3.1 Introduction
Les soutènements englobent aussi bien les structures massives que sont les murs de soutènement
(emprise et poids de l’ouvrage importants), que les structures plus souples que sont les écrans de
soutènement (aussi appelés rideaux de soutènement, qui sont relativement minces et peuvent être
réalisés en différents matériaux tels que le béton, l’acier ou encore le bois). δeurs fonctions, peuvent
être diverses, même si les murs de soutènement sont quasi exclusivement utilisés pour retenir des
terrains tandis que les écrans peuvent également servir à maintenir une fouille hors d’eau et servir de
fondation à une superstructure. Dans le cas d’un soutènement de terrain, la mise en place d’un mur ou
d’un écran, permet de s’affranchir de la réalisation d’un talus pour assurer la stabilité du terrain et
permet donc ainsi de limiter l’emprise nécessaire au projet, ce qui est intéressant en sites urbains, car
la place y fait souvent défaut. La réalisation de soutènements dans les terrains anisotropes tels que les
schistes est courante mais n’implique pas l’utilisation systématique d’une technologie donnée. Dans la
suite de ce chapitre, les murs de soutènement sont évoqués mais une attention particulière est portée
aux rideaux (qui se différencient des murs par leur structure moins massive et les fait donc travailler en
flexion), ces derniers ayant bénéficié, au fil du temps et de l’évolution des techniques, d’une
diversification importante (Delattre, 1999) et sont régulièrement utilisés pour soutenir des terrains
anisotropes.
3.2 Les murs de soutènement
δes murs de soutènement constituent probablement une des techniques les plus anciennes puisqu’elle
était déjà utilisée durant l’antiquité (Kérisel, 1985) pour supporter des excavations ou des remblais. Le
mur de soutènement prenait alors la forme de mur poids en maçonnerie qui permettait par sa seule
masse de retenir les terrains situés derrière lui (figure 3.1).
Figure 3.1 Principe de fonctionnement d’un mur poids en maçonnerie
Ce type de soutènement s’est développé de façon importante au cours du temps jusqu’au début du
XXème siècle, période à laquelle il a commencé à être délaissé au profit de nouvelles techniques tels
que les écrans de soutènement utilisant des matériaux industriels comme le béton et l’acier (Delattre,
Chapitre 1 : Le Briovérien, les techniques de soutènement et leur conception
30
2000). Toutefois, cette technique a continué d’évoluer durant le XXème siècle en ayant notamment
davantage recours au béton coulé en place ou sous forme d’éléments préfabriqués. Les murs de
soutènement sont aujourd’hui principalement utilisés sur les projets autoroutiers ou l’emprise
importante du soutènement n’est pas un problème (SETRA, 2011).
3.3 Les écrans de soutènement
3.3.1 Paroi Berlinoise
La paroi berlinoise englobe à la fois des soutènements provisoires et des soutènements permanents,
porteurs et non porteurs. Elle consiste en la mise en place dans le sol d’éléments structurels verticaux
(profilés métalliques) séparés les uns des autres par une distance définie et qui sont ensuite relié entre
eux à l’avancement de l’excavation par des éléments horizontaux (béton projeté, blindage bois). Cette
technique a été utilisée dès la première moitié du XXème siècle pour des projets d’envergure parmi
lesquels on peut citer la construction du métro de Berlin (Spilker, 1937), d'où son appellation.
Figure 3.2 Photographie d’une paroi berlinoise avec un parement en béton projeté réalisé dans les
schistes briovériens (source : Groupe Dacquin)
3.3.2 Paroi en pieux distants ou sécants
Les pieux, dont la fonction première est d’offrir une fondation profonde aux ouvrages, ont également
été utilisés comme rideau de soutènement dès les années 1950 (Veder, 1953). Plusieurs techniques de
soutènement à base de pieux ont été développées. Dans le cas d’un sol offrant une cohésion suffisante
et en l’absence de nappe d’eau derrière la paroi, la technique des pieux distants peut être utilisée, le
principe de soutènement étant alors le même que pour une paroi berlinoise. A l’inverse, si le sol est
faiblement cohérent et/ou si de l’eau est présente dans le sol, la technique de la paroi en pieux sécants
ou en pieux jointifs sera mise en œuvre car elle permettra, d’une part, d’empêcher l’effondrement du
sol soutenu entre les pieux et d’autre part elle présentera une certaine étanchéité. Cette dernière pourra
toutefois être imparfaite du fait des défauts de verticalité et déviations éventuels des pieux qui seront
d’autant plus marqués que la hauteur de l’écran sera grande. Un autre inconvénient majeur de ce type
Chapitre 1 : Le Briovérien, les techniques de soutènement et leur conception
31
venir se positionner au plus près d’éventuels ouvrages mitoyens. Dans les deux types de soutènements,
une lierne de couronnement est réalisée en tête afin d’homogénéiser les déplacements de la paroi. Une
paroi en pieux distants tirantée, réalisée dans des schistes briovériens fortement argilisés, est présentée
en figure 3.3.
Figure 3.3 – Paroi de pieux distants tirantée en tête (source : Groupe Dacquin)
3.3.3 Paroi moulée
La réalisation de soutènement par paroi moulée est une technique apparue dans les années 1950 avant
de connaitre un développement important dans les années 1960 (Chadeisson, 1961; Fehlmann, 1961).
Ce type d’écran consiste à réaliser l’écran par panneaux en béton armé directement dans le sol, ce
dernier jouant donc le rôle de coffrage naturel. Le perfectionnement de cette technique de soutènement
a continué par la suite, notamment avec la mise au point de matériels de forages toujours plus
performants μ mise au point de l’hydro fraise pour forer dans des terrains plus durs (Fenoux, 1λ82),
systèmes de guidage pour avoir une bonne précision sur la verticalité des panneaux (Tornaghi et al.,
1985)... Du fait de son coût élevé, la paroi moulée est un soutènement utilisé uniquement dans le cas
d’ouvrages définitifs et pour des conditions de sol précises (dans les terrains à faible cohésion qui ne
pourraient donc pas être simplement maintenus par des pieux distants ou des profilés métalliques car il
y aurait un risque d’éboulement entre les éléments verticaux). δa paroi moulée est également utilisée
dans des conditions hydrologiques particulières, notamment si la nappe phréatique se trouve à une
faible profondeur et qu’un bon niveau d’étanchéité est recherché (des suintements peuvent toutefois
être observés mais dans des tolérances fixées par des normes comme le DTU 14.1 (AFNOR, 2000a).
Enfin, ce type de soutènement peut également reprendre des charges structurelles et être donc un
élément porteur tout en présentant l’avantage d’avoir une emprise réduite (40 cm d’épaisseur au
minimum) par rapport à un autre type de paroi étanche tel que des pieux sécants avec un contre voile
en béton (60-70 cm d’épaisseur au minimum).
Chapitre 1 : Le Briovérien, les techniques de soutènement et leur conception
32
Figure 3.4 Paroi moulée butonnée en tête (source : Dacquin)
3.3.4 Autres techniques
Un grand nombre d’autres techniques de soutènement existent (palplanches, soil mixing, …) mais leur
utilisation dans les terrains fracturés tels que les schistes briovériens est beaucoup plus rare. Elles ne
seront donc pas décrites dans le cadre de ce mémoire. Néanmoins, la technique de la paroi clouée peut
être utilisée dans le cas de terrains rocheux fracturés et altérés. Cette technique consiste en la mise en
place d’un parement en béton projeté armé de treillis soudé et maintenu par des clous au fur et à
mesure de l’avancement de l’excavation (réalisation par passes).
3.3.5 Conclusion
Les techniques de soutènement les plus utilisées dans les terrains anisotropes tels que les schistes, ont
été présentées. Le développement des différentes techniques de soutènement a été accompagné par
l’évolution des méthodes de calcul qui ont permis de réaliser des structures de soutènement toujours
plus imposantes (hauteur soutenue pouvant atteindre plusieurs dizaines de mètres) et plus complexes
(géométrie de fouille, contraintes en site urbain). La dernière partie de ce chapitre introductif
s’attachera, après quelques rappels sur le dimensionnement à l’équilibre limite, à détailler les
principales méthodes numériques actuellement utilisées en France pour le dimensionnement des
écrans de soutènement : la méthode au coefficient de réaction et la méthode aux éléments finis.
Dans le document
Etude du comportement mécanique des terrains anisotropes lors de travaux de génie civil
(Page 35-38)