Comportement des Pieux en Bois

Porteur :Philippe Reiffsteck    Partenaires : Scierie Grouazel, Lermab/ENSTIB, Batiplus, Canonica Cartignies architectes   

Commanditaire : RGCU Ministère de l’Ecologie de l’Energie, du Développement Durable, et de l’Aménagement du Territoire

Dans le cadre de l’appel à projet C2D2, le Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (devenu par la suite IFSTTAR puis Université Gustave Eiffel) accompagné du laboratoire du bois LERMAB de l’ENSTIB (École Nationale Supérieure des Technologies et Industries du Bois) d’Épinal et de la scierie Grouazel, du bureau de contrôle Batiplus et du bureau d’architecture Cartignies Canonica, a déposé un projet ayant pour ambition de redonner ses lettres de noblesse à cette technique.

Le contexte du projet est d’un côté celui d’une expertise scientifique et technique quasi-inexistante actuellement sur la scène nationale et d’un autre celui d’une expertise internationale mature tournée vers des problématiques différentes de celles intéressant le territoire français. Le projet devait donc créer les conditions nécessaires à l’émergence de cette expertise nationale sur le dimensionnement et la durabilité des pieux bois, au cours ou à la suite du projet. De plus, ce projet trouvait parfaitement sa place dans la « croissance verte » prônée par le MEDDE par le faible coût énergétique de la technique étudiée.

La démarche choisie pour arriver à cet objectif a été de mettre en œuvre des approches pluridisciplinaires : approche mécanique et approche physico-chimique des sols et du bois en interaction avec l’eau mais également étude de l’aspect socio-économique et étude du risque, générant ainsi des acquis de connaissances scientifiques au profit d’une aide à la décision et au dimensionnement (American Wood Preservers Institute, 2002 ; Bustamante et Gianeselli, 1981 ; Bustamante et Jézéquel, 1989 ; MELT, 1993 ; Dewar et Watson, 2007).

L’étude combinée des processus fondamentaux et l’étude sur sites réels et expérimentaux (incluant mesure et surveillance) ont été les points forts du projet mais les avancées en découlant ont conduit également à une meilleure maîtrise du comportement mécanique et physico-chimique et des risques par l’élaboration de méthodologies, dispositions constructives, grilles et critères aidant à établir des diagnostics de vulnérabilité des ouvrages anciens et à dimensionner des ouvrages neufs.

Déroulement du projet et apparition du projet en région

En cours de projet, plusieurs partenaires ont rejoint le projet en apportant leurs problématiques liés à la gestion d’un patrimoine important d’ouvrages : SNCF et GPMR ou leur volonté de proposer la technique dans leur catalogue de solutions.

Développé avec le soutien de la région Aquitaine, un projet régional a vu le jour en complément du projet C2D2. Piloté par l’entreprise de travaux Sud-Fondation filiale GTS, il a rassemblé le Centre d’Étude Technique de l’Équipement (CETE) du Sud-Ouest et son laboratoire de géotechnique (LRPC), l’université Bordeaux 1 et son laboratoire le I2M ainsi qu’un négociant, la société Boispays.

Grace à ces différents acteurs des deux projets, des expérimentations ont été menées sur les terrains du port de Rouen (Seine Maritime) et sur le site expérimental de Cubzac-les-Ponts (Gironde), portant au total sur une quinzaine de pieux (figure 3). Ceux-ci ont été instrumentés avant d’être battus, afin de tester les dispositions constructives, l’aboutage et de mesurer le frottement latéral à différentes profondeurs, et ceci dans trois types de sols (limon sable, argile). Différentes essences ont ainsi été testées.

Les résultats collectés ont été complétés par des essais de pieux issus de la bibliographie et d’une base de données américaine. Cette centaine de pieux a servi à caler les différents coefficients à utiliser dans le cadre d’une application de la norme d’application de l’Eurocode pour les fondations profondes (NF P94-262).

Les mêmes essences ont subi, en laboratoire, un processus de vieillissement accéléré avec ensemencement fongique afin de définir des lois de dégradation propres à renseigner sur l’épaisseur sacrificielle à anticiper lors d’un dimensionnement. L’évaluation du profil d’humidité dans les pieux autour de la zone de marnage a été réalisée à intervalles réguliers par une méthode non destructive de tomographie par IRM. La corrélation de la perte de masse observée avec les paramètres mécaniques en fonction de l’essence testée a permis de compléter les données de la bibliographie.

Retombées des projets

Grâce à la démarche mise en œuvre, les projets PieuxBois ont aboutis à un rapport général (lien vers rapport) synthétisant les résultats du projet et des rapports détaillés sur :

• état des lieux de l’utilisation des pieux en bois en France et dans le monde, techniques de mise en œuvre et méthodes de dimensionnement (lien vers rapport),
• Expérimentations sur plots expérimentaux, description des expérimentations, programme d’essais, résultats détaillés (lien vers rapport),
• Synthèse des résultats et élaboration d’une base de données, calage des coefficients de frottement latéral et de pointe dans le cadre de la norme NF P94 262 (lien vers rapport),
• Expérimentations de dégradation de pieux en bois en présence d’attaque fongique et de cycles hydriques, mise au point des essais, résultats analyse (lien vers rapport), .

Les conclusions du projet sont rapportées dans un guide de dimensionnement à l’intention des professionnels sur les fondations en pieux bois pour :

• diagnostiquer et réparer des ouvrages du patrimoine ou des ouvrages d’art anciens (lien vers guide),
• proposer une technique pour des applications de type parcs naturels et récréatives (pontons, quais, ponts, etc.) ou de logement individuel (chalets, maisons, etc.) et poser les bases pour l’application à des ouvrages de plus grande ampleur (lien vers document),

Le travail de thèse réalisé dans le cadre du projet Pieux Bois a été publié dans un mémoire disponible sur le site des Thèses En Ligne.

Publications

• Christin J., Reiffsteck P., Le Kouby A., Barthram C., Bocquet J.-F. (2012) Projet PieuxBois : construction d’un plot expérimental et instrumentation des pieux en bois, JNGG2012 Bordeaux, 641-649
• Christin J. Le Kouby A. Reiffsteck P. Rocher-Lacoste F. (2013) Essais de chargement statique de pieux en bois instrumentés avec des extensomètres amovibles
• 18 ICSMFE Paris