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Étude des géogrilles dans le cadre de la liaison Oosterweel
Sur plusieurs chantiers de la liaison Oosterweel à Linkeroever, des remblais renforcés à l’aide de géogrilles sont en cours de mise en œuvre.

Étude des géogrilles dans le cadre de la liaison Oosterweel

Les géosynthétiques ont fait leurs preuves en tant que moyen économique et efficace de remblayer un terrain. Du fait que certains paramètres de conception restent hélas incertains, cette solution est encore peu utilisée en Belgique. La liaison Oosterweel à Linkeroever fait néanmoins exception à la règle. Le maître d’ouvrage Lantis ne veut cependant rien laisser au hasard. Il a ainsi fait appel à Buildwise pour comparer via monitoring les déformations des géosynthétiques par rapport aux calculs du bureau d’études, tant à court qu’à long terme.

Linkeroever connaît un regain d’activité depuis un certain temps déjà. Ce quartier d’Anvers joue, en effet, un rôle de maillon dans le cadre de la réalisation de la fameuse liaison Oosterweel. Partenaire du consortium Rinkoniên, Stadsbader construira plusieurs nouveaux ponts, tunnels et routes dans les prochaines années. Avant ces travaux, bon nombre de terrains doivent d’abord être remblayés et renforcés avec des géogrilles pour certains d’entre eux. 

Illustration des mesures d’étirage avec un câble en fibre optique. Le câble traverse toute la largeur du remblai au niveau du troisième capteur. À mesure que le remblai progresse, les déformations en traction de la géogrille augmentent.

« Un choix logique, car ces structures de terrain peuvent être jusqu’à 30 à 50% moins chères que d’autres solutions classiques à base de béton », explique Nicolas Denies, chef de laboratoire adjoint chez Buildwise. « L’empreinte écologique est, en outre, bien plus faible. Il n’y a pas de béton ou d’acier en jeu, pas besoin de grandes grues ou de machines … Pour le moment, cette technique est pourtant peu utilisée dans notre pays, faute d’un cadre clair pour dimensionner de telles structures de terrain. Nous devons nous référer à des normes ou à des directives émanant de l’étranger, mais elles ne sont pas toujours neutres et/ou similaires, ce qui se traduit par des débats difficiles entre les maîtres d’ouvrage, les bureaux d’études et les entrepreneurs. À l’international, il n’existe également que peu de connaissances en matière du comportement à long terme de ce type de renforcements en conditions d’utilisation réelles. Tout cela constitue un frein majeur à la percée de cette technique, même si les exemples à l’étranger démontrent qu’elle a le potentiel pour s’imposer. »

Intéressant pour tout le secteur de la construction

Lantis a néanmoins trouvé les avantages suffi­samment intéressants pour intégrer la technique de renforcement de certains remblais dans le cahier des charges. Stadsbader est allé encore plus loin en souscrivant également la proposition d’utilisation des géogrilles sur d’autres chantiers du dossier. Nathan Lauwers, préparateur des travaux de renforcement du sol chez Stadsbader : « Nous croyons fermement aux possibilités et aux atouts qu’offrent les géogrilles en tant que renforcement. Nous rencontrons cependant trop souvent des obstacles en raison de l’absence de cadre normatif. Dans ce cas, le maître d’ouvrage étant lui-même demandeur, nous avons saisi l’opportunité d’appliquer cette technique à grande échelle. Lantis a également chargé Build­wise de cartographier le comportement des géogrilles sur le long terme. Une telle campagne de suivi revêt une importance capitale à nos yeux pour nous permettre d’optimiser les conceptions futures de ces structures. »

Nicolas Denies ajoute : « Buildwise a, en outre, trouvé ce marché d’autant plus intéressant que l’ensemble du secteur de la construction en bénéficierait. Nous pourrons, en effet, utiliser les résultats dans le cadre du projet de recherche fédéral à ce sujet entrepris depuis 2018 avec le SPF Économie et le NBN. »

Des expériences ont été menées avec différents types de capteurs à fibre optique installés sur la géogrille.

Une mise en œuvre riche en défis

En toute logique, c’est le site de construction le plus spectaculaire qui a été choisi dans le cadre de la campagne de monitoring : le mur de soutènement G03 à Linkeroever – Zone Zwijndrecht (entre la E17 et la station d’épuration Aquafin). Nathan Lauwers : « Une rampe d’approche et une culée sont en cours de construction vers le viaduc qui mènera le trafic de la E17 direction Anvers vers le nouveau tunnel sous l’Escaut ou la E34. La culée revêt donc une double fonction, un fait particulièrement intéressant en soi. Il s’agit, en outre, d’un remblai de terre de 16 m : le plus haut dans ce projet. Il est constitué de 29 couches renforcées par 18 géogrilles. Nous avons choisi la solution proposée par l’entreprise italienne Maccaferri. Elle se compose de paniers en fil d’acier contenant des géogrilles en polyester enveloppées de polyéthylène. »

Pour des raisons économiques, la décision s’est por­tée sur le suivi de cinq géogrilles. Des câbles en fibre optique ont donc été placés sur la géogrille.    “

Nicolas Denies : « Cela n’a pas toujours été facile, car nous avons dû installer ces câbles extrêmement fins et fragiles sur chantier, parfois dans des conditions météorologiques difficiles. Nous cherchions également à analyser les limites techniques de tels capteurs et avons donc prévu suffisamment de back-ups. Dans chaque couche, nous avons installé plusieurs back-up et plusieurs types de fibres optiques. Nous pouvons ainsi évaluer et tester la qualité de ces produits. » Les connaissances pratiques acquises (le modèle de capteur le plus approprié, la méthode de montage, etc.) seront également intégrées dans le projet COOCK « Suivi des structures et des systèmes avec fibre optique », subventionné par la VLAIO. À terme, elles pourraient permettre le développement de produits robustes et prêts à l’emploi.

Une campagne de mesure discontinue

La campagne de monitoring vise principalement à mesurer le formage par étirage et par déformation de la géogrille, à partir du moment où une couche est installée. « En théorie, les capteurs pourraient être lus en temps réel. Lantis a cependant préféré opter pour une approche discontinue », explique Nicolas Denies. « Lors de la période de réalisation du renforcement des remblais, de juin à décembre 2021, les capteurs étaient lus deux fois par mois en moyenne. Nous sommes ensuite passés à une fréquence d’une fois par mois. Le tassement doit s’être largement stabilisé au bout de six mois, du moins en théorie. Nous effectuerons dès lors encore des visites deux fois par an. »      

« L’objectif est de continuer à surveiller la situation de près pour obtenir ainsi une idée précise de l’étirage et de la déformation, même à long terme. »

Par mesure de sécurité, Lantis a demandé à Buildwise de recenser le comportement des géogrilles sur le long terme.

Étude comparative

Lantis et Stadsbader souhaitent eux aussi suivre le tassement de près. « Dans ce type de projets, nous fournissons toujours des mesures topographiques. Un géomètre les réalise périodiquement, en mesurant les déplacements du mur à l’aide de petits miroirs placés à l’extérieur du remblai. Le département géotechnique du gouvernement flamand a également équipé le massif de deux tubes de tassement. Il s’agit de tubes inclinométriques horizontaux dans lesquels passe un inclinomètre à intervalles réguliers. L’objectif consiste à recenser le tassement des tubes – et donc du massif. En résumé : nous suivons le comportement du remblai renforcé de trois façons », indique Nathan Lauwers.

Les données ouvrent la voie aux optimisations

Les premiers résultats s’avèrent positifs et rassurants. Les étirages et déformations enregistrés correspondent aux calculs qu’avait effectués le bureau d’études Arcadis. Nicolas Denies : « Les données vont permettre l’acquisition de nouvelles connaissances, tant pour l’entrepreneur que pour le bureau d’études, notamment au niveau de l’optimisation des structures. Sur les autres chantiers, nous pourrons peut-être installer des géogrilles moins rigides ou moins résistantes à la traction. » Nathan Lauwers poursuit : « Nous pouvons également étudier le fluage, à savoir un phénomène où la déformation augmente lentement au fil des années. Ce sont généralement des tests accélérés effectués en laboratoire qui déterminent les caractéristiques de fluage. Ce projet nous permettra ainsi de comparer ces résultats de laboratoire avec de réelles anomalies. »

Cap sur d’autres alternatives ?

Les ambitions ne s’arrêtent toutefois pas là. Les parties concernées veulent également explorer la piste de l’utilisation de sols cohésifs. Nathan Lauwers : « À l’heure actuelle, nous réalisons les remblais renforcés avec du gravier ou du sable. Il serait pourtant moins cher, plus rapide et plus écologique d’utiliser (partiellement ou non) le sol existant sur chaque site. »

Nicolas Denies : « Une autre piste de réflexion porte sur la circularité. Serait-il possible d’utiliser des granulats recyclés en provenance de l’industrie ou de résidus de dragage, éventuellement stabilisés avec du ciment ou du calcaire ? Il reste tant de choses que nous ignorons encore sur les remblais renforcés. Le monde entier croit beaucoup en cette technique prometteuse. Le calcul de dimensionnement des structures géotechniques occupe donc une place de choix dans la révision des Eurocodes. Il faudra hélas attendre encore plusieurs années avant de découvrir le résultat. Voilà la raison pour laquelle ce projet de suivi est si important. Il nous permet de présenter noir sur blanc à l’industrie le potentiel des géogrilles. Les entrepreneurs en apprennent plus sur cette nouveauté, et deviennent ainsi moins dépendants des fournisseurs tout en disposant d’atouts supplémentaires pour convaincre le constructeur. »

Pour plus d’informations : www.buildwise.be    

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