Avis Technique 3/10-647 Annule et remplace l’Avis Technique 3/07-526

Fondation

Fondapieu Titulaire : Société Jean Marie Rénovation

2, rue Croquoison FR-80420 Flixecourt

Tél. : 03.22.39.28.73 Fax : 03.22.52.30.93 E-mail : denis.jmarie@wanadoo.fr Internet : www.fondapieu.com

Commission chargée de formuler des Avis Techniques (arrêté du 2 décembre 1969) Groupe Spécialisé n°3 Structure, Planchers et autres Composants structuraux

Vu pour enregistrement le 17 juin 2010

Secrétariat de la commission des Avis Techniques CSTB, 84 avenue Jean Jaurès, Champs sur Marne, FR-77447 Marne la Vallée Cedex 2 Tél. : 01 64 68 82 82 - Fax : 01 60 05 70 37 - Internet : www.cstb.fr

Les Avis Techniques sont publiés par le Secrétariat des Avis Techniques, assuré par le CSTB. Les versions authentifiées sont disponibles gratuitement sur le site internet du CSTB (http://www.cstb.fr) © CSTB 2010

Annulé le : 15/04/2013

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Le Groupe Spécialisé n° 3 de la Commission chargée de formuler les Avis Techniques a examiné le 10 mars 2010, le procédé de fondation « Fondapieu » exploité par la Société Jean Marie Rénovation. Il a formulé sur ce procédé l’Avis Technique ci-après, qui annule et remplace l’Avis Technique 3/07-526. Cet Avis a été formulé pour les utilisations en France européenne.

1. Définition succincte

1.1 Description succincte Pieux en fonte d’aluminium, constitués d’éléments de forme hélicoïdale et cunéiforme, assemblés par des goujons en alliage d’aluminium haute résistance. Sous l’effet de la frappe d’un marteau, ils se vissent d’eux-mêmes dans le sol grâce à leur forme particulière.

Les éléments mesurent 0.24, 0.50 ou 1.00 m de longueur et ont une section de 70 mm ou 105 mm de diamètre circonscrit. Les éléments peuvent être pleins ou creux s’ils doivent être injectés avec un coulis. Des éléments particuliers de forme cylindrique existent. Ils sont utili-sés en tête des pieux subissant un moment d’excentrement ou pour traverser les couches d’argiles gonflantes. Ils peuvent être insérés entre deux éléments classiques.

Les liaisons à la structure sont réalisées grâce à des dispositifs adaptés au procédé Fondapieu.

2. AVIS

2.1 Domaine d'emploi accepté L’Avis est formulé pour la mise en place de pieux de profondeur infé-rieure ou égale à 6 m et exceptionnellement jusqu’à 8 m dans le cas d’utilisation d’éléments lisses pour traverser une couche d’argiles gonflantes. Les applications considérées sont la réalisation de fonda-tions de bâtiments neufs ou d’extensions et la reprise partielle ou totale de la charge de bâtiments existants. Ces fondations visent les ouvrages légers (par exemple : maison individuelle). Les limites de charge résultent de l’application des règles de dimensionnement ap-prouvées, définies dans le Cahier des Prescriptions Techniques.

Le fonctionnement en flexion des pieux n’est pas visé par le présent Avis, la sollicitation en tête de pieu se réduit à un effort normal centré (compression ou traction)

L’utilisation en zone sismique n’est pas visée dans l’Avis.

2.2 Appréciation sur le procédé

2.21 Satisfaction aux lois et règlements en vigueur et autres qualités d’aptitude à l’emploi

Stabilité La stabilité est normalement assurée tant que la charge reprise par les pieux reste limitée par la charge admissible calculée dans les condi-tions indiquées au Cahier des Prescriptions Techniques et qu’un essai de traction (ou de compression dans le cas d’un liaisonnement actif) est réalisé sur tous les Fondapieu mis en place dans les conditions décrites dans le Dossier Technique.

Sécurité des personnes Pour le procédé proprement dit, elle est normalement assurée. La mise en œuvre doit être assurée par des techniciens qualifiés et formés par le titulaire en utilisant le matériel préconisé par ce dernier.

2.22 Durabilité - entretien L’alliage d’aluminium dont sont constitués les éléments de Fondapieu fait partie de la classe inoxydable. Toutefois l’implantation dans les sols présentant un taux de chlore non négligeable doit être évitée.

Les goujons d’assemblage en aluminium des éléments de pieux sont protégés de la corrosion aqueuse par une protection par anodisation dure.

Les risques de corrosion galvanique sont négligeables car la différence de potentiels entre les alliages d’aluminium utilisés pour les éléments de Fondapieu et pour les goujons d’assemblage est suffisamment faible.

2.23 Fabrication La fabrication des Fondapieu hélicoïdaux est réalisée par une fonderie sous traitante dont le manuel qualité répond aux exigences du Minis-tère de l’Intérieur.

L’entreprise sous traitante qui usine les Fondapieu hélicoïdaux, les Fondapieu lisses et les goujons, est spécialiste de la mécanique de précision. Elle assure également le contrôle des pièces, le contrôle de l’assemblage et la palettisation.

2.24 Mise en œuvre La mise en œuvre des Fondapieu est réalisée par des entreprises agréées par le titulaire. Le personnel de ces entreprises a suivi un stage obligatoire de qualification pour la mise en place du procédé, dispensé par le titulaire.

Une assistance technique est assurée par le titulaire pour la mise en œuvre et par l’entreprise Rabaud pour le matériel de mise en place.

2.3 Cahier des Prescriptions Techniques

2.31 Prescriptions de conception Le dimensionnement des pieux doit être fait sur la base d’une recon-naissance de sol, conforme à la norme NF P 94500 et comprenant au minimum deux essais pressiométriques et deux essais au pénétro-mètre.

Les calculs structuraux sont effectués par le Bureau d’Etudes Verrier Ingénierie, partenaire du titulaire ou par un bureau d’études sous la responsabilité de Freyssinet France.

L’étude d’exécution fournie par ce bureau d’études est vérifiée et approuvée par l’entreprise de mise en œuvre agréée.

La démarche globale de dimensionnement comprend le calcul des sollicitations à l’ELU et à l’ELS, la première évaluation du type et du nombre de pieux, le calcul de la descente de charge sur chaque pieu, la justification de ces pieux et des liaisons à la structure. Le position-nement et la taille des pieux sont ensuite réajustés pour satisfaire l’ensemble des critères.

Les Fondapieu fonctionnent dans le sens axial uniquement, leur fonc-tionnement en flexion n’est pas visé par le présent Avis. Toutefois leur dimensionnement doit prendre en compte systématiquement les mo-ments d’excentrement dus aux tolérances de pose, définies au para-graphe 2.33.

Lorsque les Fondapieu traversent des hauteurs importantes de terrains inconsistants, leur résistance au flambement doit être vérifiée.

2.311 Charge admissible pour les pieux : Qt La charge admissible Qt est calculée en considérant :

• pour les pieux fonctionnant en compression : la résistance QF de la section des éléments : Qt = QF ;

• pour les pieux fonctionnant en traction : la valeur minimale entre la résistance Qg des goujons et la résistance QF de la section des élé-ments : Qt = min(Qg ; QF)

La résistance des goujons Qg est donnée au paragraphe 6.1 du Dossier Technique et rappelée ci-dessous.

Type de goujon Qg (kN)

Goujon pour FD60 (20mm) plein 89,4

creux 79,7

Goujon pour FD90 (26 mm) plein 175

creux 150

En ce qui concerne la résistance des Fondapieu QF, les éléments héli-coïdaux sont les éléments dimensionnants en termes de résistance de section. La résistance QF est donnée ci-dessous :

Type de Fondapieu QF (kN)

FD60 121

FD90 263

2.312 Capacité portante en fonction du sol : Ql La méthode de calcul décrite ci-dessous doit être validée par des essais de dimensionnement pour chaque chantier. Ces essais doivent être réalisés conformément aux normes NF P 94-150-1 ou NF P 94 150-2, selon qu’ils soient réalisés en compression ou en traction. Les résultats de ces essais doivent être adressés au CSTB deux fois par an.

La capacité portante est calculée en considérant une résistance de pointe nulle et un frottement latéral équivalent à celui d’un pieu métal, tel que décrit dans le DTU 13.2.

La surface Sf sur laquelle s’applique le frottement, est égale à la sur-face du cylindre définit par le diamètre circonscrit du Fondapieu. Le tableau ci-dessous présente les valeurs à utiliser.

Annulé le : 15/04/2013

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Tableau 1

Sf (m²/ml)

FD60 0,221

FD90 0,326

FDL60 0,188

FDL80 0,251

La capacité portante se déduit alors de l’expression suivante :

( )∑=i

ifi,sl hS.qQ

avec : hi : la hauteur de la couche i

qs,i : le frottement latéral unitaire pour le sol de la couche i.

Le dernier mètre de Fondapieu mis en place n’est pas pris en compte dans le calcul de la capacité portante.

Dans le cas de fondations soumises à un frottement négatif, la capaci-té portante Ql est calculée en supposant que le frottement latéral est nul au-dessus du point neutre (point au-dessus duquel le frottement négatif agit sur l’élément) déterminé pour un élément supposé isolé.

2.313 Charge reprise par le pieu QELS = min (0,5. Ql ; 0,5.Qt)

QELU = min (0,75.Ql ; 0,75.Qt)

2.314 Essais de contrôle

Liaisonnement passif La charge à valider lors des essais, sur chaque pieu, est déterminée par le bureau d’études. Elle est égale à 1,2 fois la charge à l’ELS pour les tests de traction et 1,5 fois la charge à l’ELS pour les tests de compression.

Liaisonnement actif La charge à valider lors des essais, sur chaque pieu, est déterminée par le bureau d’études. Elle est égale à 1,15 fois la charge à l’ELS.

De plus, sur un minimum de un Fondapieu par façade et 10% du nombre total de Fondapieu, un essai avec mesure du déplacement sera effectué tel que décrit au paragraphe 5.24.

2.315 Implantation L’écartement minimal entre Fondapieu est de 0.80 m entre 2 FD 60 et 1 m entre 2 FD 90 ou entre 1 FD 60 ET 1 FD 90.

La longueur maximale des pieux lisses cylindriques destinés aux couches d’argile est de 2m.

Des pieux injectables doivent être utilisés dans les sols décomprimés.

Les pieux doivent être mis en place :

• soit dans l’axe de la fondation, à l’aplomb des descentes de charge,

• soit par doublets de part et d’autre de la descente de charge de façon à centrer la force portante,

• soit sous une longrine de redressement en vérifiant que les pieux fonctionnent uniquement en traction ou compression.

2.32 Prescriptions de fabrication L'autocontrôle réalisé à la fonderie et à l’entreprise d’usinage doit porter d'une part sur la qualité matière du pieu moulé et d’autre part sur le traitement anti-corrosion des goujons et sur le contrôle dimen-sionnel de toutes les pièces.

2.33 Prescriptions de mise en œuvre Le repérage de la position des conduites externes dans la zone d’implantation des pieux est nécessaire à chaque début de projet.

Les tolérances acceptées lors de la mise en œuvre sont :

• Inclinaison du pieu : ± 2°

• Distance au mur ou autre élément de la structure auquel le pieu est relié : ± 3cm

• Position (hors distance au mur ci-dessus) : ± 10 cm

Dans le cas de pieux injectables, la pression maximale d’injection est de 12 bars.

Conclusions

Appréciation globale L’utilisation du procédé de fondation Fondapieu dans le domaine d’emploi accepté est apprécié favorablement

Validité 2 ans, jusqu’au 31 mars 2012.

Pour le Groupe Spécialisé n°3 Le Président

J.P. BRIN

3. Remarques complémentaires du Groupe Spécialisé

En cas de situations non prévues (présence de blocs non relevés lors de la reconnaissance du sol, empêchant l’enfoncement des pieux par exemple), les solutions ne diffèrent pas de celles adoptées usuellement pour les procédés traditionnels de fondations profondes.

Il est rappelé que des essais de dimensionnement doivent être réalisés afin de vérifier que le modèle de calcul indiqué dans le présent Avis garantisse un coefficient de sécurité au moins égal à celui défini dans le DTU 13.2. Cette remarque est valable pour tous les types de sols, particulièrement les sols pulvérulents et pour tous les types de pieux y compris les pieux injectés.

Le Rapporteur du Groupe Spécialisé n°3 Nicolas RUAUX

Annulé le : 15/04/2013

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Dossier Technique établi par le demandeur

A. Description

1. Destination et principe Les Fondapieu sont des éléments cunéiformes et hélicoïdaux, en fonte d’aluminium assemblés au fur et à mesure de la pénétration dans le sol par des goujons en aluminium haute résistance anodisé.

Ces éléments sont pleins, ou percés s’ils sont destinés à être injectés avec un coulis. Ils existent en deux diamètres (70 et 105 mm) et mesurent 1m de longueur. La géométrie du Fondapieu fait qu’il se visse de lui-même dans le sol (sans avant-trou) sous l’effet de la frappe d’un marteau, sans vibration, en comprimant le sol environ-nant. Les trois ailettes ont sur le noyau une grande saillie et fournis-sent ainsi une bonne résistance au frottement ainsi qu’une fixation mécanique efficace.

Les Fondapieu sont utilisés dans les cas suivants :

• fondation à l’axe des charges pour les constructions neuves et les extensions,

• reprise partielle des bâtiments récents et anciens ayant subi des désordres dus au tassement des couches superficielles de sol (re-prise de 30 à 50% de la charge),

• reprise de 100% de la charge de bâtiments existants situés sur des sols argileux présentant des aléas retrait-gonflement et de bâti-ments fortement sinistrés où le bureau d’étude préconise la reprise de charge totale.

Les Fondapieu peuvent être installés dans des endroits étroits et diffi-ciles d’accès grâce à la pose à l’aide de marteaux manu-portables.

2. Matériaux Les matériaux mis en œuvre sont :

• les alliages d'aluminium pour la fabrication des pieux, des goujons et des cloches

• le coulis d'injection pour les Fondapieu injectés.

2.1 Alliages d’aluminium • L'alliage d'aluminium utilisé pour les éléments hélicoïdaux et les

cloches est de type 42200 suivant la norme NF EN 1676 (désigna-tion chimique : AlSi7Mg06Y20 1ère fusion). De part sa composition chimique, il est reconnu dans la classe inoxydable. Il offre une résis-tance classée ¾ à l’action atmosphérique : air salin et eau de mer. Ses aptitudes au moulage lui confèrent 4/4 vis-à-vis de l’aptitude au moulage, à éviter les retassures et les criques. Sa limite élastique garantie Rp0.2 est de 100 MPa.

• L’alliage d’aluminium utilisé pour les éléments lisses est de type 6082 suivant la norme NF EN 573-1 (désignation chimique Al-SiMgMn). Sa limite élastique garantie Rp0.2 est de 260 MPa.

• L'alliage d'aluminium utilisé pour les goujons est de type 7075 suivant la norme NF EN 573-1 (désignation chimique : AlZn5,5MgCu) Il fait partie des alliages d'aluminium à haute résis-tance. Sa limite élastique garantie Rp0.2 est de 500 MPa.

2.2 Coulis d’injection Le coulis d'injection est réalisé par ajout d'eau au liant hydraulique Superstresscem en sac de 25 kg de chez HOLCIM et aux poches d’adjuvant associé ou tout autre liant hydraulique ultra-fin équivalent, adapté pour réaliser des coulis d'injection. En moyenne, un sac de 25 kg est utilisé pour 1 m de Fondapieu.

3. Eléments

3.1 Eléments des Fondapieu Les éléments des Fondapieu sont cunéiformes et hélicoïdaux, et sont taraudés à chacune de leurs extrémités (cf. Figure 2). L'ensemble de la gamme est présenté dans le Tableau 1 et à la Figure 1 en annexe.

Deux diamètres sont disponibles :

• le FD60 est inscrit dans un cercle de diamètre 70 mm, chacune des 3 facettes mesure 60 mm, le pas a une longueur de 24,8 cm,

• le FD90 est inscrit dans un cercle de diamètre 105 mm, chacune des 3 facettes mesure 90 mm, le pas a une longueur de 46,5 cm.

Pour chaque diamètre, il existe trois versions :

• Le Fondapieu « classique » : les éléments sont pleins.

• Le Fondapieu « injectable » : les éléments sont brevetés et présen-tent un percement central, vertical, appelé « Puits d’injection », de diamètre 10 mm et des percements horizontaux, appelés « Ramifi-cations », de diamètre 8 mm pour les FD90 et 6mm pour les FD60, disposés en étoile et espacés de 25 cm sur la hauteur (soit 3 fois 3 trous pour un élément de 1 m de longueur).

• Le Fondapieu « argile » : les éléments sont constitués dans leur longueur d’une partie cylindrique lisse pour neutraliser les efforts négatifs dus aux sols argileux présentant les aléas retrait-gonflements, et d’une partie hélicoïdale dont le diamètre circonscrit est plus grand que le diamètre de la partie cylindrique (60 ou 90 mm suivant le type). La longueur des éléments lisses mis en œuvre est d’au moins 1m.

Les éléments « classique » et « injectable » mesurent 1 m. Les élé-ments « argile » mesure 1,24 m (1 m lisse et 0,24 m hélicoïdal). Des éléments cylindriques pour compléter les éléments « argile » existent avec une longueur de 0,50 m.

Dans les trois cas, des éléments particuliers sont équipés d’une pointe monobloc, qui assure la bonne fouille du sol et permet le centrage et l’alignement lors de l’enfoncement du Fondapieu. Dans la version injectable, la pointe est creuse pour permettre la formation d’un bulbe en tête du pieu et elle possède à son extrémité un « bouchon » en aluminium.

Celui-ci est simplement installé à l’extrémité de la pointe et possède un diamètre équivalent au puits d’injection afin de l’emboîter en force. Il permet d’empêcher les matériaux constituant le substrat de pénétrer dans le puits d’injection au moment de la mise en œuvre du Fonda-pieu.

En phase d’injection, lorsque la pression est faible, ce dernier reste en place et le coulis sort par les ramifications (le puits d’injection n’étant pas encombré).

Au contraire, lorsque la pression est forte, le bouchon se déplace un peu dans le substrat pour laisser passer le coulis et former ainsi un bulbe plus ou moins grand en partie basse, puis le coulis sort par les ramifications.

3.2 Goujons Les goujons brevetés sont usinés à partir de barres filées en alumi-nium haute résistance. Leur longueur est de 13 cm et leur diamètre de 20 mm, pour les éléments de type FD60 ou 26 mm, pour les éléments de type FD90 (cf. Figure 3 et Figure 5).

Ils présentent un pas de 12 mm et sont munis de 3 filets, qui, en complément de la précision du taraudage des éléments des Fondapieu, permettent un alignement parfait des Fondapieu lors des assemblages.

Ils sont décolletés à une extrémité afin de compenser la conicité des fonds de taraudage des Fondapieu.

Les goujons subissent un traitement de protection par anodisation dure, pour améliorer leurs performances anti-corrosion.

Pour les Fondapieu « injectables », les goujons sont percés (φ5 mm pour les goujons φ20 mm et φ8 mm pour les goujons φ26 mm).

3.3 Cloches Ces cloches ont été conçues spécialement et brevetées pour la mise en place des Fondapieu. Elles sont placées entre le marteau et la tête de l’élément de Fondapieu mis en place. Elles sont dénommées « cloches jetables » car leur durée de vie dépend de la dureté des terrains et de l’outil de frappe.

Elles sont en aluminium pour leur légèreté à être manipulées par l’opérateur mais surtout pour transmettre la frappe intégrale de l’outil.

A l’intérieur, elles comprennent les empreintes des Fondapieu 60 et 90, une réservation pour les goujons et un insert en acier au niveau de la frappe sur le Fondapieu afin de ne pas bomber et arrondir la face dressée du Fondapieu.

A l’extérieur :

• en partie haute : elles ont une forme en étoile ou cylindrique afin de s’adapter aux différents outils de frappe (cf. Figure 4).

• en partie centrale : elles possèdent toutes, la même empreinte destinée à recevoir la clé à cliquet.

Il existe 3 modèles de cloches (modèle Marteau Piqueur, modèle Rhino et modèle MAP), chaque modèle ayant l’empreinte du FD 60 et FD 90.

Annulé le : 15/04/2013

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4. Fabrication

4.1 Fabrication des Fondapieu

4.11 Moulage Les éléments des Fondapieu sont fabriqués dans la fonderie Société Industrielle de Conty (SIC) à Conty (80) suivant le plan d’assurance qualité de cette entreprise. Les pièces sont coulées dans des moules verticaux en sable siliceux auto-durcissant. Ce mode de coulée assure une meilleure alimentation de la pièce lors de la coulée et un minimum de contraintes (Criques et retassures) lors du refroidissement (retrait).

Les pieux sont ensuite mis à longueur sur scie mécanique (-0/+3mm).

Suivant les spécifications du Manuel Assurance Qualité de la fonderie, pour chaque lot de lingots fondus, une éprouvette pour chaque tonne de matière reçue est coulée à part et stockée.

Un contrôle destructif de pieux est réalisé tous les 100 pieux pour examen de la santé matière.

La référence du lot (numéro de coulée) figure sur le bon de livraison des Fondapieu, afin d’assurer la traçabilité des pièces.

Les cloches sont également moulées dans cette fonderie. Elles ont une durée de vie comprise entre 300 et 600 ml de Fondapieu mis en place, selon la nature du terrain pour laquelle elles ont été utilisées.

4.12 Usinage Situé à côté de la Roche sur Yon (85), Ecodem 3D est l’entreprise qui exécute l’usinage des Fondapieu et le forage des Fondapieu injec-tables. Ces étapes de la fabrication des Fondapieu sont réalisées sui-vant les prescriptions du Manuel Qualité de l’entreprise (tolérances : longueur de taraudage : +3/-0mm et distance entre ramifications : +5/-5mm)

L’avant-trou de taraudage du pieu est réalisé en une seule opération, sur une machine qui aligne l’axe de ce dernier par rapport à celui de la machine, la forme de l’outil permet de garantir la perpendicularité entre la face du pieu et l’axe du trou, la profondeur du perçage est réglée sur l’outil. Un montage permet l’indexage de l’entrée du tarau-dage par rapport aux pointes du pieu, ce qui permet d’avoir l’alignement des trois spires à la mise en place.

4.2 Fabrication des goujons Ecodem 3D exécute également l’usinage des goujons, selon les pres-criptions de son manuel qualité. La protection par anodisation dure est appliquée sur les goujons par une entreprise sous-traitante et est contrôlée (épaisseur de 20 ± 5μm) par Ecodem 3D.

4.3 Assemblage Chaque Fondapieu est vendu avec son goujon installé, celui-ci étant protégé par un filet de protection pour le transport. C’est Ecodem 3D qui est chargé de cet assemblage, de son contrôle et de la palettisation des pièces finies.

Le décolletage réalisé sur un bout de goujon est positionné dans la partie haute du pieu, ainsi le bout du goujon est en contact avec le fond du trou, ce qui permet d’amoindrir les efforts mécaniques sur ce dernier lors de l’assemblage du pieu supérieur.

4.4 Livraison chez le client L’expédition, de l’ensemble des Fondapieu vers les installateurs agréés exclusifs, part de Ecodem 3D. Pour des raisons de traçabilité, le numé-ro de coulée de l’alliage d’aluminium utilisé pour la fabrication des pieux, figure sur le bon de livraison.

5. Mise en œuvre

5.1 Matériel Le matériel nécessaire à la mise en œuvre est le suivant :

• 1 marteau de frappe (électrique, pneumatique ou hydraulique)

• 1 cloche d’entrainement

• 1 niveau à bulle 2 axes pour la pose du premier Fondapieu

• 1 clé à cliquet

• 1 disque anti rotation et le cardan adapté

• 1 socle de test et son vérin

• 1 centrale informatique pour validation du ticket de « test ».

JMR a créé un partenariat avec l’entreprise Rabaud. Cette entreprise RABAUD met à la disposition des entreprises agréées par JMR unique-ment, partenariat oblige, un catalogue regroupant l’ensemble des machines et outils nécessaires à la pose des Fondapieu.

En ce qui concerne les marteaux de frappe, les systèmes pneuma-tiques ou électriques sont hors catalogue. JMR et Rabaud ont collaboré pour la création de la MAP (Machine Autonome de Pose), qui est un outil de frappe à alimentation hydraulique spécialement conçue pour cette application (cf. Figure 8).

Concernant les pieux injectables, les machines d’injection sont des micros centrales portables.

Les injecteurs ont été conçus par JMR. Ils sont fabriqués par la Société Plastech, à Courtemanche (80). Ils sont fabriqués en plastique polya-mide chargé de 35% de fibres de verre. Ils sont munis d’une tirette pour obstruer le puits d’injection à tout moment. Il existe des injec-teurs pour les FDI 60 et FDI 90.

Pour effectuer le raccord entre les injecteurs et la vanne ¾ habituelle-ment installée à la sortie des machines d’injection, JMR met également à disposition une « pince » en plastique noir, fabriquée par la Société Plastech également.

A la différence de la pince qui peut se laver pour être de nouveau utilisée, les injecteurs ne servent qu’une seule fois.

Le catalogue Rabaud comprend également les kits destinés aux pièces d’usure et les coûts d’étalonnage des manomètres des vérins testeurs avec certificat d’étalonnage.

5.2 Principes et mise en œuvre du produit

5.21 Etapes préliminaires Avant la mise en œuvre effective d’un Fondapieu, il est indispensable que les prestations suivantes aient été réalisées :

• relevé des désordres sur le site,

• diagnostic de la structure existante, dans le cas de reprise en sous œuvre

• étude du renforcement des parties de la structure si nécessaire,

• note de la descente de charges,

• études de renforcement éventuel des éléments structurels,

• établissement du plan de localisation des Fondapieu

• accord suivant les cas du bureau de contrôle ou de l’expert, ou des deux organismes sur le principe des charges à reprendre et sur la position des Fondapieu.

Une fois en possession du plan d’implantation des Fondapieu, la pre-mière chose à vérifier est la position des réseaux existants.

5.22 Etapes de mise en œuvre Avant toute intervention, il faut réaliser les renforcements locaux et/ou généraux des éléments intervenant dans la stabilité générale de la structure donnés par le Bureau d’Etudes.

1/ vérifier le plan de localisation et les informations données par le bureau d’études, au regard de la réalité sur le site. Devant chaque position de Fondapieu, déposer le nombre d’éléments de Fondapieu prévus dans l’ordre de leur mise en place, dans le cas de composi-tion. Cela permet de notifier sur le plan, le nombre réel de Fonda-pieu installés.

2/ préparation du sol ou du fond de la tranchée

3/ fonçage de la tige avant trou pour l’alignement du premier pieu et vérification de sa verticalité avec le niveau à bulles 2 axes.

4/ mise en place du premier Fondapieu

5/ pose de la cloche d’entrainement sur le Fondapieu

6/ pose du marteau piqueur sur la cloche

7/ fonçage sous le seul poids du marteau piqueur et contrôle de la verticalité du premier Fondapieu (il est important d’enfoncer le premier élément du Fondapieu le plus d’aplomb possible car les éléments suivants suivent le même alignement). Une variation maximale de l’inclinaison de 2° est admise.

8/ aide légère à la rotation à l’aide de la clé à cliquet, qui a été spécia-lement étudiée pour s’adapter sur toutes les cloches, mais surtout pour absorber 80% des vibrations transmises du marteau à la cloche (cf. Figure 6).

9/ lorsque le premier Fondapieu est enfoncé, enlèvement du marteau et de la cloche

10/ mise en place du deuxième pieu par vissage à la main, en prenant soin de ne pas endommager l’anodisation dure du goujon.

11/ repose de la cloche équipée de la clé à cliquet et serrage (à l’aide de la clé) du deuxième FD sur le premier FD. S’agissant d’un pas de 12, le serrage est très court. On sert normalement en mettant une main sur la cloche et l’autre sur la poignée. La précision du tarau-dage est calculée de façon à ce que les ailettes du Fondapieu supé-rieur s’arrêtent à cinq millimètres environ en retrait des ailettes du Fondapieu inférieur. Même si les deux Fondapieu ne sont pas par-faitement alignés hors sol, leur serrage sera réalisé dès que le pre-mier Fondapieu atteindra une couche de sol suffisamment compact.

12/ repose du marteau piqueur sur la cloche et renouvellement de l’opération jusqu’à la profondeur voulue.

13/ Au même titre que la tige avant trou, il est possible de rencontrer dans le sol des obstacles, tels que des gros cailloux. Cependant, à partir du 2ème mètre, le Fondapieu est guidé par l’alignement du premier élément.

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Par conséquent, la pointe du premier Fondapieu repousse sur les extrémités les petits cailloux sans dévier de sa trajectoire. Les pierres calcaires finissent pas se casser du fait des vibrations.

Plusieurs possibilités suivant les profondeurs pour les gros cailloux incassables :

- entre -1m et -3m : on retire les 3 Fondapieu à l’aide du testeur et de sa rehausse. La mise en place peut alors être renouvelée à moins de 10 cm de la première implantation.

- entre -3m et -5m :

- 1ère solution : les Fondapieu ne sont pas scellés à la fondation par plot béton isolé mais ils sont installés dans une longrine béton fer-raillée. On teste alors le pieux et suivant la valeur obtenue, on compense la charge manquante en ajoutant des éléments sur les Fondapieu de gauche ou/et de droite On prévient le bureau d’études et on corrige les valeurs sur le plan.

- 2nde solution : il s’agit d’un plot isolé, on le teste et on contacte le bureau d’études, qui prend la décision au regard de la valeur du tonnage manquant et suivant les fondations existantes. Si on peut reporter le complément de charge sur les plots béton des Fonda-pieu situés à proximité, on installe un autre Fondapieu par doublet ou on crée une longrine à cet endroit.

- 3ème solution : s’il s’agit d’un FD 60, on le retire et on le remplace par un FD 90 pour obtenir la valeur souhaitée.

- 4ème solution : s’il s’agit d’un FD 60, on le remplace par un FDI 60 et s’il s’agit d’un le FD 90, on le remplace par un FDI 90.

Lorsque le dernier Fondapieu est installé et que son niveau altimé-trique ne convient pas (car ce dernier ne veut plus s’enfoncer) il est tout à fait possible de prendre une tronçonneuse avec un disque à découper adapté à l’aluminium et de découper la partie de Fondapieu souhaitée. Il est ensuite possible de percer et tarauder sur place la fonte d’aluminium, grâce au kit de découpage, perçage et taraudage proposé par JMR.

Pour les Fondapieu injectables, on applique les mêmes prestations de 1 à 13, puis :

14/ mise en place des injecteurs jetables et injection du coulis

En utilisation normale, les injections se font par gravitation. La pompe de la machine est réglée sur 6 bars. Le coulis est envoyé par “jets saccadés”. Cela intéresse tous les sols décomprimés. Dans le cas de craies fragmentées, la machine est réglée sur 10 ou 12 bars maximum car au delà il y a risque de ségrégation du mortier.

Lorsque l’injection est terminée, on pousse la tirette de l’injecteur pour fermer le puits d’injection.

5.23 Liaisonnement à la structure Deux principes de liaisonnement sont envisageables :

- liaisonnement dit « Passif » : le Fondapieu est foncé, et scel-lé à la structure par différentes méthodes de ferraillages.

- liaisonnement dit « Actif » : le Fondapieu est foncé et équipé d’une console adaptée, puis mis en compression à l’effort calculé par le bureau d’études grâce à un vérin et après blocage de la console, un plot béton armé est coulé.

a) Liaisonnement dit « Passif »

Les Fondapieu peuvent être implantés suivant 3 configurations :

1°) Fondapieu dans l’axe de la fondation (Construction neuve et extension) : ils sont centrés et sont directement à l’aplomb des descentes de charge.

2°) Fondapieu des deux côtés des fondations (Construction exis-tante lourde avec 100% de la reprise de charge) : ils sont im-plantés par doublets de façon à centrer la force portante sous les façades. On créé alors un chevêtre.

3°) Fondapieu d’un seul côté des fondations sous une longrine de redressement en vérifiant que les pieux fonctionnent unique-ment en traction ou compression.

Dans tous les cas, le Fondapieu doit être noyé dans le béton sur au moins 35 cm de hauteur pour bloquer sa rotation.

La tolérance admise sur ces distances est de 3 cm.

Lorsque les semelles de fondation sont saillantes de plus de 8.5 cm pour les FD60 et 10 cm pour les FD90, il est recommandé de réaliser un carottage.

Pour les 3 catégories, la liaison la plus couramment utilisée est réalisée sur des longrines. Dans ce cas, des platines sont installées en tête des Fondapieu, bloquées avec un écrou alu sur les goujons (cf. Figure 7). Elles sont ensuite liaisonnées aux poutrelles constituant le ferraillage.

JMR propose également des dispositifs adaptés à la réalisation de plots isolés et de liaisons à une semelle en béton.

Dans tous les cas, le dimensionnement de la liaison est réalisé par le bureau d’études et validé par l’entreprise agréée.

b) Liaisonnement dit « Actif »

La distance maximale entre l’axe du Fondapieu et le nu du mur est de 12 cm pour les FD60 et de 15 cm pour les FD90. La tolérance admise sur ces distances est de +/-3 cm.

Lorsque les semelles de fondation sont saillantes de plus de 8.5 cm pour les FD60 et 10 cm pour les FD90, il est recommandé de réali-ser un carottage.

Différentes consoles ont été élaborées, et brevetées, par JMR pour répondre aux désordres les plus courants.

La console de mise en charge doit être mise en œuvre avant le bat-tage du Fondapieu. Elle est fixée au mur par deux tiges M18 (FD60) ou M20 (FD90).

Schéma type avant mise en charge du Fondapieu

Méthodologie de mise en compression des Fondapieux. 1. Mise en place de la rondelle sur le Fondapieu,

2. Mise en place de la plaque d’appui de vérin (pièce perdue),

3. Mise en place du vérin,

4. Mise en place de la butée étoile et des trois tiges de vérinage avec attache rapide,

5. Mise en légère pression du vérin,

6. Ajustement de la roulette de la butée étoilée contre la ma-çonnerie pour conserver un alignement d’aplomb,

7. Mise en pression du vérin jusqu’au tonnage demandé.

8. Impression du ticket de test

9. Serrage des 2 écrous sur la plaque d’appui du vérin,

10. Enlèvement du vérin, de la butée étoile et des trois tiges.

La section des plots béton est un peu plus importante en hauteur (50 cm au lieu de 40 cm) pour intégrer totalement la console.

Mise en œuvre du ferraillage du plot et bétonnage : • Suivre les plans de ferraillage type des plots béton (disposition de

ferraillage suivant le BAEL91),

• Percement dans la fondation des réservations des équerres HA,

• Nettoyage par soufflage des percements et mise en place des équerres,

• Scellement chimique des armatures (φ10 minimum) à la résine (Hilti, Plakabéton, Fosroc,…),

• Réalisation et mise en œuvre d’un coffrage bois,

• Bétonnage avec du béton BPE en suivant les recommandations du fournisseur.

5.24 Contrôles a) Liaisonnement dit « Passif »

Lorsque le nombre de Fondapieu nécessaires est installé, on réalise le test de traction. Le matériel de test résiste à 20 tonnes garanties tout en étant léger, facile et rapide de mise en œuvre. Il est placé soigneusement sur des cales en bois, de dimensions suffisantes pour ne pas s’enfoncer dans le sol.

• Vérification de l’alignement du vérin avec le Fondapieu :

Installation du disque anti-rotation sans les deux tiges acier et application d’une légère tension : si le disque anti-rotation se dé-visse tout en se déplaçant latéralement de quelques millimètres, alors l’alignement du Fondapieu dans le sol est légèrement diffé-rent de l’alignement du vérin sur le testeur et un réajustement du niveau des cales en bois est nécessaire. Répéter l’opération jusqu’à ce que le disque se dévisse mais ne se déplace plus puis installer les deux tiges pour bloquer la rotation et démarrer le test de traction.

• Lorsque le testeur est installé, la pression dans le vérin peut être obtenue :

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- soit à l’aide d’une pompe hydraulique manuelle

- soit avec le coffret de la MAP de façon automatique.

Dans les deux cas, le principe est le même :

- Mise en tension du vérin et montée progressive par paliers de quelques secondes, à chaque tonne atteinte, jusqu’au tonnage voulu

- Palier de 2 à 3 mn lorsque le tonnage recherché est atteint :

- si la tension ne varie pas, le test est confirmé et la valeur du manomètre est notée sur le plan.

- si la tension chute, soit les cales de bois s’enfoncent et il est alors nécessaire d’augmenter la portance en élargis-sant la surface des pièces de bois sur le sol, soit le Fonda-pieu remonte et il faut alors déposer l’ensemble du testeur et ajouter un mètre de Fondapieu supplémentaire puis re-commencer le test de traction.

Au delà de 6 m de Fondapieu hélicoïdaux il est possible d’ajouter 1 à 2 m de Fondapieu lisses. Si la valeur recalculée n’est pas at-teinte, le bureau d’études doit être prévenu.

L’utilisation du coffret de la MAP permet d’automatiser le test et d’imprimer « un ticket de test » sur lequel apparaissent les infor-mations suivantes :

- Nature du test : Compression ou Traction

- Adresse du chantier

- Date et heure

- N° de Fondapieu

- Type FD60 ou FD90, injectable ou non

- Quantité de Fondapieu lisses

- Profondeur installée

- Tonnage demandé

- Tonnage validé

Automatiquement, le vérin marque un temps d’arrêt à chaque ton-nage et un temps 3 fois plus long au tonnage recherché (Temps réglable minimum 30 secondes). Si la variation de la valeur est in-férieure à 5% au bout du temps imparti, le « ticket de test » s’imprime. Sinon, le ticket ne s’imprime pas et il est alors néces-saire de déposer le testeur et d’ajouter 0,50 ou 1 m de Fondapieu supplémentaire.

- Fonçage du Fondapieu sur 15 à 20 cm supplémentaires pour installation de ce dernier à un niveau inférieur à celui du test de traction. Le Fondapieu devient alors opérationnel.

- Dans le cas de Fondapieu injectable, test de traction huit jours après l’injection suivant le principe décrit ci-dessus. Ce test est réalisé sur au moins un Fondapieu d’essai par chantier et le nombre d’essais ne sera pas inférieur à 1 pour 20 pieux.

b) Liaisonnement dit « Actif »

Comme détaillé au paragraphe précédent, chaque Fondapieu est mis en charge l’un après l’autre à l’aide de sa console et d’un vérin. L’effort de mise en charge correspond à l’effort maximal calculé sous G.

Essais sans mesure du déplacement La méthode d’essai décrite ci-dessus pour le liaisonnement dit « pas-sif » est directement transposable aux tests de compression effectués dans le cas de liaisonnement « actif », avec un chargement jusqu’à la valeur de 1,15(G+Q).

Essais avec mesure du déplacement Un nombre minimum de Fondapieu de un par façade reprise de la structure et de 10 % du nombre total de FD. devra être équipé d’appareil de mesures afin de relever des points pour tracer la courbe {effort ; déplacement} (voir Figure 10). Nous utiliserons dans ce cas la méthode, l’appareillage, la préparation et l’exécution des essais tels que décrits dans norme NF – P 94.150 pour la compression axiale.

Le but de ces essais est de s’assurer que le comportement du FD est conforme aux prévisions du calcul. Les mesures de l’enfoncement de la tête du FD se fait par paliers de chargements :

• le 1er palier correspond (en général) à un effort F0 de 30 kN, nous relevons l’enfoncement s0.

• attendre 30 mn pour noter l’évolution de l’effort F0 et de l’enfoncement s0.

• le 2nd palier correspond à un delta d’effort de 10 kN, nous relevons l’enfoncement cumulé s1.

• attendre 30 mn pour noter l’évolution de l’effort F1 et de l’enfoncement s1.

• recommencer les opérations précédentes jusqu’à la valeur voulue (1,15x(G+Q)).

• Analyser les courbes (effort, déplacement) afin de vérifier que le fonctionnement reste dans le domaine pseudo-élastique

Si au cours d’un palier le point {Fi ;di} n’est pas dans l’alignement des précédents (sortie du domaine élastique) et qu’au bout d’un palier

temps de 30 mn l’effort a très peu évolué alors que l’enfoncement a augmenté, il faut absolument décharger le FD pour revenir au palier précédent et ainsi bloquer l’effort ainsi mis en œuvre.

Dans le cas où cet effort est inférieur à l’effort voulu, il faut effectuer d’autres essais sur les FD proches par exemple. Si la même analyse est confirmée, il est impératif de contacter le Bureau d’Etudes de l’Entreprise afin de recalculer le nombre de FD nécessaires avec cette nouvelle donnée.

Note importante : Dans tous les cas, en cas d’anomalies lors de la mise en charge d’un FD (bruit anormal, torsion de la console, apparition de micro fissures), l’opération doit être interrompue immédiatement. La structure est ensuite inspectée dans le détail, les calculs vérifiés avec une redistribution des charges à reprendre. Un diagnostic et une procédure de réparation de la structure seront réalisés, si nécessaire, avant la poursuite de l’opération.

6. Dimensionnement

6.1 Justifications des Goujons L’assemblage des goujons aux éléments de Fondapieu a été testé expérimentalement en traction. Pour les deux géométries (goujon φ20mm sur FD60 et φ26mm sur FD90), la rupture a eu lieu par traction du goujon, le filetage et le taraudage étant restés intacts. La résis-tance en traction garantie est :

Goujon plein de 20 mm Traction maxi : 8 940 daN

Goujon creux de 20 mm Traction maxi : 7 970 daN

Goujon plein de 26 mm Traction maxi : 17 500 daN

Goujon creux de 26 mm Traction maxi : 15 000 daN

6.2 Etude de sol Avant démarrage des travaux de renforcement par Fondapieu, le Maître d’Ouvrage ou l’Entreprise agréée devra avoir fait réaliser une reconnaissance de sol par un organisme compétent.

Cette reconnaissance de sol devra comporter au minimum les essais ou reconnaissances suivants :

• Découverte locale de la fondation

• 2 essais pressiométriques

• 2 essais au pénétromètre

Cette reconnaissance de sol sera transmise au Bureau d’Etudes d’exécution pour calcul du renforcement.

6.3 Méthode générale de conception et de justification de l’utilisation du procédé Fondapieu sur une structure

1/ Déterminer la descente de charges à la base de la semelle sous les combinaisons des sollicitations pondérées par les coefficients de majoration définis dans le BAEL 91 révisé 99 (Annexe D).

2/ Calculer la capacité portante du Fondapieu à partir de la charge limite Qs due au frottement du sol sur la surface latérale du Fon-dapieu telle que :

Qs = qs As

avec qs = frottement latéral unitaire limite déterminé à partir des courbes du DTU 13.2 pour un pieu de type métal, et validé par des essais de dimensionnement.

Les Fondapieu sont mis en œuvre sans forage, et, de ce fait, ils aug-mentent la pression de fluage du sol. La surface de frottement consi-dérée est la surface du périmètre circonscrit soit :

• Pour les FD60 : 0,07π × hauteur de la couche considérée

• Pour les FD90 : 0,105π × hauteur de la couche considérée.

3/ Justifier la stabilité interne de chacun des éléments et la stabi-lité générale du système de fondation.

Dans le cas de mise en place de type catégorie 3 (paragraphe 5.23a), l’étude de la stabilité générale consistera à justifier la réalisation d’un système fonctionnant en traction – compression en reliant les Fonda-pieu par des longrines qui travaillent soit en torsion soit en flexion.

Le rapport entre le nombre de Fondapieu en traction et le nombre de Fondapieu en compression ainsi que les dimensions des longrines et leur ferraillage seront déterminés par une étude RDM. Les Fondapieu "tirants" peuvent avoir une inclinaison allant jusqu'à 15° par rapport à la verticale.

Un premier calcul est fait sous les charges permanentes G avec les modules différées du béton et du terrain en place.

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Un second calcul est fait pour les surcharges Q avec les modules instantanés du béton et du terrain en place.

Les combinaisons de calcul sont :

G + Σφi Qi à l’ELS

et 1,35xG + 1,50 x Σφi Qi à l’ELU

La note de calcul justificative des Fondapieu sur la structure fournie par le bureau d’études d’exécution comprend au minimum :

• Le calcul des descentes de charges au niveau de la fondation

• Les implantations des Fondapieu

• Les charges appliquées sur chaque Fondapieu

• Le type et la longueur de chaque Fondapieu

• La justification de la stabilité globale de la construction

• La justification locale de chaque connexion des Fondapieu à la struc-ture existante (plot béton, console courte, etc.)

• La justification des contraintes dans chaque Fondapieu pour la catégorie 3 (traction / compression / longrine de redressement).

JMR est en partenariat avec le bureau d’études indépendant Verrier Ingénierie à Villers-Bocage (80). Le dimensionnement des Fondapieu est réalisé par ce bureau d’études ou par un bureau d’études sous la responsabilité de Freyssinet France.

Les intervalles minimaux entre Fondapieu sont les suivants :

• 0.80 m entre 2 FD 60

• 1 m entre 2 FD 90

• 1 m entre 1 FD 60 ET 1 FD 90

7. Conditions d’exploitation du procédé Seules les entreprises agréées par JMR mettent en œuvre les Fonda-pieu.

L’installation des Fondapieu demande une qualification que le person-nel obtient après le stage obligatoire de formation pratique et théo-rique, dispensé par JMR, qui assure ensuite l’assistance technique en cas de problème de mise en œuvre.

L’entreprise Rabaud assure l’entretien de l’ensemble des outillages et matériels du catalogue.

En ce qui concerne l'agrément relatif au liaisonnement dit "actif", le Bureau d'Etudes de la dite entreprise, ou le B.E.T. désigné par celle-ci, devra suivre un stage complémentaire au cours duquel ce principe sera essentiellement développé.

Durant la 1ère année, un dossier complet nécessaire à la réalisation du futur chantier, devra systématiquement être adressé à JMR, pour vérification avant la livraison des Fondapieu et des consoles relatives à ce chantier.

B. Références Le procédé Fondapieu est utilisé depuis neuf ans et a fait l’objet d’un ATEx en 2005 dans le cadre de la restauration de l’Eglise de Senlis-le-Sec dans la Somme.

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Tableaux et figures du Dossier Technique

Tableau 1 – Gamme Fondapieu

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Tableau 2 - Accessoires Fondapieu

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Figure 1 – Gamme Fondapieu

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Figure 2 - Elément Fondapieu FD90

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Figure 3 - Goujons d’assemblage

(a) (b) (c)

Figure 4 - Cloches : (a) modèle Marteau Piqueur, (b) modèle Rhino, (c) modèle MAP

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Figure 5 – Goujon d’assemblage diamètre φ26mm

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Figure 6 – Aide manuelle à al rotation avec la clé à cliquet

Figure 7 – Platine de liaison en tête de Fondapieu

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Figure 8 – Machine Autonome de Pose (MAP)

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Figure 9 – Liaisonnement dit « Actif » : dispositif de mise en chargement avec rondelle d’appui

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Figure 10 – Vérin de chargement des Fondapieu

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