENTS

CirculaireF ^ 1,5F > 1.3

DE SECURITE

Non circulaireF > 1.3F 3= 1.2

—•<-

Calcul en rupturecirculaire

ou non circulaire

Calcul en rupturenon circulaire

2. Étude de la stabilité externe (base de la bêche) :* Stabilité au poinçonnement* Stabilité au glissement sur la base

1. Choix de ]* Ouvrage

* Ouvrage

"inclinaisonen déblai :

en remblai

de la poussée :Poussée terre-plein

8 = Inf(n 2 -

ù = 2 3(p

/•„. + P- (P)

(ou tp)

STABILITÉ EXTERNE

* Poinçonnement

'/r.f ^ <?0

* Glissement

H - B sNtg < Cb'

ygz

<?ref = Os 4

qr = Contrainte de rupture

du sol de fondation

ys = 2.2

b' = Largeur comprimée

B = Butée (éventuellement)

yg, = 1.2

yg2 = 1.5

3. Étude de la stabilité interne (base du parement) :* Excentricité de la résultante* Stabilité au renversement

NON

iCritère de stabilité au poinçonnement interne

Rc : Résistance à la compression simple

FIN

STABILITÉ INTERNE

* Critère d'excentricité e ^ 6/4* Stabilité au renversement FR J: 1.5* Stabilité au poinçonnement interne

Rro'av « - r

FP

Rc = Résistance en compression simple du Texsol

a'al = Contrainte avant, calculée sur une section perpendiculairement

au parement, avec distribution linéaire de contrainte

Fp = Coefficient de sécurité

F p - 2

OUI.

MATÉRIAU: DONNÉES POUR LE CALCUL DES OUVRAGES

I. PROJET PRÉDIMENSIONNEMENT

Conditions de travail retenues

Conditions de référence :

* Matériau Texsol de référence T,* RCi = f{d)* C, = /(ot, dt) pour une teneur en fil d.* Cs

. NON

Teneur en fil Texsoldu projet d.

Teneur en fil d, du T,

O U

-NON-

Pour 0,15 % < dj < 0,25 %Données de calcul :

C, = (Cf -

Recherche du Tj le plus proche

Données de calcul :

, Rc,

* C;,ouy = ( C o i o u ; - Cs) kPa

FIN

MATÉRIAU: DONNÉES POUR LE CALCUL DES OUVRAGES

^u

2. CHANTIER : ÉTUDES D'EXÉCUTIONESSAIS DE CONVENANCE

OUI

Conditions d'exécution :* Sable, fil, teneur en fil* Mode de mise en œuvre

Essais de compression simplede convenance R

0.7 Rc, < R, < 1,3 Rc\•NON-

OUI

Ajustement en teneuren fil pour obtenirRCt = R, de l'étude

Ajustement en titre de filEssais de compression simple

Conditions de référence prise en compte pour le dimen-sionnement :* Matériau Texsol de référence T,* Rc, = f(d)* Cj = f{i.,d,) pour une teneur en fil d,* C,

1 1 \

Essais de cisaillement direct

* Sable (p,» Texsol à a , = 25 ± 10 kPa avec t = 0° et 25°• Calcul de Çok et C25, en prenant <pTexSoi = <Ps

Pour un matériau de référence T, le plus procheDonnées de calcul :

:;» = Cot + ( c - Co,):5t - CO>

Z5 - CO,

Refaire le calcul de dimcnsionnement

NON

IV - DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES ANNEXES

IV. 1 - Bêche d'ancrage

La réalisation des ouvrages de soutènement comporte, dans la plupart des cas, un aména-gement de bêche d'ancrage. Le projet définit une dimension et un profil en travers théori-que de la bêche (fig. 26). Il est conseillé d'apporter un soin particulier au réglage du fondde bêche, afin de ne pas créer de point bas sur le profil en dehors de ceux équipés d'unexutoire.

Fig. 26 Exemples de profil de bêche.

Le remplissage de la bêche d'ancrage se fera le plus rapidement possible, pour éviter leséboulements et pour mettre l 'ouvrage hors d 'eau (risque d ' inondat ion de la fouillemomentanément sans exutoire).

IV.2 - Dispositif de drainage

En général, l'ouvrage de Texsol est drainant et non érodable et joue ainsi le rôle de mas-que drainant. Il est cependant important que le mur de Texsol ne se sature pas d'eau(cf. paragraphe II.3.a "Les sols"). Dans un tel cas (venues d'eau interne importantes,régime hydraulique particulier), il convient de réaliser les dispositifs adéquats pour ledrainage et l'évacuation des eaux. Il est conseillé d'analyser, avec beaucoup d'attention,l'évacuation superficielle des eaux aux abords des massifs de Texsol (pas de déversementd'eau sur le mur, descente d'eau à travers le mur à étanchéité absolument fiable, cunettesbétonnées en pied de mur, etc.).

V - EXECUTION DU CHANTIER

La cohésion du matériau, qui se manifeste dès que le mélange sol-fil est réalisé, imposed'effectuer la fabrication du mélange et sa mise en oeuvre en une seule opération.

La description des machines conçues et réalisées pour cela et leur mode d'emploi sontspécifiés dans le Plan d'Assurance Qualité (PAQ) de l'entreprise.

En l'état actuel de la technique, seules les machines de type texsolette, texsoleuse 001 ettexsoleuse 010 sont autorisées (cf. annexe 3). Il en découle que le fil est toujours condi-tionné en bobine.

35

V.l - Travaux préparatoires

Les talus de déblais sont exécutés à l'avancement ou à plots alternés avec un phasage,fonction de la stabilité à court terme du talus en place.

Le déblai est taillé au profil théorique, puis les petites loupes instables sont ensuite éva-cuées.

Le chemin de roulement des machines doit être suffisamment soigné pour assurer leurtraficabilité et pour garantir également la géométrie des dépôts de sable et de fils prévue :

- profondeur d'ornière sous passage d'essieux de la machine < 2 cm ;

- absence d'éléments caillouteux ou rocheux sur la piste avec un réglage à ± 3 cm parrapport à la surface théorique.

La fouille est réceptionnée à titre de vérification de la qualité des travaux préparatoireset, s'il est prévu, de l'exécution du dispositif de drainage. Si ce dernier n'est pas prévu ets'il s'avère nécessaire, il sera procédé à sa mise en place.

V.2 - Stockage des composants

Les stocks de sol et de fils doivent être suffisants, d'une part pour assurer la continuitédu chantier aux cadences journalières prévues compte tenu des aléas de livraison, etd'autre part pour effectuer les contrôles de qualité avant leur emploi lorsque ces derniersne sont pas réalisés sur les lieux de production.

L'aire de stockage est conçue pour évacuer l'eau d'essorage du sable et éviter l'accumu-lation des eaux de pluie. Les bobines de fils sont stockées à l'abri de la pluie et du soleilainsi que des chocs. Elles sont manipulées au moyen de pinces spécifiques sans préhen-sion sur leur surface latérale extérieure.

V.3 - Fabrication et mise en oeuvre

Les machines doivent assurer le dosage, le transport et la distribution des constituants defaçon à garantir un mélange homogène avec une disposition satisfaisante du réseau de filsà l'intérieur du sable, et une géométrie correcte de l'ouvrage avant compactage.

Le dosage en fils est garanti par la maîtrise du débit de fils et de celui de sable.

La chaîne sable comprend au moins un doseur volumétrique (sinon un doseur pondéralou un doseur volumétrique à contrôle pondéral).

La trémie d'alimentation comporte obligatoirement une grille d'écrêtage de 100 mm dedimension maximale et un dispositif pour favoriser une alimentation continue de lachaîne sable.

Le système de projection du sable doit permettre son émiettage, avec absence de mottessur la surface de dépôt du sable.

Le PAQ de l'entreprise distingue le cas où la chaîne fil comporte un délivreur positif (ma-chine de type texsoleuse) de celui où le fil est tracté uniquement par les éjecteurs.

Le fonctionnement à l'air des éjecteurs est autorisé, sous réserve d'obtenir une distribu-tion satisfaisante de fils au sol, comme il a été indiqué précédemment. Dans le cas deséjecteurs à eau, le nombre maximal de fils est limité à quatre. Les arrivées de fils et de

36

sable sur la surface de dépôt doivent être simultanées, les balayages successifs, par lesable d'une part et le fil d'autre part sont interdits. Il en est de même pour un décalageentre les surfaces couvertes par le sable et le fil.

L'épaisseur et l'inclinaison vers le talus à soutenir de la couche élémentaire sont préci-sées par le CCTP, à défaut par le PAQ de l'entreprise.

L'épaisseur élémentaire de la couche est réalisée en un maximum de trois passes de lamachine. Elle doit être en tout cas compatible avec les possibilités des moyens de com-pactage. Son inclinaison minimale pourrait être de 10°.

L'emploi de coffrage pour maintenir, durant sa fabrication, le parement extérieur du murTexsol est fortement déconseillé. Dans le cas contraire, et pour permettre une bonne qua-lité de compactage, il est strictement interdit de compacter le Texsol avant décoffrage.

L'homogénéité transversale du dosage en fil (selon l'épaisseur du soutènement) doit êtreassurée sur toute l'épaisseur réelle du soutènement (épaisseur théorique + comblementdes vides provenant des purges des loupes instables).

Le CCTP précise les différentes phases de construction et notamment la longueur mini-male d'un plot (longueur du soutènement élémentaire). Sauf exception, raccordementd'un ouvrage par exemple, les joints, selon la hauteur de l'ouvrage, ne sont pas verticauxmais inclinés par rapport à la verticale. Le CCTP peut prescrire des redans.

V.4 - Compactage

Le compactage est assuré par des plaques, pilonneuses, rouleaux vibrants ou dispositifsspéciaux. En l'absence de planche d'essais de compactage, on pourra utiliser les indica-tions de la Recommandation pour les Terrassements Routiers (RTR) OU de la NoteTechnique Remblais de Tranchées (NTRT) pour choisir les compacteurs et déterminer leurmode d'emploi.

Il est recommandé de commencer le compactage du côté intérieur du soutènement (côtétalus à soutenir). Le réglage du talus par poussée horizontale sur le Texsol est fortementdéconseillé.

Sauf indication particulière au CCTP, la densité sèche requise doit toujours être > 95 % decelle de l'essai Proctor normal. Sauf cas particuliers techniquement justifiés, elle ne doitpas être supérieure à la densité Proctor normal.

V.5 - Réglage et finition

Les gabarits (équerre en bois) implantés préalablement permettent le réglage du talus del'ouvrage.

Le réglage fin du parement est effectué, si nécessaire, par écrêtage des bosses (ou desaspérités), en enlevant le sable du réseau fibreux sans tirer sur les fils, et non par comble-ment des creux ou par poussée sur les bosses. Cette opération est effectuée manuelle-ment. Il est interdit d'ajouter du Texsol en couche mince plaquée sur le parement incliné.Le brûlage des fils est autorisé.

Le surplus de sable, excédent de la mise en oeuvre et qui tombe au pied de l'ouvrage, estenlevé à la fin de l'exécution.

Des traitements de surface spécifiques peuvent être prescrits au CCTP OU figurer au PAQde l'entreprise (fig. 27 à 30).

37

Fig. 27 Solution de type engazonnement.

FIg. 28 Solution de type plante grimpante

Wa

Fig. 29 - Solution de type parement.

Fig. 30 Quelques applications.

Bâtiment

Limoges - Remblais de 12 m - Intermarché.

Soutènements dans le parc de loisirs Astérix - Plaill)(avant enga/onnement).

Talus du CD 464 - Belle Herbe - Doubs.

jppp§8

- r<• , . • • . . • » -

Talus en déblais - S M T - Bourg-en-Hressc(avant enga/onnement).

Flargissement autoroute Al2 - Bois d'Arcy.

Ah - Reprise de culée d'ouvrage en sous œuvreSuvigny-sur-Orge

Ligne RER - Croix-de-Bcrny - RATP. Rétablissement du CD 88 - l.ongefoy - Savoie.

39

VI - CONTRÔLK DE QUALITÉ

La méthode de contrôle préconisée tient compte de l'état actuel de nos connaissances surle Texsol. Elle est fondée essentiellement sur le contrôle des constituants du mélange etde son exécution (matériel de mise en oeuvre et méthode de travail).

Elle procède par des mesures de contrôle et par la surveillance de l'exécution.

Le contrôle extérieur sera défini en fonction du PAQ de l'entreprise. La procédure recom-mandée ci-dessous présente, à titre indicatif, le contenu d'ensemble des opérations néces-saires à l'obtention de la qualité.

VI.l - Contrôle des constituants

Le contrôle des constituants permet de s'assurer de leur conformité avec le CCTP.

Celui-ci doit préciser le type de contrôle et son organisation.

Pour les sols, le contrôle porte sur la granularité, la propreté, la teneur en eau et leur pro-venance. Son rythme doit être défini par le CCTP. Des contrôles supplémentaires doiventêtre réalisés dans le cas où l'évolution de l'emprunt l'exige.

Pour les fils textiles, le contrôle doit prévoir une procédure de certification en usine et/oude contrôle de conformité sur chantier.

Sur chantier, le contrôle des fils textiles porte sur leur identification, leurs caractéristi-ques, leur conditionnement et leur provenance.

Le contrôle d'identification consiste à examiner l'étiquetage, le bordereau de livraison etla fiche technique établis par le producteur.

En cas de doute, on réalise des essais à caractère contradictoire. Ces essais portent sur lanature du polymère, le titre du fil, la ténacité, l'allongement de rupture et le module dedéformation initiale.

Les essais doivent être effectués dans un laboratoire spécialisé agréé par le maître d'oeu-vre (laboratoires de l'Institut Textile de France ou autres laboratoires agréés). Les condi-tions de prélèvement des échantillons doivent être précisées. Pour les chantiers de plus de2 000 t, une bobine de fil au moins sera prélevée et envoyée, pour être conservée commetémoin, à la iïlothèque du Centre d'Expérimentation Routière à Rouen.

VI.2 - Contrôle d'exécution

VI.2 a - Contrôle des matériels

Sur chantier, on s'assurera du bon état des matériels et des composants permettant lesdifférentes fonctions, ainsi que des dispositifs de réglage et de contrôle. La procédureindiquée, ci-dessous, propose la méthodologie à suivre.

Vérification des machines avant le démarrage de la fabrication

Les points suivants doivent être vérifiés et les observations consignées :

1. Machine de texsolage

a. chaîne d'alimentation en sable

- grille d'écrêtage de la trémie d'alimentation ;- trémie d'alimentation ;

40

- doseur de sable ;- convoyeurs à bande ou tuyaux de transport ;- projeteur à courroie ou tête de projection.

b. chaîne d'alimentation en fi]

- cantres : supports des bobines et fermeture du cantre ;- chemin de fi] : état des oeillets céramiques, fixation des tubes guides, état de ces tubes(déformation, détérioration éventuelles, etc.) ;- alimentation en eau ou air, filtres, pression motrice et débit du fluide.

2. Moyens de compactage

- conformité des compacteurs ;- état de fonctionnement : vibration.

Réglage des matériels

Le réglage des paramètres de fonctionnement s'effectue à partir des éléments contenusdans la fiche technique de la machine. La vérification est obtenue en contrôlant la teneuren fil avec le matériel en position de travail {cf. annexe 3). Les points de réglage sontconsignés sur le cahier de chantier. Les indications suivantes doivent y figurer :

1. Chaîne d'alimentation en sable

Vitesse de tapis à bande, ouverture de trappe de la trémie de sable ou paramètres defonctionnement de la machine à projection de sable.

2. Chaîne d'alimentation en fil

Vitesse de rotation du délivreur positif et/ou pression motrice du fluide, nombre de filspar éjecteur.

VI.2 b - Contrôle des conditions de mise en oeuvre

Le PAQ de l'entreprise doit préciser la procédure d'exécution au démarrage du chantier.

Le contrôle a pour objet de vérifier la conformité des conditions d'exécution du chantieraux conditions de référence prévues (machine et mode de mise en oeuvre).

Le contrôle de mise en oeuvre porte sur le respect :

- du plan de balayage ;- du mouvement des têtes de mélange ;- de la hauteur de chute des constituants du matériau ;- de l'épaisseur des couches élémentaires ;- de l'inclinaison des couches.

Au cas où des modifications des conditions d'exécution ou d'emprunt de matériau inter-viennent, il sera procédé à un nouvel étalonnage de la machine et de nouvelles conditionsde fonctionnement seront fixées.

Les essais de contrôle doivent être complétés par une surveillance des conditions del'exécution.

VI.2.C - Surveillance de l'exécution

La réalisation du mélange et de la mise en oeuvre du Texsol demande une surveillancecontinue au cours de l'exécution, ainsi qu'une procédure pratique de traitement des inci-dents de fonctionnement (casse de fils, sous-dosage en fils, etc.). Cette procédure estd'autant plus indispensable que la réparation du Texsol ne peut être réalisée que par despurges localisées. La surveillance porte sur :

- les matériaux : conformité, propreté, teneur en eau ;

41

- les paramètres de fonctionnement des machines ;

- le compactage : épaisseur des couches, réglage des couches, nombre de passes du com-pacteur ou suivi au contrôlographe ;

- éventuellement, le contrôle de l'implantation et le suivi pendant la construction du tas-sement (construction en zone de sol compressible par exemple).

VI.2.d - Contrôle du mélange Texsol

Fn l'absence d'un essai de contrôle de la qualité globale du mélange, des essais demesure de la teneur en fil et de la compacité du Texsol doivent être effectués. Les essaisde contrôle de teneur en fil seront exécutés selon l'une des deux méthodes exposées enannexes.

VI.3 - Contrôle de l'ouvrage

II porte sur le réglage et la finition. Dans le cas où des caractéristiques de performance dela couche ou du massif à obtenir sont spécifiées, les essais de contrôle correspondantsseront réalisés.

Dans le cas où le suivi dans le temps de l'ouvrage après la construction est prévu(cf. paragraphe III.5 "Conclusion"), un dossier de récolement donnant l'état 0 de l'ou-vrage doit être établi.

42

ANNEXES

ANNEXE 1

CALCUL DE LA RESISTANCE EN COMPRESSION SIMPLE DU TEXSOL.MODE D'ÉLABORATION ET CONDITIONS D'UTILISATION DES ABAQUES

Notations

6 = inclinaison du plan de dépôt par rapport à l'horizontale.

a = inclinaison du plan considéré par rapport au plan de dépôt (la courbe d'anisotropiede cohésion est définie en fonction de a).

(3 = 6 + (X = inclinaison du plan considéré par rapport à l'horizontale (en particulier incli-naison des plans de rupture) (fig.31)

Sur un plan d'inclinaison (3 (fig. 32) :

o = ~ ( 1 + cos 2B) = R ..cos2 p2

cr, = Rc

l l l l l l lFia. 31.

T = y sin 2P = /^r.sinPcosP

Fig. 32.

A la rupture :

, (P)

Rc.sinfteosP = Rc.cos2 p.tgcp, + C,

R = min cos (p) [sin (p) - cos (P) tg ((p,)]

R - mincos (p) sin (P - cp,)

43

La détermination de Rr nécessite de rechercher la direction de plan correspondant auminimum de la fonction.

Si la courbe de cohésion C, (B) n'est pas définie par une fonction numérique, le calcul nepeut se faire que pas à pas pour les valeurs successives de B = a + 9.

Dans la plage des valeurs de a utiles, on a exprimé la fonction C, (a) expérimentale(fig. 33) par une fonction polynomiale de degré variable (approximation par la méthodedes moindres carrés) à partir d'une première série de résultats d'essai indiqués à la figure33. Les valeurs de C sont légèrement différentes de celles fournies dans le présent guidetechnique.

Un ajustement convenable est fourni par l'équation du second degré :

C, (a) = 31.5 - 0.2 a + 0.05 or pour 25° < a < 65°

On obtient ainsi les valeurs de Rt. fonction de :

(p, angle de frottement du Texsol.

8 inclinaison du plan de dépôt dans l'éprouvette.R, (6)

Les valeurs obtenues pour Rc (6) et le coefficient réducteur / = — ' _ sont présen-tés sous forme d'abaques. < ̂ 'Dans le cas d'un mur Texsol à parement avant incliné à \av, la référence à l'état decompression simple, revient à considérer une éprouvette d'axe parallèle au parement(fig. 34 a et b).

200 -

100 .

a = 0°C = 10kPa

c, (kPal

10°

y

- ^ 2 3 °

25kPa

j f 40°

50kPa

100kPa

/ 7 2 ° 290kFf

200kPa

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

a Cl

Fig. 33 Anisotropie de cohésion du Texsol. Étudeparamétrique.

lig. 34a Correspondance entre mur et éprouvettede laboratoire. État de compression simple du Texsol.

Kig. 34/> F.ssai de compression simple.Éprouvette de 300 x 300 x 500 mm.

14

Pour l'utilisation des abaques (fig. 35 a et b), à l 'angle 9, on doit substituer l 'angle 9 ,qui correspond à l'angle du plan de dépôt par rapport à la normale au parement, soit :

Résistance en compression simple (kPa)

(200 r

1000 -

800 -

-2 5 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20 22.5 25

600 -

400 -

/no

1.1

1

0.9

0.8

0.7

0,6

0,5

0,4

RC (0)/RCI0 = C

0

4 ^ ip =

10 20

Angle de dépôt 0(G

Fig. 35a Résistance; en compression en fonctionde 6'.

Fig. 35/> Coetlicienl de réduction à affecter à Rt enfonction de 6.

Exemple

Inclinaison du parement A.n = + 65°

Inclinaison du plan de dépôt du Texsol 9 = + 10°

d'où 9' = f - 65 - 10 = 15°

4 b

ANNEXE 2

EXEMPLES DE GÉOMETRIES DE MURS RESPECTANT LES DEUXCRITÈRES DE STABILITÉ

• Stabilité au grand glissement F = 1,5

(rupture circulaire passant par le pied du parement).

• Stabilité au renversement FR = 1,5

Nota : Les bêches ne sont pas représentées.

Ces résultats sont extraits d'une étude paramétrique effectuée pour trois hypothèses d'in-clinaison de la poussée (fig. 36 et 38 à 40).

/. poussée horizontale ;

2. poussée inclinée à ô - + - (p ;

3. poussée inclinée à 6 = + <p.

2 e 2 eLa figure 37 donne les valeurs des excentricités relatives —— et ——

cas étudiés.

pour les différents

Pour une poussée horizontale ou inclinée à 5 = + r <p, on a toujours —— et — - < 0,5.

Le critère d'excentricité de la résultante n'est pas "dimensionnant" dans ce cas.

En revanche, pour une poussée inclinée à 8 = + 9 et À.av > 65° , le critère d'excentricitédevient critère de dimensionnement.

H = 5mInclinaison du plande dépôt 0 = 15°

TexsolÏ T = 18kN/m3

C T ( f l )>PT = 3 8 °

Fig. 37 Excentricité de la résultante à la base d'unmur Texsol satisfaisant à F = 1.5 et FR == 1,5 expriméeen fonction de l'inclinaison du parement X:,, et del'hypothèse d'obliquité de la poussée.

Fig. 36.

0 1

46

Fig. 38 Murs en Texsol - Hauteur 5 m - Plan de dépôt 0 = + 15°.Sécurité au grand glissement F = 1,5. Sécurité au renversement FR = 1,5.Cas n° I - Poussée horizontale.

W Poids du mur.e Excentricité de la résultante sur le plan horizontal passant par 0.e' Excentricité de la résultante sur le plan perpendiculaire au parement passant par 0.2e le1

—<— Excentricités relatives.H li",„. ",» Contraintes avant et arrière sur un plan horizontal, en supposant une répartition linéaire (triangulaire outrapézoïdale).(TaB-L Contrainte avant, répartition linéaire sur un plan perpendiculaire au parement.R Résistance en compression simple calculée en tenant compte de l'inclinaison du plan de dépôt (lig. 35).

i>

FP Coefficient de sécurité au poinçonnement interne FP = —.°,« L

FG Coefficient de sécurité vis-à-vis du glissement sur un plan horizontal.

P = 47.6kN

w =e =2e _

a,,, =

a,,,. =

Fti =

73.80.16

0.23

17 k

88 k

2,23

kNm

l'a

Pa

e'

2e'B'

R

1 p

- 0.13

- 0.21

= 121

- 475

= 3,9

m

kPa

kPa

O.45m

P - 51,6kN

72°5

63°2

W = 83.2 kNe = 0,18 m

a,,,. == 12 kPa

o,,, == 106 kPa

F( i = 2,20

e2e'l 7

R,

FP

= 0.16 m

= 0,26

138 kPa= 550 kPa= 4

1.40m

0.75m

P = 55.6kN

68°3

W = 96.7 kNe = 0.21 m

| = 0,3

a,,, == 6 kPa

a,,, == 131 kPa

FG == 1.80

2e'IF

K

FP

0.18 m

0,28

156 kPa

650 kPa

4,2, 1,/>0m

47

Fig. 39 Murs en Texsol - Hauteur 5 m - Plan de dépôt 0 = + 15°.Sécurité au grand glissement F - 1.5. Sécurité au renversement FR - 1,5.

2Cis n° 2 - Poussée 5 = + - <p.

W Poids du mur.e Excentricité de la résultante sur le plan horizontal passant par 0.e' Excentricité de la résultante sur le plan perpendiculaire au parement passant par 0.2c le'—/— Excentricités relatives.B B'",„. ",„ Contraintes avant et arrière sur un plan horizontal, en supposant une répartition linéaire (triangulaire outrapézoïdale).0 , 1 Contrainte avant, répartition linéaire sur un plan perpendiculaire au parement.R Résistance en compression simple calculée en tenant compte de l'inclinaison du plan de dépôt (tig. 35).

R,F,. Coefficient de sécurité au poinçonnement interne FP = — .I',i Coefficient de sécurité vis-à-vis du glissement sur un plan horizontal.

0.24m

W = 73,8 kNe = 0,16 m

1 = °'23

aar =-- 17 kPa

aac = 88 kPa

FG = 2,23

e2e[IV

R

FP

0,13 m

0,21

121 kPa

475 kPa

3,9

0.45m

1,40m

0,78m

W =e —2e _

?a< =

?av =

83,20,23

0.33

0

126

2,20

kNn i

kPa

e'2e'IV

R

1 r

= 0,20

- 0,32

= 157= 580

= 3,7

m

kPa

kPa

W =e =2eB ~

j , , r =

Tal, =

98 kN0,32 m

0,46

0192 kPa

e'2e'B'

R,

FP

= 0,29 m

= 0,43

= 212 kPa= 750 kPa

= 3,51,40m

48

Fig. 40 Murs en Texsol - Hauteur 5 m - Plan de dépôt 6 = + 15°.Séeurité au grand glissement F = 1,5. Sécurité au renversement FR = 1,5.Cas n° 3 - Poussée inclinée S = + <p.

W Poids du mur.e Excentricité de la résultante sur le plan horizontal passant par 0.e' Excentricité de la résultante sur le plan perpendiculaire au parement passant par 02e 2e'—i— Excentricités relatives.n na,,,., o,,r Contraintes avant et arrière sur un plan horizontal, en supposant une répartition linéaire (trianiuilaire outrapézoïdale).CT,,,,1 Contrainte avant, répartition linéaire sur un plan perpendiculaire au parement.R,. Résistance en compression simple calculée en tenant compte de l'inclinaison du plan de dépôt (fig. 35).F,. Coefficient de sécurité au poinçonnement interne F,, = ——

o«,.±F,, Coefficient de sécurité vis-à-vis du glissement sur un plan horizontal.

1,40m

80

= 0,44

W = 66.2 kNe = 0.31 m2cH

aur = 0

am == 138 kPa

FG = 1.96

W == 72 kNe = 0.38 m

!= «*

Gar = 0

a,,,, == 191 kPa

FG == 1.85

c2S_

R

F,,

2e'

Bl7

= 0.26 m

= 0,42

= 180 kl>a

= 530 k P a

= 2,9

= 0.32 m

= 0.50

= 221 kPa

- 635 kPa

= 2,91.40m

W = 83.2 kNe = 0.32 m

B = °"43

CTur = 0

a,,,. = 273 kPa

FG = 1.86

e2e'l 7

a,n

R

F P

0,38 m

0.56

2X2 kPa

810 kPa

2,9

49

ANNEXE 3

ÉLÉMENTS TECHNIQUES RELATIFS AUX MATÉRIAUX ET AUXMATÉRIELS DE MISE EN OEUVRE

I - Fibres et fils textiles

II - Présentation des machines de production de chantier

II. 1 - Texsolette

11.2 - Texsoleuse TOO1

11.3 - Texsoleuse TO1O

III - Matériels de mélange Texsol en laboratoire

IV - Mesure de teneur en fil sur chantier

V - Mesure de densité en place

VI - Exemple de granularité des différents sables utilisés sur les chan-

tiers de France

VII - Fiches de contrôle type

I - FIBRES ET FILS TEXTILES

I.A - Généralités sur les fibres et fils textiles

Les fibres textiles sont, selon leur mode de production, classées en deux grandes familles,les fibres textiles naturelles et les fibres textiles chimiques.

Les fibres textiles naturelles

Ces fibres sont soit d'origine végétale comme le coton ou le jute, soit d'origine animalecomme la soie ou la laine, soit d'origine minérale comme l'amiante.

Les fibres textiles chimiques

Ce terme générique désigne l'ensemble des matières textiles créées par l'industriemoderne. Les fibres textiles chimiques sont divisées en trois groupes : les textiles artifi-ciels, synthétiques et minéraux.

Les fibres textiles artificielles peuvent être à base de cellulose comme les rayonnes ou àbase de matières protéiques. Les fibres textiles synthétiques sont produites par filage demacromolécules obtenues par polymérisation ou polycondensation de monomères. Onpeut citer :

• Les polyamides (PA). Les plus communément connus sont le Nylon 66 (marque com-merciale du PA 6-6), le Rilsan (PA 11) et le Kevlar (PA aromatique) ;

• Les polyesters (PES) par exemple Tergal, Dacron, Diolen, etc. (marques commer-ciales) ;

50

• Le polyéthylène (PE) par exemple Courlène, etc. (marques commerciales) ;

• Le polypropylène (PP) ;

• Le chlorure de polyvinyle (PVC), l'alcool polyvinylique (PVA) etc..

Les libres minérales sont les verres textiles.

Actuellement, le procédé Texsol utilise les fils textiles chimiques synthétiques en polyes-ter issus de l'industrie textile. Ce sont des fils à base de filaments continus, obtenus parfilage de polymères fondus suivi d'un étirage poussé leur conférant des caractéristiquesmécaniques intéressantes destinées en particulier à leur emploi dit "technique" (fig. 41a,41b et tableau III).

Fig. 4lb Schéma du filage tics filaments continus de Polyester.

Fig. 41u Processus de fabrication du Polyester.

I Fondoir DMT - 2 Slockeur glycol - 3. Pompes£ Autoclave d'interéchange - 5 Condensateurméthanol - 6 Récepteur méthanol - 7 Filtre -8 Autoclave polycondensation - 9 Condenseurglycol - 10. Vanne de régulation de pression -II Batteries d'éjecteurs - 12 Roue de coulée -13 Broyeur - 14. Silo

y

Ensimage parpulvérisation

Délivreu

Le diamètre des filaments est de l'ordre de quelques micromètres et celui des fils cou-ramment utilisés est de l'ordre du 1/10 de millimètre (fig. 44 et 45).

En fonction de leur ténacité, les fils synthétiques sont appelés normaux (ou standard) ouhaute ténacité (fig. 42). On peut également signaler, pour leur possibilité d'emploi lesbandelettes textiles obtenues par découpage de film de polymères.

Force spécifique(cN/tex

100.

Essai de traction sur fibre

1 Polyester standard2. Polyester haute ténacité3. Polyamide haute ténacitéL Polyamide kevlar T190

Fig. 42 F.xemples de courbes effort-déformation des

fibres textiles.10 20 25

Déformation (%)

51

Le choix du polymère de base des fils textiles utilisables dans le mélange Texsol dépendde sa contribution au plan des performances notamment mécaniques du mélange, de soncomportement à long terme et bien entendu de son coût.

La définition des fils et de leurs présentations tiennent compte de leur "texsolabilité"c'est-à-dire de leur aptitude à être utilisés et manipulés dans le processus de mise en oeu-vre des différentes machines texsoleuses en particulier la dévidabilité des bobines de fil àvitesse élevée, l'état de surface des fils, leur résistance à l'abrasion et la stabilité de leurassemblage.

I.B - Durabilité des fils textiles

La durabilité des matériaux de construction comporte deux aspects : leur comportement àlong terme et la prévision de leur durée de vie. L'évolution dans le temps des propriétésdu fil textile a pour origine soit des modifications (de type endommagement) directementliées à leur mise en oeuvre ou à leur fonctionnement dans l'ouvrage, soit des modifica-tions liées à leur environnement physico-chimique.

Fig. 43 Bobines de lil textile à lu livraison.

Pour les fibres chimiques synthétiques,l'expérience et les connaissances dont ondispose dans le domaine de l'utilisationd.'s géotextiles en génie civil ainsi qu'enrecherche de base permet de confirmerleur bon comportement. Leur durée devie est en tout cas comparable à celle dela plupart des matériaux de construction.Par ailleurs, les polymères constituant lamatière de base des fibres chimiques syn-thétiques sont des matériaux présentantune relative bonne stabilité chimiquevis-à-vis des réactifs chimiques (acides,bases, oxydants ou réducteurs et sol-vants).

En revanche, le rayonnement solaire estun facteur de dégradation déterminant desfibres textiles de polymères. Pour lesouvrages en Texsol, son action n'a toute-fois pas d'effet significatif sur les fibrestextiles, qui sont incorporées dans lesol, car la surface du talus sera, à terme,végétalisée. De ce point de vue, comme ila été indiqué au paragraphe V.2 "Stoc-kage des composants", des précautionsélémentaires sont à prendre pour assurerdans de bonnes conditions le stockagedes bobines de fil sur chantier (fig. 43).

Des études spécifiques ont été entreprises en laboratoire sur des éprouvettes Texsol dansle domaine du comportement en fluage et en fatigue sous chargements répétés. Des essaisde contrôle de caractéristiques mécaniques des fils, ayant subi des sollicitations mécani-ques de mise en oeuvre ou de fonctionnement extrême et des attaques chimiques dans unmilieu à basicité variable, ont été également réalisés. Ils ont permis d'apprécier le com-portement des fils dans le composite et de définir les spécifications et les recommanda-tions indiquées dans cette note.

Enfin, signalons, en ce qui concerne l'aspect inflammabilité et résistance aux insectes ouaux microorganismes, que les fibres de polymères , et en particulier le polyester, utiliséesen association avec le sol présentent un comportement satisfaisant. Elles n'attirent pas lesrongeurs.

Fig. 44 Vue de fils textiles de différents titres.

Fig. 45 Fil de 50dtex éelaté montrant les filaments. Vue au microscope. Grossissement * 200.

53

I.C - Terminologie textile

Vocabulaire relatif aux fibres, filaments et fils

Extraits de la norme française NF G00-005

Matière textile

Terme englobant les matières fibreuses ou filamenteuses, naturelles ou chimiques, desti-nées à la fabrication d'articles textiles tels que fils, tissus, tricots, filets, cordages, tres-ses, feutre, etc..

Fibre textile

Elément caractérisé par sa flexibilité, sa finesse, sa grande longueur par rapport à sondiamètre, qui le rend apte à des applications textiles. Il peut s'agir de filaments ou defibres discontinues.

Filament

Fibre textile de très grande longueur, dite continue.

Fil

Terme général désignant, quelle que soit sa structure simple ou complexe, un assemblagede grande longueur de fibres textiles, de filaments (fil continu) ou de fibres discontinues(filé) directement utilisable pour des fabrications textiles.

Fil monofilament

Fil constitué d'un seul filament avec ou sans torsion. Ce monofilament doit être suffisam-ment résistant et flexible pour être tissé, tricoté ou tressé, etc..

Fil multifilament

Fil constitué de plusieurs filaments avec ou sans torsion.

Masse linéique

Masse par unité de longueur.

Elle doit être exprimée en tex ou ses multiples ou sous-multiples.

La masse linéique (ou TITRE) d'un textile exprimée en tex est égale à la masse en gram-mes de 1000 m de ce produit textile. Le tex est une unité directe décimale et métrique.

Les principaux multiples et sous-multiples sont le kilotex (ktex) et le décitex (dtex).

Exemple : 167 dtex correspond à une masse linéique de 16,7 g pour 1000 m de fil.

Caractéristiques mécaniques

Extrait de la norme française NF GO7-003

Force de rupture

Force maximale que peut supporter l'éprouvette dans un essai de traction conduit jusqu'àla rupture. Elle est exprimée en newtons ou en ses multiples et sous-multiples.

Allongement de rupture

Allongement correspondant à la force de rupture.

Sans autre précision, l'allongement de rupture désigne "l'allongement relatif de ruptureexprimé en pourcent de la longueur initiale.

Ténacité (de rupture) du fil

La ténacité (de rupture) caractérise le niveau de qualité du fil, en ce qui concerne la forcede rupture. Elle doit être exprimée en centinewtons par tex et est donnée par la formule :

M

Ténacité (de rupture) = —

où : R est la force moyenne de rupture en centinewtons,moyenne en tex du fil.

7", est la masse linéique

Tableau III Caractéristiques comparées des principales libres textiles techniques

Caractéristiques

FibresAcierVerreAramidePolyesterPolypropylènePolyamide 6-6Coton

Densité

7,82.51.41.380.91.11.5

Ténacité(cN tex)

30100200

30 à 7030 à 7040 à 80

40

Allongement("")

234

10 à 253 à 90

16 à 2510

Module(CiPa)

200so60

11 à 154 à 54 à 8

10

II - MACHINES DE PRODUCTION DE TEXSOL SUR CHANTIER

Actuellement, pour la réalisation des chantiers et en fonction de leur type et de la naturede l'ouvrage, la Société d'Application du Texsol exploite quatre modèles de machine demise en oeuvre classés dans trois catégories de matériels.

II.l - La texsolette

II s'agit d'un atelier de mélange et de mise en oeuvre composé d'un ensemble de maté-riels manipulés soit manuellement, soit automatiquement (fig. 46 et 47). Dans ce derniercas, la tête de mélange est montée sur un porteur mécanique de type nacelle.

Chaîne d'alimentation en sable

Le matériel de base est une machine de projection de béton ou de granulats appelée éga-lement guniteuse. Le transport est de type pneumatique. Son alimentation en air com-primé est assurée par un compresseur d'air à grand débit. L'alimentation en sable esteffectuée soit par un chargeur et un convoyeur à bande soit par un rayon raclant. Lesable est amené jusqu'au point de mise en place dans un tuyau flexible de longueurvariable. La sortie de sable est munie d'un ralentisseur et portée soit par un opérateur soitpar un porteur mécanique.

55

Chaîne d'alimentation en fil

La chaîne d'alimentation se compose d'une tête de projection de fils et d'un cantre àbobines de fils. La tête de projection est une rampe d'éjecteurs-tracteurs portée par unopérateur. Chaque éjecteur est animé d'un mouvement motorisé assurant la distributionde fils sans frisure. La traction de fils est assurée par des éjecteurs alimentés en eau àhaute pression. L'ensemble de la chaîne fil peut également être monté sur un porteurmécanique.

La texsolette est un atelier flexible pour des chantiers de faibles volume et / ou des chan-tiers à accès difficile. Le débit de Texsol mis en place est de l'ordre de 25 rrr'/j pour latexsolette manuelle et de 60 m7j pour la super-texsolette mécanisée.

Fig. 46 - Texsolette : tête de mélange à quatre éjecteurs de fils.

Fig. 47 Texsolette : cantre à huit bobines de fils.

II.2 - La texsoleuse 001

II s'agit d'une machine automobile de mélange et de mise en oeuvre. Elle est constituéed'une chaine sable, d'une chaîne fil et d'un porteur (fig. 48).

Chaîne d'alimentation en sable

Un projeteur à courroie de sable alimenté par un système de convoyeurs à bande assurela projection à grande vitesse du sable jusqu'au point de mise en place.

Chaîne d'alimentation en fil

Elle est composée d'une tête de projection de fils et des cantres à bobines de fils. La trac-tion de fil est effectuée par un délivreur positif couplé aux éjecteurs-tracteurs. Ces der-niers sont animés d'un mouvement motorisé permettant une géométrie de distribution defil bien définie et sans frisure. Des bobines aux éjecteurs, les fils sont groupés, guidéset protégés par des éléments linéaires de tubes rigides.

L'ensemble est porté par un châssis de pelle sur chenille muni d'une flèche rigide. Lemouvement du porteur à vitesse de translation lente, couplé à celui de la rampe d'éjec-teurs, assure le plan de balayage nécessaire à la construction de l'ouvrage.

Cette machine convient aux chantiers linéaires de volume important. Sa production jour-nalière est de Tordre de 150 m' de Texsol mis en place.

Fig. 4X Texsoleuse T001 avec une tête de projection de lils de dix éjecteurs et de quarante bobines de fil,

II.3 - La texsoleuse T010

Cette génération de machine conserve les principes de mélange et de mise en oeuvre dela texsoleuse TOOL Elle se différencie par une intégration plus poussée des fonctionsannexes (contrôle des débits de sable et de fil, sécurité de conduite de la machine).L'ensemble est porté par un châssis sur pneus muni d'une flèche télescopique et de qua-tre roues motrices et directrices. Le porteur routier utilisé confère à cette génération demachine de chantier une autonomie et une mobilité accrues (fig. 49).

57

III - MATERIELS DE MELANGE ET DE FABRICATION DES EPROUVETTESEN LABORATOIRE

Actuellement, deux modèles de matériel prototype de mélange de laboratoire existent etsont installés au Centre d'expérimentation routière à Rouen. Le premier, désigné IFT2, estfondé sur le principe de mélange par voie sèche : sable quasi sec, fils projetés à l'aircomprimé (fig. 50).

Fig. 49 Texsoleuse T010 avec une tête de projection de fils de douze éjecteurs et quarante-huit bobines de

Fig. 50 Machine Texsol de laboratoire IFT2.

Le deuxième, désigné IFT3, fonctionne par voie sèche ou par voie humide, c'est-à-direavec des sable ou matériau secs ou humides, des fils textiles projetés à l'air comprimé ouà Feau sous pression (fig. 51).

Ce dernier est plus particulièrement destiné à la recherche sur les technologies de mise enoeuvre. Il permet également la fabrication des éprouvettes cylindrique ou prismatique degrandes dimensions (jusqu'à 500 x 500 mm en plan - fig. 52).

Dans les deux cas, les opérations de mélange du Texsol et de moulage de l'éprouvettesont réalisées simultanément.

Fig. 51 — Machine Texsol en laboratoire IFT3.

Fig. 52 Boîte de cisaillement. Dimensions de l'éprouvette 500 x 500 x 300 mm.

59

IV - MESURE DE TENEUR EN FIL DU TEXSOL SUR CHANTIER

La connaissance de la teneur en fil dans le mélange Texsol est un élément déterminant duPAQ. Les mesures de teneur en fil peuvent être réalisées soit par la méthode de prélève-ment séparé des constituants soit par la méthode de prélèvement du mélange.

Par définition, la teneur pondérale en fil du mélange Texsol est égale au rapport :

Poids de fil secPoids de sol sec

exprimée en pourcent.

IV.1 - Méthode de prélèvement séparé des constituants

Elle consiste à mesurer, machine à l'arrêt, les débits des constituants par prélèvementséparé des fils et du sable et par pesée des constituants secs (fig. 53a et b).

Contrôle de teneuren lil par prélèvementsséparés des eonstituants.

Fig. 53a

Cette méthode simple et fiable reste rela-tivement lourde à cause de la rupture decadence imposée à la production. Ellepeut être utilisée plus particulièrementpour l 'étalonnage et le réglage desmachines, soit périodiquement, soit ponc-tuellement avant le démarrage i\c La production.

60

IV.2 - Méthode de prélèvement du mélange

Elle consiste à prélever le mélange Texsol, machine en situation de travail et à détermi-ner les poids ou débits secs des constituants fils et sable après séparation (fig. 54a, b, c).

Contrôle de teneuren lil par prélèvement en continu

du mélange.

Fig. 54a

I

: •• .<m

l i t 54/>

Fig. 54c

(SI

Cette méthode s'adapte parfaitement à la cadence de production des machines de typetexsoleuse. Un dispositif de prélèvement du Texsol en continu à la surface de mise enoeuvre a été mis au point et expérimenté sur différents chantiers. Il est constitué d'un'brancard" muni d'une bâche plastique et d'une grille métallique permettant de récupéreret de séparer à la chute du mélange les fils textiles et le sable.

Les prélèvements sont représentatifs du mélange en place.

Cette méthode peut être utilisée pour les contrôles courants ou ponctuels de teneur en filpendant la mise en oeuvre.

V - MESURE DE LA DENSITÉ EN PLACE DU TEXSOL

La mesure de la densité en place du Texsol ne pose pas de problème particulier deméthodologie ni de matériel de mesure.

Elle est réalisée avec les moyens et les méthodes habituels de mesure de densité pratiquéssur les chantiers et fondés sur le principe de rayonnement gamma (gamma densimètre,double-sonde gamma). La présence intime d'un réseau fibreux de polymère au sein de lamatrice de sol sableux ne gêne ni la réalisation de l'essai (perçage de l'avant-trou, miseen place de la source, etc.), ni l'interprétation des résultats de mesure.

La méthode de mesure de densité par le densitomètre à membrane ou à sable est décon-seillée à cause des difficultés d'exécution de l'essai.

VI - GRANULOMÉTRIE DES DIFFÉRENTS SABLES UTILISÉS SUR LESCHANTIERS DE FRANCE (fig. 55)

Fig. 55.

20,

1 Chatellerault 186) 5 Fontainebleau (77)2. Rouen Stref (76) 6 Valence (26)3 Deauville 1U) 7. Béthoncourt 125)4. Valence 126)

62

VII - FICHES DE CONTRÔLE TYPES

TEXSOLContrôle de mise en œuvre

Mesure de teneur en fil (méthode de prélèvement du mélange)

CHANTIER :MACHINE :OPÉRATEUR :OUVRAGE CONTRÔLÉ

DATE :HEURE

Nature du sable :O/D : mmProvenance :

Nature du fil textile :Titre : dtexNombre de filaments :Provenance :

Essain°

123

1 MESURE DE

Poids du sableh u m i d e ( P I )

LA TENEUR EN EAU DU

Poids du sablesec (P2)

SAB1 1

w P1 " P2W " P2

Moyenne W % =

II. MESURE 1)1 LA TENEUR PONDÉRAL!-: EN 1 11

lissain°

1-)3

FIL

Temps de prélèvementt(s)

Poidshumide

(fh)

Poidssec(fs)

Débit

T(!)

Moyenne I =

Essain°

1

3

SABLE

Temps de prélèvementt(s)

Poidshumide

(Ph)

Poidssec(Ps)

Débit

Moyenne S =

T e n e u r e n fil

63

TEXSOLContrôle de mise en œuvre

Mesure de teneur en fil (méthode de prélèvement séparé des constituants)

CHANTIER :MACHINE :OPÉRATEUR :OUVRAGE CONTRÔLÉ

DATE :HEURE

Nature du sable :O/D : mmProvenance :

Nature du fil textile :Titre : dtexNombre de filaments :Provenance :

Nombre d'éjecteurs :Vitesse délivreur :

111 S

MESURE DU DÉBIT DE FIL

Nombre de fils/éjecteurPression d'eaumotrice : M Pa

1 ss.lln°

123

FIL

Temps de prélèvementt(s)

Poidshumide

(fh)

Poidssec(fs)

Débit

II

Moyenne F =

MESURE DU DÉBIT DE SABLE

Réglage : Ouverture de la trappe de trémie : cmVitesse du tapis extracteur : m/s

Essain°

123

II.1.

Poids duhumide

Mesure

sable(PI)

de la teneur en eau

Poids du sablesec (P2)

du sable

w PI - P2

P2

Moyenne W % =

II.2. Mesure du débit de sable

Essain°

123

SABLE

Temps de prélèvementt(s)

Poidshumide

(Ph)

Poidssec(Ps)

Débit

III.

Moyenne S =

TENEUR PONDÉRALE EN FIL

Teneur en fil

RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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LEFLAIVE E., LlAUSU Ph. ( 1986), Le renforcement des sols par fils continus, 3 e congrès internatio-nal des géotextiles, Vienne (Autriche), avr., pp. 523-528.

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GlGAN J.-P., KHAY M., MARCHAI. J., LEDELLIOU M. (1989), Propriétés mécaniques du Texsol.Application aux ouvrages de soutènement, Xlle congrès international de mécanique des sols, Rio(Brésil), août, pp. 1251-1252.

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LCPC, SETRA (1984). Note technique Remblais de tranchées, nov.

SETRA (1973), MUR 73.

SETRA, Projet de fascicule 62, Titre V, Règles techniques de conception et de calcul des fondationsdes ouvrages de génie civil. (A paraître).

65

Ce document est propriété de l'Administration, il ne pourra être utilisé ou reproduit, mêmepartiellement, sans l'autorisation du LCPC ou du SHTRA.

Publié par le LCPC, 58, boulevard Lefebvre - 75732 PARIS CEDEX 15Dépôt légal : 1er trimestre 1992

ISBN 2-7208-6690-3

Page laissée blanche intentionnellement

Page laissée blanche intentionnellement

Page laissée blanche intentionnellement

RESUME

Le "Texsol", mélange intime de sable et de fils synthétiques, est un matériau composite,ayant des propriétés mécaniques et hydrauliques particulièrement intéressantes pourconstruire des ouvrages de soutènement. De plus, son aptitude à être engazonné permet uneexcellente intégration de ces ouvrages dans l'environnement.

Le présent document a pour objet de fournir aux maîtres d'oeuvre et aux bureaux d'étu-des les règles pratiques de conception et de réalisation des ouvrages de soutènement en"Texsol". II s'appuie pour cela sur :- les connaissances acquises sur les propriétés du matériau ;

- les expérimentations réalisées sur des ouvrages en vraie grandeur, chargés jusqu'à larupture ;

- les constatations sur des ouvrages réels effectuées au cours de leur construction et pour-suivies après leur mise en service.

Quatre aspects principaux sont successivement traités :- Le matériau : propriétés mécaniques et hydrauliques, spécifications relatives aux consti-

tuants et consistance de l'étude de laboratoire.

- Le mode de fonctionnement et de dimensionnement des soutènements en "Texsol".

- La réalisation du chantier.

— Le contrôle de la qualité.

Une série d'annexés précisent enfin quelques aspects particuliers relatifs aux méthodes dedimensionnement, à la technologie de fabrication du matériau et aux essais de contrôle pou-vant être appliqués.

ABSTRACT

Texsol", a blend of sand and synthetic threads, is a composite material having mechanicaland hydraulic properties that can be very useful in the construction of retaining walls. It canalso be planted with grass to blend in harmoniously with the environment.

rhis document provides practical design and construction rules for Texsol retaining wallsfor the guidance of project supervisors and engineering departments. It is based on :

- available knowledge of the properties of the material ;

- experiments conducted on full-scale structures loaded to failure ;

- observations made on actual structures during construction and after commissioning.

Four main points are dealt with in turn :- The material (mechanical and hydraulic properties, spécifications of constituent mate-

rials. points covered by the laboiratory investigation).

— The tunctioning and design of Texsol retaining walls.

- Execution (preparatory work, storage of materials, fabrication, compaction. finishing).

— Quality control.

A number of appendices deal with a few spécial aspects of the design methods, the techno-logy of fabrication of the material and the inspection tests that can be applied.

< 'e document est disponible :- au Bureau de Vente, SETRA, 46, avenue Aristide Briand, BP 100. 92223 Bagneux -

France ; Tél. : 33 (I) 46 11 31 53 et 33 ( I ) 46 11 31 55

- au Service IST-Publications. LCPC. 58. boulevard Lelebvre. 75732 Paris Cedex 15 -France ; Tél. : 33 ( I ) 40 43 52 26

Prix : 100 F

ministère de l'équipement, du logement, des transports et de la mer