Définition et domaine d’application

I.3.1. Définition

Fernando Lizzi (1982a) a défini le pieu racine comme un pieu foré ayant un diamètre de 100 mm et rempli de mortier de ciment. Ces pieux de petit diamètre fournissent une portance, essentiellement par frottement. Néanmoins, la définition actuelle des micropieux varie selon les pays.

En France, on définit les micropieux comme étant des pieux ayant un diamètre inférieur à 250 mm (CCTG, 1993). En Belgique, la marge du diamètre des micropieux est plus étroite : un micropieu a un diamètre inférieur à 150 mm (Van Impe, 1997). En Allemagne, où est née la première norme sur ce type de fondation (Herbst, 2000), l'appellation « micropieu » est adoptée pour les pieux dont le diamètre est compris entre100 et 300 mm (DIN, 1983). En Italie, les diamètres des micropieux varient de 90 à 300 mm (Fiorotto, 2000). Enfin, aux Etats‐Unis, les diamètres conventionnels sont inférieurs à 300 mm (FHWA, 2005).

Par ailleurs, l’Eurocode 7 définit aujourd’hui les micropieux comme des pieux de diamètre maximum 300 mm (NF P 94-262). La norme européenne NF EN 14199 (2005) établit les principes généraux pour l'exécution des micropieux et elle s'applique aux pieux forés dont le diamètre du fût est inférieur à 300 mm et aux pieux foncés dont le diamètre du fût ou la dimension maximale de la section transversale du fût est inférieure à 150 mm.

I.3.2. Domaines d’application

On peut classer leurs applications dans deux grandes catégories :

 comme éléments de fondations,

 comme renforcement de sol.

Le grand intérêt des micropieux réside dans la facilité d’installation, en particulier dans les sites d’accès difficile. Par ailleurs, dans la plupart des cas où on a eu recours aux micropieux comme solution à la place des pieux traditionnels, c’est pour l’une des raisons évoquées ci-après (Alsaleh, 2007) :

 accès difficile au site avec moins de 3,5 m d’hauteur ;

 restriction dues aux vibrations induites par la réalisation de grands pieux, en raison de la sensibilité de l’ouvrage lui-même ou de son voisinage ;

 restrictions dues aux bruits ;

 restriction de l’élargissement de la fondation existante ;

 exigence de maintenir le trafic sur une autoroute lors de remplacement ou de renforcement d’un pont ;

 besoin d’une grande capacité portante en compression ainsi qu’en traction ;

 rigidité importante du sol écarte l’utilisation de gros pieux ;

 complexité géologique du site qui présente une variation importante de la rigidité ; et

 ouvrages en zone sismique qui nécessitent une fondation relativement flexible avec une grande capacité portante.

L’utilisation des micropieux comme éléments de fondations peut se faire :

 en reprise en sous-œuvre, dans ce cas les tassements différentiels subits par un

ouvrage exigent le recours aux micropieux comme solution pour la reprise partielle ou totale de la charge de la structure comme par exemple pour l’hôtel « Mandalay Bay

Resort Hotel » de 43 étages à Las Vegas (figure I.3.a) où ont été réalisés 536

micropieux entre les pieux de fondation existants. La résistance en service de chaque micropieu est d’environ 220 kN avec un diamètre de 178 mm et une longueur de 60 m (Pearlman, 2001).

 en fondations neuves de bâtiments et d’ouvrages d’art, il existe des cas où l’accès

difficile au site ou la complexité du système de fondation suggèrent l’utilisation des micropieux comme par exemple dans le cas de la construction d’un hôtel de 6 étages dans le centre historique de Barcelone (figure I.3.b) exigeant la mise en place d’un système de fondation complexe à travers des ouvrages souterrains existants. Pour ce faire, des micropieux de 100 mm de diamètre et 28 m de longueur (13 m de fiche et

15 m de longueur libre) ont été construits pour reprendre, chacun, une charge ponctuelle de 500 kN (Alonso & Casanova, 1991).

(a) (b)

Figure I.3. a) Renforcement par micropieux de l’hôtel « Mandalay Bay Resort Hotel » (Pearlman, 2001) et b) schéma d’une section du projet de construction d’un immeuble sur ouvrages existants

(d’après Alonso etCasanova (1991))

 en fondations neuves de bâtiments et d’ouvrages d’art, les micropieux sont

également utilisés comme solution pour les fondations d’éoliennes lacustres ou de pylônes électriques (figure I.4). (Chih-Hung Chen & Slisbury, 2012).

(a) (b) (c)

Figure I.4. a) Pylône électrique dans le parc national Angeles aux Etats-Unis, b) fondation finie sur un pied du pylône et c) groupe des micropieux (Chih-Hung Chen & Slisbury, 2012)

 pour des ouvrages en zone sismique, cette application est très répandue dans la

réparation ou le renforcement de ponts en zone sismique. A titre de l’exemple, la figure I.5 présente le cas du renforcement du pont de San Rafael, à Richmond, aux Etats- Unis, où des micropieux de 4 m à 17 m de longueur et 220 mm de diamètre ont été construits afin de supporter des charges comprises entre 200 et 300 kN (Gibler, et al., 2005).

(a) (b)

Figure I.5. a) Pont de Richmond San Rafael à USA et b) schéma d’installation des micropieux (Gibler, et al., 2005)

L’utilisation des micropieux comme éléments de renforcement de sol a pour intérêt d’être une technique assez polyvalente dont les avantages par rapport à d’autres techniques de renforcement sont présentés dans le tableau I.1.

Tableau I.1. Efforts majeurs dans les inclusions des systèmes de renforcements de sols

(Schlosser & Unterreiner, 1994)

Techniques de renforcement Traction Compression Flexion Cisaillement

Armatures ou bandes en remblai ***

Nappes en remblai ***

Clouage en soutènement ** * *

Clouage de pente instable * *** ***

Micropieux en groupes ou réseaux ** ** * *

Renforcements tridimensionnels en

remblai ***

* faible ** important *** prépondérant

Selon Van Impe (1997), le renforcement des sols par micropieux représente 9% du marché international du renforcement des sols. On y distingue particulièrement la stabilité des pentes, ou des talus, et la protection des ouvrages souterrains lors des excavations. La figure I.6 montre un exemple de stabilisation de pentes à l’aide de micropieux.