1

2

A- GENERALITES p.3

B- CAS D’UN SOL COMPRESSIBLE–UTILISATION D’UN REMBLAI ALLEGE p.3

I- DETERMINATION DU VOLUME D’ALLEGEMENT NECESSAIRE p.3

I-1 En réfection p.3

I-2 Cas d’un ouvrage neuf p.4

II- GEOMETRIE DU MASSIF DE REMBLAI ALLEGE p.4

II-1 Remblai au-dessus d’un sol existant p.4

II-2 Remblai enterré dans le sol p.5

III- MISE EN PLACE DES BLOCS p.5

IV- DIMENSIONNEMENT ET MISE EN PLACE DE LA COUVERTURE SUR

LE REMBLAI ALLEGE EN BLOCS NIDAPLAST® RA p.6

IV-1 Cas d’une route à forte circulation p.7

IV-1-1 Couverture des blocs par du remblai p.7

IV-1-2 Couverture des blocs par une dalle béton p.7

IV-2 Cas des chaussées à faible trafic p.8

IV-2-1 Couverture des blocs par du remblai p.8

IV-2-2 Couverture des blocs par une dalle béton p.9

IV-3 Cas des aires de stationnement p.9

IV-4 Cas des massifs paysagers p.9

IV-5 Mise en place du remblai sur les blocs p .9

V- COUVERTURE LATERALE DU MASSIF EN NIDAPLAST® RA p.10

C- SUBSTITUTION D’UN SOL PONDEREUX SUR UNE STRUCTURE p.10

I- EFFORT VERTICAL p.10

II- EFFORT HORIZONTAL p.11

III- MISE EN ŒUVRE DU MASSIF ALLEGE p.12

ANNEXES :

Annexe 1 p.13

Annexe 2 p.14

Annexe 3 p.15

3

A - GENERALITES

Un sol naturel possède des caractéristiques physiques de texture, de structure, de poids et de porosité

qui peuvent le rendre inapte à telle ou telle application. C’est notamment le cas de sa compressibilité

et de son poids.

• Un sol très compressible va se déformer et tasser dans le temps s’il est soumis à une charge

importante

• Un sol pondéreux, entraine des efforts importants sur les structures sur lesquelles il s’appuie.

L'utilisation d’un remblai allégé permet de palier à ses deux phénomènes en diminuant les contraintes

appliquées :

• Appliqué sur un sol compressible, il permet :

- d’annuler les tassements dans les cas d’une réfection d’ouvrage.

- d’accélérer artificiellement la consolidation du sol dans le cas d’un ouvrage neuf.

• Utilisé en substitution partielle d’un sol pondéreux, il permet :

- de supprimer des efforts verticaux et latéraux exercés sur les structures et fondations

d’ouvrages d’arts ou de bâtiments.

B – CAS D’UN SOL COMPRESSIBLE – UTILISATION D’UN REMBLAI ALLEGE

I - DETERMINATION DU VOLUME D’ALLEGEMENT NECESSAIRE

Une étude de mécanique des sols sur les déformations prévisibles du sol que l’on souhaite alléger

permet de déterminer la charge maximale admissible que peut supporter le sol.

Une fois la charge maximale admissible déterminée pour le sol étudié, la masse de nidaplast® RA est

déterminée en retranchant à cette charge maximale admissible la charge du remblai superficiel et celle

du corps de chaussée. Connaissant la masse volumique du nidaplast® RA (40 à 45 kg/m3), on

détermine le volume du remblai allégé à mettre en place.

A titre d’exemple, la courbe de compressibilité du sol étudié permet d’évaluer l’allègement nécessaire.

I-1 En réfection

Dans le cas d’un remblai qui continue de tasser après plusieurs années, on allège ce dernier en

substituant par du nidaplast® RA la surcharge de terre qui entraîne le tassement indésirable.

Sur le schéma (A) en annexe 1, la charge du remblai existant « 1 » entraîne un tassement « I » qui

continue dans le temps selon « I’ » si la charge est maintenue.

L’allègement par du nidaplast® RA, de masse volumique 40 à 45 kg/m3 au lieu de 1800 kg/m3 pour

de la terre, a une charge finale de remblai « 2 », supprime les tassements ultérieurs car la valeur de

tassement obtenue « II » correspond au tassement d’équilibre final « II’ » obtenu avec la seule charge

« 2’(2) ».

4

I-2 Cas d’un ouvrage neuf

On accélère artificiellement la consolidation du sol par un poinçonnement de celui-ci réalisé par une

surcharge mise en place provisoirement. On obtient ainsi en quelques mois le tassement définitif.

Sur le schéma (A) en annexe 1, la précharge initiale « 1 » entraîne un tassement « I » qui correspond

au tassement d’équilibre « II » de la charge finale « 2 » du remblai allégé.

Les charges déterminées précédemment sont ensuite transformées en volume de nidaplast® RA à

substituer à la terre de masse volumique connue.

Pour des raisons technico-économiques, l’épaisseur de nidaplast® RA mise en œuvre est

généralement en moyenne de 1,5 à 2 m. Des épaisseurs moindres sont évidemment possibles, des

épaisseurs supérieures également, en s’assurant d’une part, de la stabilité d’ensemble du massif créé,

d’autre part, de son propre tassement. Contre une culée de pont, des épaisseurs de 4m ou plus ont déjà

été mises en œuvre.

II - GEOMETRIE DU MASSIF DE REMBLAI ALLEGE

Le remblai allégé peut être soit positionné au-dessus d’un sol existant ou au contraire enterré dans un

sol que l’on souhaite alléger.

II-1 Remblai au-dessus d’un sol existant

La géométrie du remblai est en général celle d’une pyramide, comme indiqué sur le schéma.

Si l’une des parois est verticale, il est adossé à un élément résistant par exemple béton comme dans le

cas d’une culée de pont.

- Hauteur inférieure à 6 mètres

En général on se limitera à un rapport largeur / hauteur de remblai supérieur à 2 pour être sûr de la

stabilité d’ensemble du remblai. Une étude particulière de stabilité d’ensemble du remblai doit être

réalisée si ce rapport est inférieur à 2 mais toujours supérieure à 1.2.

- Hauteur supérieure à 6 mètres

Des hauteurs supérieures à 6 mètres de remblai allégé sont relativement peu courantes. Si c’est le cas,

il faut séparer le remblai à exécuter par un massif intermédiaire de remblai traditionnel de 0.3m

d’épaisseur. La stabilité d’ensemble du remblai doit être vérifiée comme indiqué dans le § précédent.

5

II-2 Remblai enterré dans le sol

Dans ce cas, la stabilité d’ensemble du remblai ne se pose plus. Il faut par contre s’assurer que la

poussée latérale appliquée sur les blocs les plus profonds ne soit pas trop forte. Il y a deux façons pour

satisfaire cette exigence :

• Soit la mise en place d’une protection en dure.

• Soit le positionnement des blocs en pyramide inversée comme présentée sur le

schéma.

C’est en général cette deuxième solution qui est retenue car elle permet une transition progressive

entre la partie allégée et celle qui ne l’est pas. Cette transition progressive diminue les risques de

tassements différentiels.

III - MISE EN PLACE DES BLOCS NIDAPLAST® RA

Le Guide Technique « Utilisation de Structures Alvéolaires Ultra Légères en remblai routier »

d’Octobre 1992 – L.C.P.C, présente dans le détail les prescriptions de mise en œuvre des blocs

nidaplast® RA lors de la réalisation d’un remblai allégé routier.

Les différentes phases de la mise en œuvre sont les suivantes :

1- Exécuter les terrassements conformément aux règles et à la règlementation en vigueur relative à

la sécurité du personnel. Reprendre, par compactage, la décompression du sol et son éventuel

foisonnement.

2- Régler avec précision le fond de forme, et sa planéité pour l’assise du premier lit de blocs (avec

ou sans interposition d’un lit de pose en concassé (par exemple 5/15) d’épaisseur minimum 0,10

m suivant la nature des matériaux de fondation).

3- Disposer sur la surface ainsi réglée une nappe de géotextile anticontaminant aux caractéristiques

minimum suivantes :

- résistance en traction (NF EN ISO 10319): 20 kN / m

- poinçonnement (CBR) statique (NF EN ISO 12236): 3,5 kN

- perforation dynamique (NF EN ISO 918): < 20 mm

Pour des sols support hétérogènes ou de très mauvaise qualité, l’utilisation d’un géotextile à haut module

est préconisée pour éviter les déformations différentielles

4- Prévoir une sur-largeur du remblai en blocs nidaplast® RA pour s’affranchir des problèmes de

tassement entre le corps et les talus du remblai.

5- Croiser les joints des blocs nidaplast® RA, tant dans le plan horizontal que dans les plans

verticaux, longitudinaux et transversaux.

6

6- Prévoir une nappe de géotextile pour envelopper l’ensemble de la structure, afin :

- d’assurer la tenue d’ensemble des blocs nidaplast® RA lors de la mise en place de la

couche de matériaux sus-jacente,

- d’éviter le passage d’éléments fins entre blocs non parfaitement jointifs,

- de limiter les risques de poinçonnement du matériau léger, soit par des éléments anguleux

de remblai, soit par des engins de compactage.

Cette nappe géotextile a les mêmes caractéristiques que celle mentionnée au point 3. Il peut

s’agir de cette dernière qui est remontée sur les bords et en surface.

7- Afin d’assurer un ancrage satisfaisant de la nappe de géotextile et la butée des faces libres des

blocs, il convient de commencer le remblaiement et le compactage par les zones latérales et de

terminer par la partie centrale (couche de roulement).

8- Eviter des poussées latérales trop importantes sur le nidaplast® RA par une géométrie

appropriée du massif (en triangle) ou par une protection adaptée.

9- L’épaisseur des matériaux sus-jacents est dimensionnée en fonction des contraintes transmises au

niveau du nidaplast® RA :

- soit pendant la mise en œuvre - l’épaisseur minimale est de 30cm (Rcv < 400 kPa

pour le RA 500 et à 500 kPa pour le RA 600).

- soit pendant la vie de l’ouvrage - l’épaisseur maximale ne dépasse pas les paliers de

2,50 m pour le RA500 (Rcv < 40 kPa) à 3,5m pour le RA600 (Rcv < 60kPa).

IV - DIMENSIONNEMENT ET MISE EN PLACE DE LA COUVERTURE SUR LE REMBLAI

ALLEGE EN BLOCS NIDAPLAST® RA

Le principe de dimensionnement d’une chaussée ou de tout type de couverture sur un massif de

remblai en blocs ou panneaux nidaplast® RA dépend des paramètres suivants :

• l’usage de la couverture et sa nature, qui peut être routier ou paysager avec selon le cas, soit

un remblai routier, soit une dalle béton, soit de la terre végétale. Les règles de

dimensionnement sont très différentes s’il s’agit de routes et d’aires de stockage d’un côté,

ou de massifs paysagers de l’autre,

• le type de sollicitations qui peut être statique ou dynamique, réparti ou poinçonnant, et qui

obéit à des règles de dimensionnement très différentes,

• l’épaisseur disponible entre le sommet des blocs nidaplast® RA et la surface de la couverture

est un paramètre important qui conduit à privilégier telle ou telle technique.

7

Une spécificité d’un massif nidaplast® RA par rapport à un massif de type grave est de posséder une

très bonne tenue en compression mais un module de compression nettement plus faible que celui

d’une grave compactée. Ceci signifie que sous l’effet de sollicitations il résiste bien mais se déforme

plus qu’une grave. Cette propriété a surtout des conséquences pour le dimensionnement des routes à

forte circulation dont le mode de rupture est la fatigue par flexion lors du passage des camions et le

poinçonnement de leurs roues.

IV-1 Cas d’une route à forte circulation

IV-1-1 Couverture des blocs par du remblai

Le dimensionnement d’une route est fonction du trafic routier sur la chaussée à réaliser. Sous l’effet

des sollicitations dues au passage des véhicules, et principalement des camions, la chaussée se

déforme légèrement. Ces déformations alternées et régulières fatiguent la chaussée et la font se

dégrader. Pour y remédier, celle-ci doit avoir une certaine épaisseur pour, d’une part la rigidifier, et

d’autre part diminuer les contraintes de poinçonnement appliquées sur les blocs nidaplast.

Les essais faits lors de l’élaboration du guide du LCPC « utilisation de Structures Alvéolaires Ultra

Légères en remblai routier » par le C.E.R. de Rouen ont permis de qualifier vis-à-vis de leur

déformabilité des types de plateforme en fonction de l’épaisseur de grave mise en œuvre sur des blocs

nidaplast® RA. Les annexes 2 à 5 présentent les résultats des essais réalisés :

• 25 cm de grave type D2 (0/20 mm concassée) conduit à une plateforme PF1

• 55 cm de grave type D2 (0/20 mm concassée) conduit à une plateforme PF2

En se servant de ces types de plateforme, il est ensuite possible de réaliser la constitution de chaussées

selon les documents SETRA – L.C.P.C. relatifs aux dimensionnements des chaussées en France.

A titre d’exemple, à partir d’une plateforme PF2, c’est à dire 55 cm de remblai en grave D2, il est

possible de mettre les structures types, à base de liants hydrocarbures, suivantes :

MATERIAU / TRAFIC

Epaisseur en cm

TO T1 T2 T3

BB 8 8 6 6

GB 18 15 12 12

GB 18 15 15 12

GNT > 55 > 55 > 55 > 55

IV-1-2 Couverture des blocs par une dalle béton

Dans le cas où l’allègement souhaité est très important et que la hauteur disponible est insuffisante, il

peut être nécessaire de diminuer l’épaisseur de remblai à mettre au-dessus des blocs nidaplast® RA.

On réalise dans ce cas une dalle béton faisant office de dalle de répartition qui évite les déformations

dynamiques de poinçonnement dues aux passages des camions. La chaussée peut être dimensionnée

directement sur cette dalle.

8

Selon l’altimétrie souhaitée, la dalle peut être mise en place directement sur les blocs nidaplast® RA,

après interposition d’un film polyane ou celle d’une couche de grave.

A titre d’information, les règles de dimensionnement d’une chaussée béton, décrite dans le document

CIM Béton T50 « voirie et aménagement urbains en béton » conduisent aux dimensionnements

suivants :

• En règle générale, il faut que le sol support soit au minimum de portance P2 (ou pF1). S’il est

de portance inférieure, il est possible de l’améliorer, comme indiqué ci-dessous.

A partir d’une portance P1 (Ev2 <20 Mpa), 20 cm de GT ou 30 cm de GNT

• Pour une portance P2 ou PF1 (Ev2<50) une dalle de 15 cm minimum peut convenir pour

un trafic T6

• Pour un trafic T7 (< 2pl /j ou < 40 v/j), une dalle 14 cm minimum peut convenir.

Le Béton ciment doit être minimum de classe 5, C35/45 (selon normes NF EN 206-1 NFP 98-170) et

le dosage en ciment de 300/330 pour une couche de roulement et 180/220 pour une couche de

fondation. Il est également possible d’armer la dalle notamment pour éviter les risques de fissuration.

Il est également possible de réaliser une dalle de béton armé d’au minimum 10 cm comme indiqué

dans les règles LCPC de mise en œuvre des remblais routiers à base de polystyrène expansé.

IV-2 Cas des chaussées à faible trafic

IV-2-1 Couverture des blocs par du remblai

Le dimensionnement des chaussées à faible trafic est légèrement différent de celui des routes à forte

circulation. Il s’appuie sur l’expérience, la nature des sollicitations et souvent l’utilisation de

matériaux locaux.

Un dimensionnement peut être réalisé à partir de l'abaque liant la performance de la plate-forme à

l'épaisseur du matériau granulaire de remblaiement et du "Manuel de conception des chaussées à

faible trafic" avec les hypothèses suivantes :

Les tableaux ci-dessous présentent, issus du "Manuel de conception des chaussées à faible trafic",

� Quelques exemples de structures types à base de graves non-traitées :

Nature du trafic T4 T5 Matériau

Couche de roulement 6 - 8 4 Enduit superficiel BB

Couche de base 20 20 20 GNT

Couche de fondation 20 22 30 GNT

Couche de forme > 25 > 25 > 25 GNT

BB : béton bitumeux - GNT : Grave non-traitée 0/31.5 Les épaisseurs sont estimées en cm

9

� Quelques exemples de structures types à base de graves traitées aux liants hydrocarbonés :

Nature du trafic T4 T5 Matériau

Couche de roulement 4 4 BB

Couche de base et fondation 22 15 GB

Couche de forme > 25 > 25 GNT

BB : béton bitumeux - GB : Grave bitume - GNT : Grave non-traitée Les épaisseurs sont estimées en cm

IV-2-2 Couverture des blocs par une dalle béton

Le dimensionnement est basé sur le même principe que décrit au § I-2.

IV-3 Cas des aires de stationnement

Un pré-dimensionnement peut être réalisé à partir de l'abaque liant la performance de la plate-forme à

l'épaisseur du matériau granulaire de remblaiement et du "Manuel de conception des chaussées à

faible trafic" avec les hypothèses suivantes :

• équivalent trafic : T5

• Trafic cumulé N inférieur à 104

Avec ces hypothèses, des structures à base de grave non traitée (GNT) à mettre en œuvre sont :

Nature du trafic T5 et N < 104 Matériau

Couche de roulement 4 – 5 BB

Couche de base et fondation 15 GNT

Couche de forme > 25 GNT

BB : béton bitumeux - GNT : Grave non-traitée 0/31.5

Les épaisseurs sont estimées en cm

IV-4 Cas des massifs paysagers

A côté de la route, les massifs paysagers qui recouvrent les blocs de nidaplast® RA peuvent être

remblayés directement avec de la terre sur le géotextile qui enveloppe le nidaplast® RA. Le type et

l’épaisseur mise en œuvre doivent être adaptés à l’usage prévu et d’au minimum 0.3 m pour pouvoir y

circuler avec des engins d’entretien légers.

IV-5 Mise en place du remblai sur les blocs nidaplast® RA

La mise en place du remblai et son compactage doivent se faire de façon à ce que les pressions

induites sur les blocs nidaplast® RA500 ne dépassent pas 400 kPa et 500 kPa pour le nidaplast

®

RA600,

On détermine ainsi, en fonction du matériel de compactage envisagé, l’épaisseur minimale de la

première couche de remblai.

Le nombre de passes à effectuer avec chacun des matériels est ensuite déterminé à partir des règles

pratiques de compactage des assises de chaussées (guide Sétra de juillet 2000, Réalisation des

remblais et des couches de forme)

10

V - COUVERTURE LATERALE DU MASSIF EN NIDAPLAST® RA

Les blocs nidaplast® RA ne doivent jamais rester apparents, ils doivent être protégés des UV et des

autres agressions extérieures. Plusieurs types de protection sont possibles :

• Pour un massif enterré la protection par le remblai adjacent est suffisante,

• Pour un massif surélevé en forme de pyramide un talus en matériau d’au moins 0.5m mise

sur les gradins formés par les blocs est la solution la plus courante,

.

• Pour un massif surélevé a paroi plane verticale, plusieurs types de parements sont possibles

comme le béton, le métal, la pierre …

C - SUBSTITUTION D’UN SOL PONDEREUX SUR UNE STRUCTURE

Un sol a une masse volumique généralement comprise entre 1500 et 2000 kg/m3. Souvent utilisé pour

combler un vide, rattraper des niveaux ou créer des volumes, il applique des efforts importants sur le

support sur lequel il est appliqué.

Les contraintes sont verticales et horizontales.

- Verticalement : σv = ϒ h

- Horizontalement σh = Ka ϒ h

Avec :

- ϒ masse volumique du sol

- h la hauteur de sol

- Ka le coefficient de poussée active = tan² (π /4 – Φ /2) où Φ est l’angle de frottement

interne du sol considéré. Il s’agit de l’angle de talus maximum que le sol peut supporter sans

soutènement.

I - EFFORT VERTICAL - Détermination de la contrainte appliquée et de l’allègement

Si l’épaisseur à combler est H, substituer une hauteur H’ de sol par du remblai allégé de masse

volumique g’ conduit à une réduction de la contrainte de :

σv = ϒ h’ - ϒ’ h’

Lit de pose

Chaussée

Couche de forme

Blocs nidaplast RA

Matériau de remblai

Exemple : Dans le cas d’une couche prévue d’1 m² de terre de masse volumique 1 800kg/m3 et

d’épaisseur de 1m, la substitution de 0.52m de terre en partie basse par un bloc de nidaplast RA

de 0.52m conduit à un allègement de : 1800*0.52 - 40*0.52 = 916 kg/m²

11

II – EFFORT HORIZONTAL - Détermination de la contrainte appliquée et de l’allègement

Le schéma ci-dessous présente les efforts appliqués par un remblai sur une paroi verticale :

La force résultante P appliquée sur un mur de largeur b est alors P =1/2 Ka γ h² b. Elle est appliquée

au 1/3 de la hauteur.

Si l’on remplace une partie du remblai directement contiguë au mur (dans la zone de rupture) par le

Nidaplast® RA matériau plus léger et rigide, on diminue très fortement voire, on supprime cette

poussée.

Exemple :

La poussée horizontale sur un mur vertical de 2m de haut et 1m de large par un sol de masse

volumique 1 800 kg/m3 et de coefficient Ka de 0.3 est :

P = 0.5 x 0.3 x 1800 x 2 x 2 x1 = 1 080 kg/ml

Le remplacement de 1.5 m de terre en partie basse par 1.5 m de remblai nidaplast® RA conduit

à une poussée en partie haute du mur de

P = 0.5 x 0.3 x 1800 x 0.5 x 0.5 x 1 = 67.5 kg/ml

La diminution de poussée de 1 012 kg permet de diminuer et d’optimiser de façon importante la

résistance du mur.

12

III – MISE EN ŒUVRE DU MASSIF ALLEGE

Les blocs et la couverture supérieure sont mis en œuvre comme dans le §B.

Dans le cas de pose sur une surface horizontale, prévoir l’interposition d’un drainage horizontal pour

l’évacuation des eaux de pluies.

NB : Les prescriptions indiquées peuvent servir de guide à l'utilisation du produit mais ne doivent pas être considérées

comme des garanties de bonne mise en œuvre. De plus, l'utilisation des produits échappe à nos possibilités de contrôle et,

relève donc exclusivement du domaine de la responsabilité l'utilisateur.

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Annexe 1

temps

Charge

Charge initiale (surcharge

Charge finale (allégée)

Tassement

1’

2’

1

II’

2

II

I’

I

Sous l’action d’une charge (1), le sol se tasse jusqu’à une asymptote (I) qui

correspond à sa consolidation. Cela peut durer plusieurs années.

Sous l’action d’une charge allégée, le tassement est moindre (2’) et la consolidation

plus rapide (II’).

Si on allège un sol qui a déjà tassé (2), on peut atteindre immédiatement la

consolidation (II).

14

Annexe 2

La figure ci-dessus présente les épaisseurs de grave D2 nécessaires pour obtenir les qualités de plate forme PF 1 et

PF 2 (ref. Mémento des spécifications françaises Chaussées –Février 84)

La figure ci-dessus présente les épaisseurs de grave D2 nécessaires pour obtenir les portances 0, 1, 2 et 3 prises en

compte dans le dimensionnement des chaussées neuves à faible trafic (ref. Manuel de conception des chaussées

neuves à faible trafic - SETRA L.C.P.C. Juillet)

H20P

portance 1

H20P

15

Annexe 3

Epaisseur de grave en cm (remblai)

C6

C5

C4

H20P

Autres structures routières

PF2 PF2

H20P

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