Le Groupe Spécialisé n° 3 de la Commission chargée de formuler les Avis Techniques a examiné le 25 juin 2007, le procédé de fondation "Fondapieu" exploité par la Société Jean Marie Renovation. Il a formulé sur ce procédé l’Avis Technique ci-après. 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 utilisés 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 inférieure 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 fondations 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 approuvées, 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 conditions 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 Fondapieux 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.

Avis Technique 3/07-526

Procédé de fondation FONDAPIEU Titulaire : JEAN MARIE RENOVATION

2, rue Croquoison F-80420 FLIXECOURT Tél. : 03 22 39 28 73 Fax : 03 22 52 30 93 Internet : www.fondapieu.com E-mail :denis.jmarie@wanadoo.fr

Commission chargée de formuler des Avis Techniques (arrêté du 2 décembre 1969) Groupe Spécialisé n° 3 Structures, planchers et autres composants structuraux

Vu pour enregistrement le 26 septembre 2007

Secrétariat de la commission des Avis Techniques CSTB, 84 avenue Jean Jaurès, Champs sur Marne, F-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 2007

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Avis

Tech

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2.22 Durabilité - entretien L’alliage d’aluminium dont sont constitués les éléments de Fondapieux 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 Fondapieux et pour les goujons d’assemblage est suffisamment faible.

2.23 Fabrication La fabrication des Fondapieux hélicoïdaux est réalisée par une fonderie sous traitante dont le manuel qualité répond aux exigences du Ministère de l’Intérieur. L’entreprise sous traitante qui usine les Fondapieux hélicoïdaux, les Fondapieux 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 Fondapieux 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 reconnaissance de sol, conforme à la norme NF P 94500 et comprenant au minimum deux essais pressiométriques et deux essais au pénétromètre. 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 positionnement et la taille des pieux sont ensuite réajustés pour satisfaire l’ensemble des critères. Les Fondapieux fonctionnent dans le sens axial uniquement, leur fonctionnement en flexion n’est pas visé par le présent Avis. Toutefois leur dimensionnement doit prendre en compte systématiquement les moments d’excentrement dus aux tolérances de pose, définies au paragraphe 2.33. Lorsque les Fondapieux 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 de

la section des éléments - pour les pieux fonctionnant en traction : la valeur minimale

entre la résistance des goujons et la résistance de la section des éléments.

La résistance des goujons est donnée au paragraphe 6.1 du Dossier Technique. La résistance de la section est obtenue en appliquant le taux de travail de la fonte d’aluminium (soit 75 MPa pour les Fondapieux hélicoïdaux et 110 MPa pour les Fondapieux lisses) sur la section totale du pieu. Les éléments hélicoïdaux sont les éléments dimensionnants en termes de résistance de section. Cette section est égale à 16,1 cm² pour les FD60 et 35,1 cm² pour les FD90. On obtient ainsi les charges admissibles suivantes : - pour les pieux de type FD60 : 121 kN

- pour les pieux de type FD90 : 263 kN

2.312 Capacité portante en fonction du sol : Ql La méthode de calcul décrite ci-dessous doit être validée par des essais de dimensionnement. 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 surface du cylindre définit par le diamètre circonscrit du Fondapieu. Le tableau ci-dessous présente les valeurs à utiliser.

Tableau n° 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 capacité 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 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.

2.315 Implantation L’écartement minimal entre Fondapieux est de 0.80 m entre 2 FD 60, 1.30 m entre 2 FD 90 et 1 m 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 dimensionnel 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

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Un essai de traction (ou de compression dans le cas d’un liaisonnement actif) doit être fait sur chaque pieu mis en œuvre, selon la méthode décrite dans le dossier technique au paragraphe 5.32 14/. 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 appréciée favorablement.

Validité Jusqu’au 30 juin 2009

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

M. CHENAF

Dossier Technique établi par le demandeur

A. Description 1. Destination et principe Les Fondapieux sont des pieux brevetés, 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 creux s’ils sont destinés à être injectés avec un coulis. Ils existent en deux diamètres (70 et 105 mm) et sont disponibles dans les dimensions suivantes : 240, 500 et 1000 mm. 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 environnant. Les trois ailettes ont sur le noyau une grande saillie et fournissent ainsi une bonne résistance au frottement ainsi qu’une fixation mécanique efficace. Les Fondapieux sont mis en place jusqu’à 6m de profondeur. Les éléments hélicoïdaux peuvent être combinés avec des éléments cylindriques (2m maximum), la profondeur maximale de la composition pouvant alors atteindre 8 m. Les Fondapieux sont utilisés dans les cas suivants : - fondation pour constructions neuves et extensions, - renforcement des fondations de bâtiments récents et anciens

(reprise 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 bâtiments fortement sinistrés où le bureau d’étude préconise la reprise de charge totale,

Les Fondapieux peuvent être installés dans des endroits étroits et difficiles 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 Fondapieux injectés.

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

cloches est de type 42200 suivant la norme NF EN 1676 (désignation chimique : AlSi7Mg06Y20 1ère fusion). De part sa composition chimique, il est reconnu dans la classe inoxydable. Il offre une résistance 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. Son taux de travail admissible est de 75 MPa.

• L’alliage d’aluminium utilisé pour les Fondapieux cylindriques lisses est de type 5083 suivant la norme NF EN 573 (désignation chimique AlMg4.5Mn07). Son taux de travail admissible est de 110 MPa.

• L'alliage d'aluminium utilisé pour les goujons est de type 7049A suivant la norme NF EN 573-1 (désignation chimique : AlZn8MgCu) Il fait partie des alliages d'aluminium à haute résistance. Son taux de travail est de 530 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,

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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 Fondapieux Les éléments des Fondapieux 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 présentent un

percement central, vertical, appelé « Puits d’injection », de diamètre 10 mm et des percements horizontaux, appelés « Ramifications », 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 « lisse » : les éléments sont cylindriques lisses pour réduire les efforts négatifs dus aux sols argileux présentant les aléas retrait-gonflements Ils peuvent également être utilisés sur les premiers mètres d’un pieu excentré par rapport à la charge à reprendre. Ces Fondapieux lisses existent également en version injectable (puit d’injection uniquement).

Dans les deux premières versions, il existe des éléments particuliers qui sont équipés d’une pointe monobloc. Ces derniers assurent la bonne fouille du sol et permettent 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 Fondapieu. 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 « spécial Fondapieux » sont brevetés et usinés à partir de barres filées en aluminium 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. Figures 3 et 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 Fondapieux, permettent un alignement parfait des Fondapieux lors des assemblages. Ils sont décolletés à une extrémité afin de compenser la conicité des fonds de taraudage des Fondapieux. Les goujons subissent un traitement de protection par anodisation dure, pour améliorer leurs performances anti-corrosion. Pour les Fondapieux « 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 Fondapieux. 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 Fondapieux 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, elle aussi brevetée. 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

4. Fabrication 4.1 Fabrication des Fondapieux 4.11 Moulage Les éléments des Fondapieux 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 Fondapieux, 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 Fondapieux 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), Robin Technologie est l’entreprise qui exécute l’usinage des Fondapieux et le forage des Fondapieux injectables. Ces étapes de la fabrication des Fondapieux sont réalisées suivant 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 taraudage 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 Robin Technologie exécute également l’usinage des goujons, selon les prescriptions 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 Robin Technologie.

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 Robin Technologie 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 Fondapieux vers les installateurs agréés exclusifs, part de Robin Technologie. Pour des raisons de

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traçabilité, le numéro 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 Assistance technique Seules les entreprises exclusives agréées par JMR mettent en œuvre les Fondapieux. La France est couverte exclusivement par un réseau de 7 agences de la Société Freyssinet France, à l’exception des 3 départements suivants : le Tarn, le Tarn et Garonne, et la Haute Garonne, où l’exclusivité est partagée avec une autre entreprise. A l’étranger, Fondapieu dispose de partenaires au Bénélux, en Allemagne, en Autriche et en Angleterre. L’installation des Fondapieux demande une qualification que le personnel obtient après le stage obligatoire de formation pratique et théorique, 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.

5.2 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 uniquement, partenariat oblige, un catalogue regroupant l’ensemble des machines et outils nécessaires à la pose des Fondapieux. En ce qui concerne les marteaux de frappe, les systèmes pneumatiques 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 polyamide 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 injecteurs pour les FDI 60 et FDI 90. Pour effectuer le raccord entre les injecteurs et la vanne ¾ habituellement 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.

5.3 Principes et mise en œuvre du produit 5.31 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 - établissement des prestations à titre curatif et préventif - établissement par le bureau d’études d’exécution, d’une note

de calcul justificative des fondapieux sur la structure (voir paragraphe 6)

. L’étude d’exécution devra être vérifiée et approuvée par l’Entreprise agréée pour la mise en place de Fondapieux

- Puis, 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 Fondapieux.

Une fois en possession du plan d’implantation des Fondapieux, la première chose à vérifier est la position des conduites externes.

5.32 Etapes de mise en œuvre 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 Fondapieux prévus dans l’ordre de leur mise en place, dans le cas de composition. Cela permet de notifier sur le plan, le nombre réel de Fondapieux 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 spécialement 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. 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 taraudage est calculée de façon à ce que les ailettes du Fondapieu supérieur s’arrêtent à cinq millimètres environ en retrait des ailettes du Fondapieu inférieur. Même si les deux Fondapieux ne sont pas parfaitement alignés hors sol, leur serrage se finalise dès leur pénétration dans le sol. 12/ repose du marteau piqueur sur la cloche et renouvellement de l’opération jusqu’à la profondeur voulue. 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. 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 Fondapieux 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 : o 1ère solution : les Fondapieux ne sont pas scellés à la fondation

par plot béton isolé mais ils sont installés dans une longrine béton ferraillée. On teste alors le pieux et suivant la valeur obtenue, on compense la charge manquante en ajoutant des éléments sur les Fondapieux de gauche ou/et de droite On prévient le bureau d’études et on corrige les valeurs sur le plan.

o 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 Fondapieux situés à proximité, on installe un autre Fondapieu par doublet ou on crée une longrine à cet endroit.

o 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.

o 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 altimétrique 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.

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13/ lorsque le nombre de Fondapieux nécessaires est installé, on réalise le test de traction (ou de compression avec les consoles brevetées dans le cas d’un liaisonnement « actif », paragraphe 5.33b). 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. 14/ test de traction (ou de compression) Remarque : la méthode d’essai décrite ci-dessous concerne les tests de traction mais est directement transposable aux tests de compression qui sont effectués dans le cas de liaisonnement « actif » (voir paragraphe 5.33b). 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 dévisse tout en se déplaçant latéralement de quelques millimètres, alors l’alignement du Fondapieu dans le sol est légèrement différent 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 : - 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 : o si la tension ne varie pas, le test est confirmé et la valeur

du manomètre est notée sur le plan. o si la tension chute, soit les cales de bois s’enfoncent et il

est alors nécessaire d’augmenter la portance en élargissant la surface des pièces de bois sur le sol, soit le Fondapieu remonte et il faut alors déposer l’ensemble du testeur et ajouter un mètre de Fondapieu supplémentaire puis recommencer le test de traction.

Au delà de 6 m de fondapieux hélicoïdaux il est possible d’ajouter 1 à 2 m de fondapieux lisses. Si la valeur recalculée n’est pas atteinte, 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 informations suivantes : o Nature du test : Compression ou Traction o Adresse du chantier o Date et heure o N° de Fondapieu o Type FD60 ou FD90, injectable ou non o Quantité de fondapieux lisses o Profondeur installée o Tonnage demandé o Tonnage validé

Automatiquement, le vérin marque un temps d’arrêt à chaque tonnage et un temps 3 fois plus long au tonnage recherché (Temps réglable minimum 30 secondes). Si la variation de la valeur est inférieure à 5% au bout du temps imparti, le « ticket de test » s’imprime. Sinon, le ticket ne s’imprime pas et il est alors nécessaire de déposer le testeur et d’ajouter 0,50 ou 1 m de Fondapieu supplémentaire. 15/ 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. Pour les Fondapieux injectables, on applique les mêmes prestations de 1 à 15. On a donc une valeur de test avant injection puis : 16/ 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.

17/ test de traction huit jours après l’injection suivant le principe décrit au point 14. 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.

5.33 Liaisonnement à la structure Deux principes de liaisonnement sont envisageables : - liaisonnement dit « Passif » : le Fondapieu est foncé, testé à la

traction et scellé à la structure par différentes méthodes de ferraillages.

- liaisonnement dit « Actif » : le Fondapieu est foncé, équipé d’une console adaptée, puis mis en compression au tonnage demandé par le bureau d’études grâce à un vérin et après blocage de la console, le Fondapieu reprend immédiatement la charge demandée.

a) Liaisonnement dit « Passif » Les Fondapieux peuvent être implantés suivant 3 configurations : 1°) Fondapieux dans l’axe de la fondation (Construction neuve et extension) : ils sont centrés et sont directement à l’aplomb des descentes de charge. 2°) Fondapieux des deux côtés des fondations (Construction existante lourde avec 100% de la reprise de charge) : ils sont implantés par doublets de façon à centrer la force portante sous les façades. On créé alors un chevêtre. 3°) Fondapieux d’un seul côté des fondations sous une longrine de redressement en vérifiant que les pieux fonctionnent uniquement 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 Fondapieux, 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 » Différentes consoles ont été élaborées, et brevetées, par JMR pour répondre aux désordres les plus courants. La plupart de ces consoles ont été conçues pour permettre une mise en compression immédiate du Fondapieu, cela signifie sa mise en charge effective. Ces consoles sont utilisables pour les dalles, longrines et semelles béton, les maçonneries de tous types. Méthodologie de mise en compression des consoles. 1. Mise en place sur le Fondapieu de la console porteuse, de la

console d’appui ou du support dalle béton. 2. Mise en place de la platine haute du Fondapieu 3. Mise en place du vérin 4. Mise en place de la butée étoile et des tirants Arteon avec

attache rapide. 5. Mise en légère pression du vérin 6. Ajustement de la roulette de la butée étoilée contre la maçonnerie

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 au niveau de la platine haute du Fondapieu 10. Enlèvement du vérin, de la butée étoile et des trois tirants Artéon. 11. Coulage du plot béton. La section des plots béton est un peu plus importante en hauteur (50 cm au lieu de 40 cm) pour intégrer totalement la console porteuse ou la console d’appui.

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. L’alliage

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d’aluminium dans lequel sont faits les goujons ayant un taux de travail de 530 MPa, leur résistance en traction garantie sont les suivantes : Goujon plein de 20 mm Traction maxi : 9 480 daN Goujon creux de 20 mm Traction maxi : 8 450 daN Goujon plein de 26 mm Traction maxi : 18 500 daN Goujon creux de 26 mm Traction maxi : 15 860 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 Fondapieu 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 Fondapieux sont mis en œuvre sans forage, et, de ce fait, ils augmentent la pression de fluage du sol. La surface de frottement considérée est la surface du périmètre circonscrit.

3/ Justifier la stabilité interne de chacun des éléments et la stabilité générale du système de fondation. Dans le cas de mise en place de type catégorie 3 (paragraphe 5.33a), l’étude de la stabilité générale consistera à justifier la réalisation d’un système fonctionnant en traction – compression en reliant les Fondapieux par des longrines qui travaillent soit en torsion soit en flexion. Le rapport entre le nombre de fondapieux en traction et le nombre de fondapieux en compression ainsi que les dimensions des longrines et leur ferraillage seront déterminés par une étude RDM. Les Fondapieux "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. 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 fondapieux 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 Fondapieux - 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 Fondapieux à la

structure existante (plot béton, console courte, etc.) - La justification des contraintes dans chaque Fondapieu pour la

catégorie 3 (flexion + compression). Chaque connexion d’un Fondapieu de catégorie 3 sera étudiée comme un cas particulier, et sera justifiée par un calcul de Résistance de Matériaux.

JMR est en partenariat avec le bureau d’études indépendant Verrier Ingénierie à Villers-Bocage (80). Le dimensionnement des Fondapieux est réalisé par ce bureau d’études ou par un bureau d’études sous la responsabilité de Freyssinet France. Les intervalles minimaux entre Fondapieux sont les suivants : - 0.80 m entre 2 FD 60 - 1.30 m entre 2 FD 90 - 1 m entre 1 FD 60 ET 1 FD 90

B. Références Le procédé Fondapieu est utilisé depuis sept 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. Principaux chantiers Fondapieux :

REMPARTS de la viIle. GERBEROY (60) 24 ml

EGLISE GILOCOURT (60) 42 ml

ECOLE. Ste Famille ALBERT (80) 49 ml

Remparts LENGLET PICQUIGNY (80) 21 ml

EGLISE FAYS LES ETANGS (60) 50 ml

Pavillon COLE SURESNES (92) 48 ml

REMPARTS de la ville HAM (80) 70 ml

Pavillon GHEYSSENS OUDEZELLE (59) 40 ml

Pavillon RIGAL ALBI (81) 36 ml

EGLISE SENLIS LE SEC (80) 604 ml

EGLISE ETELFAYE (80) 124 ml

HIPPODROME ABBEVILLE (80) 167 ml

Pavillon RULENCE AMIENS (80) 189 ml

SCI CUSTINE PARIS. 18 (75) 30 ml

EGLISE LE SAULCHOY (80) 30 ml

Pavillon BORN SI ANDRE CORSY (01) 62 ml

Pavillon MONTREUIL BILLY BERCLAU (62) 70 ml

Pavillon SLASKI BERCK SUR MER (62) 215 ml

Pavillon SANDRON CESSIERES (02) 145 ml

Pavillon BARBIER BOUSSE (57) 126 ml

Pavillon LAHIR NOMENY (54) 195 ml

Pavillon BIANCALE SOUCIEU EN JARREST (69) 42 ml

Pavillon LAGUENS LE LUC (83) 64 ml

Pavillon PETIT PREZ LESTREM (62) 76 ml

Pavillon WATTELLIER HOUCHAIN (62) 63 ml

Restaurant MAZARS SAINT MARCEL (07) 104 ml

Pavillon JOUANNET POITIERS (07) 140 ml

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Tableaux et Figures du Dossier Technique

TABLEAU 1 Gamme Fondapieu

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TABLEAU 1 BIS

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 manuel à la 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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