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Géotechnique - Syntec ingenierie

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<strong>Géotechnique</strong><br />

TRANSPOSITION DE L’EUROCODE 7 EN NORMES NATIONALES<br />

20/10/2011


2<br />

Présentation de l'EC7<br />

Règles générales, EC7 partie 1 (AFNOR)<br />

NF EN 1997-1 (P94-251-1) : juin 2005<br />

NF EN 1997-1/NA (P94-251-1/NA) : septembre 2006<br />

Reconnaissance des terrains et essais géotechniques,<br />

EC7 partie 2 (AFNOR)<br />

NF EN 1997-2 (P94-252) : septembre 2007<br />

NF EN 1997-2/NA (P94-252/NA)<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Claude PLUMELLE<br />

20/10/2011


3<br />

Claude PLUMELLE<br />

Présentation de l’EC7-1 (174 pages)<br />

Principes de calcul<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


4<br />

Claude PLUMELLE<br />

Présentation de l’EC7-1 annexes<br />

N° Définitions<br />

Annexe A<br />

normative<br />

Facteurs partiels et de corrélation pour les ELU et valeurs<br />

recommandées<br />

Annexe B Commentaires sur les facteurs partiels des approches 1,2,3<br />

Annexe C<br />

Exemple de procédures pour déterminer les valeurs limites de la<br />

pression des terres sur les murs verticaux<br />

Annexe D Exemple de méthode analytique de calcul de la capacité portante<br />

Annexe E<br />

Exemple de méthode semi – empirique pour l’estimation de la<br />

capacité portante<br />

Annexe F Exemples de méthode d’évaluation du tassement<br />

Annexe G<br />

Annexe H<br />

Annexe J<br />

Exemple de méthode de détermination de la pression de contact<br />

présumée des fondations superficielles sur rocher<br />

Valeurs limites des déformations des structures et des<br />

mouvements des fondations<br />

Aide mémoire pour la surveillance des travaux et le suivi du<br />

comportement des ouvrages<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


5<br />

Claude PLUMELLE<br />

Normes d'application nationale<br />

état d'avancement en octobre 2011<br />

Référence Titre Avancement<br />

P 94-261<br />

P 94-262<br />

P 94-270<br />

P 94-281<br />

P 94-282<br />

T1 : Calcul géotechnique<br />

T2 : Ouvrages de fondation<br />

T3 : Fondations superficielles<br />

T1 : Calcul géotechnique<br />

T2 : Ouvrages de fondation<br />

T3 : Fondations sur pieux<br />

T1 : Calcul géotechnique<br />

T2 : Ouvrages de soutènement<br />

T3 : Remblais renforcés et massifs en sol cloué<br />

T1 : Calcul géotechnique<br />

T2 : Ouvrages de soutènement<br />

T3 : Murs de soutènement<br />

T1 : Calcul géotechnique<br />

T2 : Ouvrages de soutènement<br />

T3 : Écrans de soutènement et ancrages<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Commission<br />

depuis<br />

septembre 2010<br />

Enquête publique<br />

Applicable<br />

10 juillet 2009<br />

Commission<br />

depuis mars 2011<br />

Applicable<br />

18 mars 2009<br />

20/10/2011


6<br />

Claude PLUMELLE<br />

Architecture des normes du CEN avec l'EC7<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


7<br />

Application de l’EC7-1<br />

en liaison avec les autres Eurocodes<br />

• Utilisation conjointe avec l’EC0 (Bases de calcul des<br />

structures) et l’EC1(Actions sur les structures)<br />

• Actions imposées par le terrain : EC7-1<br />

• Ne traite pas du calcul sismique : EC8<br />

Claude PLUMELLE<br />

• Pour les matériaux : Autres EC: EC2 (béton), EC3<br />

(acier) …<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


8<br />

Claude PLUMELLE<br />

L'Eurocode 7 à travers le dimensionnement d'un écran<br />

5m<br />

f ?<br />

A<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

B<br />

C<br />

sable moyennement compact<br />

20/10/2011


9<br />

Catégories géotechniques<br />

• Catégorie 1 : ouvrages simples, ouvrage de petites dimensions<br />

exécutés dans des terrains connus « normaux », ne<br />

présentant pas de risque. Dans ce cadre on pourra utiliser une<br />

expérience comparable et des reconnaissances<br />

géotechniques qualitatives.<br />

• Catégorie 2 : ouvrages courants qui ne présentent pas de<br />

risques exceptionnels ou des conditions de terrain difficiles.<br />

Ces ouvrages nécessitent des reconnaissances de sol<br />

quantitatives courantes et des méthodes de calcul éprouvées.<br />

Ce sont ces ouvrages qui sont visés dans l’EC7.<br />

Claude PLUMELLE<br />

• Catégorie 3 : ouvrages complexes. Ces ouvrages font appel à<br />

des dispositions et règles qui sortent du cadre de l’EC7.<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


10<br />

Claude PLUMELLE<br />

Définitions des situations de calcul<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


11<br />

Claude PLUMELLE<br />

Principes de calcul aux états limites<br />

États-limites : états au – delà desquels la structure<br />

ne satisfait plus aux critères de dimensionnement<br />

pertinents<br />

États-limites ultimes (ELU) : états associés à un<br />

effondrement ou à d'autres formes similaires de<br />

défaillance structurale<br />

États-limites de service (ELS) : états correspondant<br />

à des conditions au-delà desquelles les exigences<br />

d'aptitude au service … ne sont plus satisfaites. Le<br />

plus souvent vis à vis de déplacements.<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


12<br />

Données géométriques a k<br />

Surface du terrain<br />

Niveau d’excavation (exemple : paroi moulée)<br />

Niveaux d’eau<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Claude PLUMELLE<br />

20/10/2011


13<br />

5m<br />

1,40m<br />

Claude PLUMELLE<br />

Exemple de données géométriques : a k<br />

35,1 kN/m A<br />

151,2/1,89 kN/m<br />

154,3 kPa<br />

C<br />

B<br />

3,45 kPa<br />

surexcavation<br />

q d = 10 kPa<br />

14,7. 1,1 kN/m<br />

41,73 kPa<br />

98,9. 1,0 kN/m<br />

5,50m<br />

1,53m<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

56,4kN/m A<br />

B<br />

180,6/1,4 kN/m<br />

168,7 kPa<br />

C<br />

3,45 kPa<br />

q d = 10 kPa<br />

16,2. 1,5 kN/m<br />

119,3. 1,35 kN/m<br />

45,84 kPa<br />

20/10/2011


14<br />

Claude PLUMELLE<br />

Détermination des niveaux d'eau EB, EF, EH, EE<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


15<br />

Valeur caractéristique d’un matériau (X k ou R k )<br />

Valeur caractéristique d’un matériau (Xk ou Rk) : valeur<br />

d’une propriété de matériau ou de produit, ayant une<br />

probabilité donnée de ne pas être atteinte lors d’une<br />

hypothétique série d’essais illimitée. Cette valeur correspond<br />

généralement à un fractile spécifié, généralement 5%, de la<br />

distribution statistique supposée de la propriété concernée du<br />

matériau. Dans certain cas, une valeur nominale est utilisée<br />

comme valeur caractéristique.<br />

Généralement moyenne prudente !<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Claude PLUMELLE<br />

20/10/2011


16<br />

Claude PLUMELLE<br />

Choix des valeurs dérivées des propriétés géotechniques<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


17<br />

Claude PLUMELLE<br />

Valeurs caractéristiques x k<br />

f ?<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

q k = 10 kPa<br />

γ 'k = 21 kN/m 3<br />

5m φ 'k = 35°<br />

δ ak = δ pk = 2/3 φ ' k<br />

20/10/2011


18<br />

Claude PLUMELLE<br />

Approches de calcul<br />

• Approche de calcul 1<br />

On doit vérifier qu’aucun état limite de rupture ou de déformation excessive<br />

ne sera atteint sous chacune des deux combinaisons d’ensemble de facteurs<br />

partiels suivante:<br />

Combinaison 1 : A1 + M1 +R1<br />

Combinaison 2 : A2 + M2 +R1<br />

• Approche de calcul 2<br />

On doit vérifier qu’aucun état limite de rupture ou de déformation excessive<br />

ne sera atteint avec la combinaison d’ensemble de facteurs partiels suivante:<br />

Combinaison : A1 + M1 +R2<br />

• Approche de calcul 3<br />

On doit vérifier qu’aucun état limite de rupture ou de déformation excessive<br />

ne sera atteint avec la combinaison d’ensemble de facteurs partiels suivante:<br />

Combinaison : A1 ou A2 + M2 +R3<br />

A1 pour les actions provenant de la structure<br />

A2 sur les actions géotechniques.<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


19<br />

Claude PLUMELLE<br />

Coefficients de sécurité des différentes approches<br />

pour les soutènements<br />

s é c u r i t é<br />

g l o b a l e<br />

C o m b i 1<br />

A 1 + M 1 + R 1<br />

A p p r o c h e 1<br />

C o m b i 2<br />

A 2 + M 2 + R 1<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

A p p r o c h e 2<br />

A 1 + M 1 + R 2<br />

A p p r o c h e 3<br />

,<br />

F a c t e u r s p a r t i e l s p o u r l e s<br />

a c t i o n<br />

a c<br />

s γ<br />

t<br />

E<br />

i o n s γ<br />

F o u e f f e t s d e s<br />

1<br />

1 , 3 5<br />

1 0<br />

1 , 3 5<br />

A c t i o n p e r m a n e n t e<br />

d é f a v o r a b l e γ<br />

G<br />

A c t i o n p e r m a n e n t e<br />

f a v o r a b l e γ<br />

G<br />

A 1 + M 2 + R 3<br />

o u<br />

A 2 + M 2 + R 3<br />

1 , 0 1 , 0 1 , 0 1 , 0 1 , 0<br />

A c t i o n v a r i a b l e d é f a v o r a b l e<br />

1<br />

γ<br />

1 , 5 1 , 3 1 , 5 1 , 3<br />

Q<br />

F a c t e u r s p a r t i e l s p o u r l e s p a r a m è t r e s d e s o l γ<br />

γ γ<br />

γ ϕ ’<br />

, , , , , 1 0 1 0 1 0 1 0 1<br />

M<br />

0<br />

, , ,<br />

, , ,<br />

, , ,<br />

1 0 1 0<br />

1 , 2 5<br />

1 0<br />

1 , 2 5<br />

F<br />

γ<br />

a<br />

c<br />

c<br />

’<br />

t e u r s p a r<br />

1 0<br />

t i e l s<br />

s<br />

1 0<br />

d e l a r é<br />

o u t è n e m<br />

s i s<br />

e n<br />

1 , 2<br />

t a n c<br />

t s<br />

5<br />

e ( γ<br />

R )<br />

1<br />

p<br />

0<br />

o u r l e<br />

1<br />

s<br />

, 2 5<br />

2<br />

1 0 1 0<br />

1 , 4<br />

1 0<br />

F a c t e u r p a r t i e l d e l a<br />

r é s i s t a n c e γ<br />

R ; e<br />

1 , 0<br />

,<br />

20/10/2011


20<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Claude PLUMELLE<br />

20/10/2011


21<br />

Claude PLUMELLE<br />

Exemple d' approche 2 sur les écrans<br />

5m<br />

1,40m<br />

47,6 kN/m A<br />

B<br />

151,2/1,4 kN/m<br />

154,3 kPa<br />

C<br />

3,45 kPa<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

q d = 10 kPa<br />

14,7. 1,5 kN/m<br />

41,73 kPa<br />

98,9. 1,35 kN/m<br />

20/10/2011


22<br />

États limites : ELU<br />

Claude PLUMELLE<br />

• EQU : perte d’équilibre de la structure ou du terrain considéré<br />

comme un corps solide dans lequel les résistances des<br />

matériaux n’apportent pas de contribution significative à la<br />

résistance.<br />

• STR : rupture interne ou déformation excessive de la structure<br />

ou d’éléments de structure, tels que semelles, pieux, murs,<br />

écrans .. dans lequel la résistance des matériaux de la<br />

structure contribue de façon significative à la résistance.<br />

• GEO : rupture interne ou déformation excessive du terrain<br />

dans lequel la résistance des sols et/ou des roches contribue<br />

de façon significative à la résistance.<br />

• UPL : soulèvement global de la structure ou du terrain<br />

provoqué par la pression de l’eau (poussée d’Archimède) ou<br />

par d’autres actions verticales.<br />

• HYD : Soulèvement local du terrain, érosion interne, suffusion,<br />

renard sous l’effets des gradients hydrauliques.<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


23<br />

Exemple d'ELU : Justifications d’un écran<br />

Stabilité initiale du site<br />

Défaut de butée<br />

Résistance de l’écran<br />

Portance de l’écran<br />

Résistance des appuis<br />

Stabilité du fond de fouille<br />

Interaction écran – ancrage<br />

Stabilité générale d’ensemble<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Claude PLUMELLE<br />

20/10/2011


24<br />

Claude PLUMELLE<br />

États limites : ELS<br />

Estimation des déplacements<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


Merci !<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


CALCUL DES ECRANS DE SOUTÈNEMENT<br />

NORME NF P 94-­‐282 MARS 2009<br />

NAN DE L’EC7<br />

20/10/2011


28<br />

Frédéric DURAND<br />

Norme Française NF P 94-282 de Mars 2009<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


31<br />

NF P 94-282 - Annexes<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Frédéric DURAND<br />

A - Facteurs partiels de sécurité pour les Etats Limites Ultimes (normative)<br />

B - Dispositions particulières pour les écrans à inertie non uniforme<br />

C - Procédures de calcul de la pression des terres<br />

D - Effet d’une charge localisée transmise par le terrain<br />

E - Prise en compte des effets de l’eau<br />

F - Méthode MISS – Modèle aux coefficients de réaction<br />

G - Procédure pour vérifier la stabilité du massif d’ancrage<br />

20/10/2011


34<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Frédéric DURAND<br />

NF EN 1997 – 1 section 2 : Base du calcul<br />

géotechnique - Rappel<br />

• 2.4.7.3.3 Valeurs de calcul des résistances<br />

(1) Les facteurs partiels sur les actions peuvent être appliqués aux<br />

propriétés du terrain (X) ou aux résistances (R) ou aux deux<br />

simultanément, comme indiqué ci-après :<br />

20/10/2011


36<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Frédéric DURAND<br />

NF EN 1997 – 1 section 2 : Base du calcul géotechnique –<br />

Rappel – Approche à la française<br />

Ø Approche de calcul 2<br />

On doit vérifier qu’aucun état limite de rupture ou de<br />

déformation excessive ne sera atteint avec la<br />

combinaison d’ensemble de facteurs partiels suivante:<br />

Combinaison : A1 + M1 +R2<br />

Ø Approche de calcul 3<br />

On doit vérifier qu’aucun état limite de rupture ou de<br />

déformation excessive ne sera atteint avec la<br />

combinaison d’ensemble de facteurs partiels suivante:<br />

Combinaison : A1 ou A2 + M2 +R3<br />

A1 pour les actions provenant de la structure<br />

A2 sur les actions géotechniques.<br />

Souvent pour Stabilité générale<br />

Voir 15.1 NOTE 3 et 15.2.6<br />

20/10/2011


38<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Frédéric DURAND<br />

NF EN 94-282 – Annexe A – Facteurs partiels et de corrélation<br />

pour les ELU<br />

• A.2 Facteurs partiels pour la vérification STR et<br />

GEO<br />

o A.2.1Facteurs partiels pour les actions ou les effets des actions<br />

• A.3 Facteurs partiels A.4 Facteurs partiels<br />

pour la vérification UPL pour la vérification HYD<br />

20/10/2011


39<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Frédéric DURAND<br />

NF EN 94-282 – Annexe A – Facteurs partiels et de corrélation<br />

pour les ELU<br />

• A.2.3 Facteurs partiels de résistance pour ancrage scellés<br />

• A.2.5 Facteurs partiels de résistance des terres en butée<br />

(MEL)<br />

• A.2.6 Facteurs partiels de résistance des terres pour<br />

stabilité générale<br />

20/10/2011


50<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Frédéric DURAND<br />

NAN – La pratique – Les calculs<br />

Ecran avec plusieurs appuis<br />

Calcul MISS (sauf pour ouvrages particulièrement simples = calcul<br />

avec MEL) permet de déterminer :<br />

o déplacements<br />

o « défaut de butée » : vérification que butée mobilisable/butée<br />

mobilisée vaut :<br />

ü 1,9 (durable) [par exemple dernier Fond de fouille avec<br />

dallage]<br />

ü ou 1,5 (transitoire) [Fonds de fouille intermédiaires et<br />

final avec radier = buton]<br />

o efforts, moments avec<br />

M t (ELU) = 1,35.M t (MISS)<br />

20/10/2011


Merci !<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


Transposition de l'Eurocode 7<br />

en normes nationales<br />

Cas de la Suisse<br />

LAURENT VULLIET<br />

PROF. EPFL<br />

CEO, BG INGÉNIEURS CONSEILS<br />

VICE-­‐PRÉSIDENT, SOC. SUISSE DES ING. ET ARCHI. (SIA)<br />

(AVEC LA CONTRIBUTION DE J.-­‐P. KARAM, BG)<br />

20/10/2011


53<br />

Contexte légal suisse<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Laurent VULLIET<br />

20/10/2011


54<br />

Laurent VULLIET<br />

Normes suisses et européennes<br />

Quelques dates importantes<br />

• 1873 : Première norme SIA – prescription pour concours architecturaux<br />

• 1989 : Changement de principe aux états limites et scénarios<br />

concomitants, avec utilisation des facteurs partiels. Normes les plus<br />

modernes d'Europe, exemple pour prénormes européennes. Fort<br />

engagement de la Suisse dans les phases initiales des Eurocodes.<br />

Début du projet Swisscodes série des normes 260<br />

• 2003 : Publication des normes structurelles SIA série 260. Publication<br />

progressive des Eurocodes et pression sur les membres de la<br />

commission européenne d'adopter ces normes partout en Europe<br />

• 2007 : Adoption des Eurocodes par le CEN (Comité Européen de<br />

Normalisation). Ces normes doivent être paramétrées dans chaque pays<br />

• Aujourd'hui : Normes SIA série 260 compatibles avec les Eurocodes<br />

pour le moment et pour les 5-10 prochaines années, jusqu'à la<br />

publication d'une version simplifiée des Eurocodes.<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


55<br />

Laurent VULLIET<br />

Organigramme de la normalisation<br />

Norme SIA<br />

260 pour<br />

bâtiments et<br />

génie civil<br />

Bases<br />

Norme <strong>Géotechnique</strong><br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


56<br />

Laurent VULLIET<br />

Normes SIA et Eurocodes<br />

• Les normes suisses SIA sont traditionnellement brèves et ne<br />

contiennent pas de méthodes de calcul<br />

• Les normes de la SIA sont des règles reconnues de la<br />

technique, c'est-à-dire elles font jurisprudence sur le plan légal<br />

car leur "exactitude" théorique a été vérifiée par les<br />

scientifiques, et elles sont établies et éprouvées sur le terrain<br />

par la grande majorité des utilisateurs spécialisés. Ceci<br />

n'est pas encore le cas des Eurocodes en Suisse<br />

(Cornel Quinto & Walter Maffioletti, avocats)<br />

• La Suisse considère les Eurocodes comme de bonnes normes<br />

et s'engage à les appliquer; elles doivent cependant être<br />

paramétrées pour être utilisés. Pour la Suisse, ce processus<br />

sera achevé au plus tôt fin 2012 pour les Eurocodes 0 à 4. La<br />

date de paramétrisation de l'Eurocode 7 n'est pas connue.<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


57<br />

Laurent VULLIET<br />

Les normes sur le plan technique<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


58<br />

Laurent VULLIET<br />

ApplicaXon aux ouvrages de soutènement<br />

• La SIA 267 s’appuie sur la norme européenne EN 1997-1<br />

«Geotechnical Design Part 1 General Rules» et reprend les<br />

principes contenus dans les recommandations SIA V 191<br />

(1995) et SIA V 192 (1996), dans la prénorme SIA V 191/1<br />

(2001) et dans le cahier technique SIA 2009<br />

• La norme SIA 267 contient les principes et dispositions à<br />

prendre en considération en géotechnique. Elle traite des<br />

exigences régissant la reconnaissance et la détermination des<br />

paramètres du terrain de fondation ainsi que les calculs et<br />

dimensionnements géotechniques<br />

• La norme SIA 267 régit l’application de la méthode<br />

observationnelle et contient les prescriptions particulières liées<br />

à son utilisation.<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


59<br />

Laurent VULLIET<br />

Différences et similitudes avec les EC7<br />

Contenu des chapitres<br />

SIA 267 – Chapitre 12 EUROCODE 7 – Chapitre 9<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


60<br />

Laurent VULLIET<br />

Différences et similitudes avec les EC7<br />

Les Etats Limites selon SIA 267<br />

Article 12.5.1.1 Généralités<br />

Dans la mesure où ils sont déterminants,<br />

les états limites de sécurité structurale<br />

suivants seront examinés:<br />

o Type 1: STABILITÉ GLOBALE<br />

(EL Type 1)<br />

o Type 2: CAPACITÉ PORTANTE DE LA<br />

STRUCTURE (EL Type 2)<br />

o Type 3: STABILITÉ DU TERRAIN<br />

(EL Type 3)<br />

o Type 4: RESISTANCE A LA FATIGUE<br />

(EL Type 4)<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

• EL Type 1: se rapporte à la<br />

stabilité d'ensemble de<br />

l'ouvrage<br />

• EL Type 2: se rapporte à la<br />

ruine de la structure porteuse<br />

ou d'un de ses composants<br />

• EL Type 3: se rapporte à la<br />

stabilité du terrain à la suite de<br />

la mobilisaXon complète de sa<br />

résistance<br />

• EL Type 4: se rapporte à la<br />

résistance à la faXgue d'une<br />

structure porteuse. Il est défini<br />

en plus dans les normes SIA<br />

260 et 261, à la différence de<br />

l'Eurocode<br />

20/10/2011


61<br />

Laurent VULLIET<br />

Différences et similitudes avec les EC7<br />

Les Etats Limites selon EC7<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

• EQU: perte d'équilibre<br />

staXque de la structure ou<br />

du terrain<br />

• STR: rupture interne ou<br />

déformaXon excessive des<br />

éléments consXtuant la<br />

structure<br />

• GEO: rupture ou<br />

déformaXon excessive du<br />

terrain<br />

• UPL: rupture par<br />

soulèvement dû à des forces<br />

verXcales<br />

• HYD: rupture causée par<br />

des gradients hydrauliques<br />

dans le terrain<br />

20/10/2011


62<br />

Laurent VULLIET<br />

Différences et similitudes avec les EC7<br />

Etats-­‐limite de la<br />

sécurité structurale<br />

Défaillances d'éléments<br />

Instabilité globale<br />

Défaillances de la<br />

fondaXon<br />

SituaCons criCques SIA 267 Eurocode 7<br />

SituaXon où la capacité portante de la fondaXon, du<br />

soutènement, de l'étayage est aheinte<br />

SituaXon où la capacité portante de l'ouvrage est aheinte par<br />

suite de tassements de la fondaXon/mouvement du sol<br />

SituaXon où la capacité portante d'un soutènement est aheinte<br />

sous l'effet de la poussée des terres<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

EL Type 2 STR<br />

EL Type 2 GEO<br />

EL Type 2 STR<br />

SituaXon où la capacité portante externe d'un Xrant est aheinte EL Type 2 GEO<br />

• Remontée due à la sous-­‐pression, renard hydraulique<br />

• Basculement<br />

EL Type 1<br />

HYD<br />

EQU<br />

Poinçonnement, Glissement et basculement avec résistance EL Type 2 STR<br />

• Capacité portante verXcale de parois de soutènement<br />

encastrés<br />

• Remontée due à la sous-­‐pression avec résistances<br />

Etat-­‐limite d'équilibre (rotaXon, déplacement) de parois de<br />

soutènement encastrées<br />

EL Type 2<br />

STR<br />

UPL<br />

EL Type 2 EQU<br />

Instabilité du terrain Rupture du terrain, glissement de pente, rupture de talus EL Type 3 GEO<br />

20/10/2011


63<br />

Laurent VULLIET<br />

& J.-P. KARAM<br />

Cas d'un soutènement en rideau de palplanches<br />

Méthode A<br />

Méthode au<br />

module de<br />

réaction<br />

(ex. logiciel RIDO)<br />

Méthodes de calcul usuelles (SIA267-­‐§5.3.5)<br />

Méthode B<br />

Méthode aux<br />

Equilibres limites<br />

(ex. logiciel DC)<br />

• Les acCons<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

(γ F selon<br />

SIA260)<br />

• Les résistances du terrain<br />

selon méthode de calcul<br />

Facteurs réducteurs γ M , γ R , η selon SIA260,<br />

261 et 267<br />

X k = valeur caractérisXque des paramètres<br />

de sol<br />

X d = valeur de calcul des paramètres de sol<br />

20/10/2011


64<br />

Laurent VULLIET<br />

Exemple numérique – répartition des contraintes<br />

selon SIA et EC7 approche 2<br />

§ Coefficients partiels SIA pour état limite EL type 2<br />

§ et EC7 approche 2 pour état limite STR et GEO (A1 + M1 + R2)<br />

Coefficients parCels SIA 267 EC7 approche 2<br />

Facteurs de charge γ F<br />

Poussée des terres, γ G 1.35 1.35<br />

Pression hydrostaXque, γ G 1.2 1.35<br />

Paramètres de sol, γ m<br />

Angle de frohement, ϕʹ′, γ ϕ 1 (*) 1<br />

Cohésion, C' (kPa) , γ C' 1 (*) 1<br />

Facteur de résistance, γ R<br />

Résistance du sol 1.4 1.4<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

§ (*) Pour les écrans de<br />

soutènement et dans certains cas<br />

(utilisation de la méthode B (ELM),<br />

l'approche 2 de l'EUROCODE 7<br />

(STR/GEO) se révèle comme étant<br />

la plus proche de la norme SIA pour<br />

EL type 2.<br />

§ Dans ce cas, l'approche 2 est<br />

plus conservatrice.<br />

§ Dans le cas de l'utilisation de la<br />

méthode A (module de réaction), les<br />

exigences de la SIA deviennent plus<br />

contraignantes et donc plus<br />

conservatrices<br />

20/10/2011


65<br />

Conclusions<br />

Laurent VULLIET<br />

• Les normes SIA sont actuellement les seuls textes<br />

officiels et de référence en Suisse. Aujourd'hui, les<br />

EC ne font pas jurisprudence sur le plan légal<br />

• L'annexe nationale pour la Suisse de l'EC7 n'est pas<br />

encore publiée; la date de parution n'est pas connue<br />

• Les principes des normes suisses sont similaires à<br />

ceux des EC<br />

• Pour les ouvrages de soutènement, les méthodes<br />

SIA sont proches de l'approche 2 de l'EC7; quelques<br />

différences techniques existent (voir chapitre 12<br />

SIA-267 et chapitre 9 EC7)<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


Merci !<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


L’APPLICATION DE L’EUROCODE 7 EN<br />

BELGIQUE :<br />

Dimensionnement de soutènements<br />

CHRISTIAN TRÈVE<br />

CFE – VINCI<br />

MONIKA DE VOS<br />

CENTRE SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE DE LA CONSTRUCTION<br />

20/10/2011


68<br />

Etat d’avancement de l’Eurocode 7 en Belgique<br />

Avant l’Eurocode :<br />

• Pas de normes géotechniques belges<br />

• Plusieurs méthodes de dimensionnement<br />

Annexe Nationale :<br />

Christian TRÈVE<br />

Monika De VOS<br />

• Enquête publique prNBN EN 1997-1 ANB et<br />

prNBN EN 1997-2 ANB du 4 janvier 2011 au 15<br />

juin 2011<br />

• Sept-déc 2011 : traitement des commentaires<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


69<br />

La conception d’un écran de soutènement<br />

1. Vérification par rapport à la rupture<br />

o rupture dans le sol<br />

o rupture d’éléments structuraux<br />

2. Établissement des déformations<br />

o du soutènement<br />

o des ouvrages derrière le soutènement<br />

Christian TRÈVE<br />

Monika De VOS<br />

3. Maintien des caractéristiques dans le temps : durabilité<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


70<br />

Exemples typiques<br />

de quelques situations de rupture<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Christian TRÈVE<br />

Monika De VOS<br />

20/10/2011


71<br />

Sécurité : méthodes classiques<br />

Réduction de la butée<br />

• Delta = 0 : marge de sécurité non quantifiée ;<br />

mène à un calcul très conservateur<br />

• Déterminer la fiche avec Blum “encastré” :<br />

marge de sécurité non quantifiée<br />

• Calculer la fiche avec Blum “free earth support” et<br />

multiplier la fiche par √2 : sécurité 2 sur la butée ; mène à<br />

un calcul très conservateur<br />

• Contrôle si la résistance mobilisée < x % de la butée max.<br />

(ouvrages déf. : 50 %)<br />

…<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Christian TRÈVE<br />

Monika De VOS<br />

20/10/2011


72<br />

Sécurité : méthode Eurocode 7<br />

GEO & STR – Approche 1<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Christian TRÈVE<br />

Monika De VOS<br />

20/10/2011


73<br />

Sécurité : méthode Eurocode 7<br />

GEO & STR – Approche 1<br />

Belgique : 1.1<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Christian TRÈVE<br />

Monika De VOS<br />

20/10/2011


74<br />

Sécurité : méthode Eurocode 7<br />

GEO & STR – Approche 1<br />

Belgique : 1.1<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Christian TRÈVE<br />

Monika De VOS<br />

20/10/2011


75<br />

Sécurité : méthode Eurocode 7<br />

GEO & STR – Approche 1<br />

Belgique : 1.1<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Christian TRÈVE<br />

Monika De VOS<br />

1.0<br />

20/10/2011


76<br />

Christian TRÈVE<br />

Monika De VOS<br />

GEO & STR – Approche 1<br />

Application aux parois de soutènement<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


77<br />

Etape 1 : DA 1/2<br />

Détermination de la fiche<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Christian TRÈVE<br />

Monika De VOS<br />

20/10/2011


78<br />

Etape 1 : DA 1/2<br />

Détermination de la fiche<br />

Output : fiche, M d , A d<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Christian TRÈVE<br />

Monika De VOS<br />

20/10/2011


79<br />

Etape 2 : DA 1/1<br />

Input : fiche, EI, EA (estimation)<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Christian TRÈVE<br />

Monika De VOS<br />

Fiche provenant de DA 1/2<br />

20/10/2011


80<br />

Etape 2 : DA 1/1<br />

Output : M k , A k<br />

(pondération de la surcharge : 1.1)<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Christian TRÈVE<br />

Monika De VOS<br />

Fiche provenant de DA 1/2<br />

20/10/2011


81<br />

Etape 2 : DA 1/1<br />

Output : M d , A d<br />

(multiplier les effets par 1.35)<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Christian TRÈVE<br />

Monika De VOS<br />

Fiche provenant de DA 1/2<br />

20/10/2011


82<br />

Etape 3 : calcul de la résistance de la paroi<br />

• M d = max (M d,DA1/1 , M d,DA1/2 )<br />

• Avec Eurocode “Matériaux”<br />

• Béton à EN 1992<br />

• Acier à EN 1993<br />

Christian TRÈVE<br />

Monika De VOS<br />

• Si EI ou EA diffère fort de la première<br />

estimation : réitérer les calculs<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011


83<br />

Etape 4 : calcul de l’ancrage<br />

• A d = max (A d,DA1/1 , A d,DA1/2 )<br />

• Avec Eurocode 7 (scellement)<br />

• Avec Eurocode 3 (acier)<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Christian TRÈVE<br />

Monika De VOS<br />

20/10/2011


84<br />

Quelques points d’attention<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Christian TRÈVE<br />

Monika De VOS<br />

ANB : Remplacer (3) par :<br />

La valeur de 0.5 m, men0onnée au paragraphe (2), peut être réduite à 0.3 m<br />

lorsqu’un contrôle fiable du niveau de la surface pendant toute la période de<br />

l’exécu0on est spécifié<br />

20/10/2011


85<br />

Quelques points d’attention<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Christian TRÈVE<br />

Monika De VOS<br />

ANB : Ajouter à la fin :<br />

Dans des sols cohésifs la cohésion du sol qui se trouve jusqu’à 1 m en dessous du<br />

niveau d’excava0on sera limitée. On se base sur une varia0on linéaire allant de<br />

0 % au niveau de l’excava0on à 100 % au niveau de 1 m plus bas<br />

20/10/2011


86<br />

Quelques points d’attention<br />

Angle de fro^ement mur/sol (δ)<br />

PraXque courante :<br />

• δ = ½ ϕ’ pour les murs emboués<br />

• δ = ⅔ ϕ’ pour les autres types<br />

Eurocode 7 :<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Christian TRÈVE<br />

Monika De VOS<br />

20/10/2011


87<br />

Quelques points d’attention<br />

Angle de fro^ement mur/sol (δ)<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Christian TRÈVE<br />

Monika De VOS<br />

20/10/2011


88<br />

AhenXon :<br />

Quelques points d’attention<br />

Angle de fro^ement mur/sol (δ)<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Christian TRÈVE<br />

Monika De VOS<br />

o condiXons dans lesquelles le frohement peut être pris en<br />

compte du côté passif :<br />

ü déplacement de la paroi<br />

ü équilibre verXcal avec la pression de terre acXve et<br />

éventuellement la composante verXcale des forces d’ancrage<br />

(sinon : limiter la valeur de δ)<br />

ü négliger δ = sécurité complémentaire, mais non économique<br />

o grande influence de δ<br />

20/10/2011


89<br />

Quelques points d’attention<br />

Angle de fro^ement mur/sol (δ)<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Christian TRÈVE<br />

Monika De VOS<br />

(surface de sol horizontale, mur verXcal, c'=0, q=0, absence d’eau)<br />

surfaces de glissement recXlignes surfaces de glissement courbes<br />

20/10/2011


90<br />

DirecXves pour l’applicaXon de<br />

l’Eurocode 7 en Belgique.<br />

ParXe x : Dimensionnement de<br />

soutènements<br />

Dans le futur…<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Christian TRÈVE<br />

Monika De VOS<br />

20/10/2011


91<br />

• www.nbn.be<br />

Info<br />

• www.bbri.be/antenne-norm<br />

10 e RENCONTRES DE L’INGÉNIERIE<br />

DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

Christian TRÈVE<br />

Monika De VOS<br />

20/10/2011


Merci !<br />

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DE LA CONSTRUCTION ET DE L’INDUSTRIE<br />

20/10/2011

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