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Wikigeotech:Encagement de remblai

De Wikigeotech
figure 1 : profil en travers type d'un remblai vue en coupe, et des différentes parties composant l'ouvrage en terre[1]

figure 2 : exemple d'encagement de remblai, vue en coupe. L'encagement est identique en partie basse du remblai, en talus et sous la plateforme[2]




Sommaire

Généralités

La technique de l'encagement est une technique employée en terrassement afin :

  • d'augmenter le pourcentage de valorisation de matériaux de déblais en remblais ;
  • d'améliorer la stabilité d'un remblai.

Cette technique peut également être qualifiée de disposition "en caisson" ou "en noyau" comme évoqué dans le Guide de Conception des Terrassements[2] (figure 2). La technique de l'encagement consiste à créer volontairement un remblai hétérogène (figure 1) en distinguant une partie d'ouvrage en noyau en matériaux quelconques et une partie d'ouvrage encageant ce noyau afin de le protéger d'actions extérieures grâce à des matériaux sélectionnés pour leurs propriétés spécifiques.
La technique de l'encagement ne peut être déployée que pour des ouvrages en terre de grande dimension.

Principe d'un encagement

photo 1 : vue générale d'un remblai sur laquelle on distingue la partie centrale (noyau) construite avec des matériaux différents de ceux utilisés en bords de talus (encagement). Les matériaux en talus sont les mêmes en base et en partie supérieure de remblai (crédit photo : V.Berche)
photo 2 : vue des parties en remblai qui constituent l'encagement en talus : la mise en œuvre est différenciée entre le noyau en cours de montage et les bords de talus (crédit photo : V.Berche)
L'encagement consiste à créer un remblai hétérogène au sens de la norme EN 16907-1[1] composé d'un noyau central que l'on cherche à protéger des interactions avec l'environnement extérieur, et d'une épaisseur de matériau, généralement de nature ou de propriétés différentes, entourant complètement ce noyau et assurant ainsi sa protection.

Les raisons souvent invoquées pour faire appel à cette technique sont les suivantes :

  • valoriser des matériaux de déblais évolutifs qui sans cette solution devraient être mis en dépôt ou décharge ;
  • protéger le remblai des phénomènes de remontées de nappe ou de remontée d'eau capillaire depuis le substratum et éviter un risque d'affaissement du remblai en cas de matériau sensible à l'eau ;
  • protéger le remblai contre les infiltrations d'eau gravitaire depuis la surface ou la plateforme, et éviter entre autre le phénomène de création de nappes perchées et le risque d'humidification des matériaux que l'on cherche à protéger en noyau ;
  • protéger le remblai de la météorologie (effets du gel, de la sécheresse par exemple) et contribuer à stabiliser les matériaux en talus contre le risque de décohésion, gélifraction, ravinement, fissuration, etc. ;
  • raidir des pentes de talus en remblai en jouant sur les propriétés des matériaux en talus meilleures que celles des matériaux en noyau ;
  • protéger l'ouvrage contre l'affouillement et l'érosion externe ou interne.

Cette solution est compliquée à réaliser car elle nécessite de travailler en terrassement avec des objectifs de mise en œuvre différents sur un même ouvrage en terre soit par la mise en place de matériaux d'origine ou de nature différente, soit par la technique de compactage différente entre le noyau et le talus. La solution doit donc être étudiée et conçue en phase étude avant d'être demandée en phase travaux. Elle ne peut en aucun cas être improvisée en phase d'exécution.

Valorisation des déblais d'un projet

L'encagement permet de créer une zone tampon entre une partie du remblai, le noyau, devant être protégé de son environnement et une partie de remblai, tout autour du noyau, devant assurer cette protection. L'épaisseur en talus permet d'éviter le contact direct du matériau en noyau avec l'atmosphère ce qui réduit les risques d'infiltrations d'eau, de variation de température et de retrait gonflement. L'épaisseur à la base du remblai permet de créer une coupure contre les remontées de nappe ou les remontées d'eau capillaire. On peut ainsi choisir d'encager des matériaux dégradables, fragmentables ou gélifs dans un remblai grande masse.
Cela a été fait pour employer des schistes cartons en Lorraine ou des marnes évolutives du côté de Charleville-Mézière (photo 1 et 2).
En phase de conception, il s'agira de préciser les épaisseurs et la nature des matériaux en talus, en base de remblai et sous la plateforme, ainsi que les modalités de compactage et de contrôle sur chantier. Il est souvent préconisé de monter les talus et les matériaux en noyaux simultanément. En cas de traitement des sols, il convient d'évaluer la pertinence d'un traitement au remblai au moment de la mise en œuvre ou d'un traitement au déblai avant extraction et reprise.

Améliorer la stabilité d'un remblai

L'encagement permet de mettre en talus des matériaux dont les propriétés mécaniques peuvent être sélectionnées pour répondre à des besoins de stabilité spécifique. Ainsi, en cas de raidissement de talus, il est souvent fait appel à cette technique en traitant les matériaux qui seront localisés en talus.

Cette solution a été mise en œuvre pour la LGV Est (photo 3), où les matériaux d'un déblai ont été traités à l'aide d'un liant routier pour augmenter la résistance au cisaillement et autoriser ainsi un raidissement des talus.
photo 3 : talus ferroviaire raidi sur la LGV Est grâce à un encagement par des matériaux traités aux liants hydrauliques (crédit photo: O.Cuisinier)

Les études à mener

Les études à mener seront guidées par les objectifs recherchés.

diagnostic initial

Dans tous les cas, l'étude du mouvement des terres est un préalable indispensable qui permet de faire un bilan des matériaux utilisables ou non, en chiffrant très exactement les pourcentages de réemploi en fonction des déblais et des remblais à réaliser. Ce bilan est fait au stade G2 AVP. L'encagement est une solution de terrassement que l'on privilégie lorsque le mouvement des terres détecte des quantités importantes de matériaux de très mauvaise qualité nécessitant leur mise en dépôt ou en centre de stockage de déchet. La conception de l'encagement sera réalisée dans le cadre d'une étude G2 PRO voire DCE. À ce stade, une révision du mouvement des terres s'impose.

Augmenter le pourcentage de réemploi des matériaux du projet

Si on recherche un équilibre de mouvement de terres, en valorisant au maximum des matériaux impropres au réemploi en remblai, ce seront les études de terrassement qui seront primordiales en évaluant les pourcentages de tous les matériaux des déblais et en sélectionnant ceux pouvant répondre aux besoins de réemploi dans un mouvement des terres précisant les lieux d'emprunt en déblai pour chaque matériau sélectionné, les lieux de dépôt provisoires (si nécessaire) et les schémas des remblais précisant les méthodes et le profil en travers à réaliser.

Améliorer la stabilité du remblai

Dans le cas où on cherche à protéger des matériaux en remblai des conditions d'environnement extérieures comme les remontées de nappe, les infiltrations d'eau gravitaire, la météorologie en talus, les eaux d'inondation etc., les études seront gouvernées par le choix des matériaux (en talus, en base ou sous plateforme) à sélectionner en fonction des propriétés recherchées, ainsi que par les éventuels dispositifs associés permettant d'augmenter la protection du noyau des agressions extérieures (drainage, imperméabilisation etc.).
Les propriétés recherchées peuvent être : une très faible perméabilité, une insensibilité à l'eau, une cohésion très forte, une insensibilité au gel, etc. Les études de terrassement doivent dans un premier temps rechercher ces solutions dans le cadre du mouvement des terres et l'étude des déblais. En cas d'impossibilité en interne au projet, définir clairement les propriétés des matériaux d'apport dans le cadre du futur marché travaux.
Dans le cas de raidissement de talus, l'encagement pourra se limiter à créer des bordures de talus améliorant la stabilité de l'ouvrage en terre. Le noyau n'est pas à proprement parlé "protégé" mais cette technique permet de concilier les enjeux des terrassements et des contraintes géométriques de l'ouvrage. Les matériaux en bord de talus sélectionnés pour leurs propriétés mécaniques peuvent être constitués de matériaux sélectionnés des déblais, traités ou non traités, mais peuvent aussi être améliorés par des techniques mixant matériaux naturels et de renforcements par des géotextiles, des nappes, des parements etc.
Ces étapes sont validées par des études de niveau G2 PRO. Au stade de la rédaction des pièces du marché, il convient lors des études G2 DCE de bien définir le projet de mouvement des terres en réfléchissant aux phases de transports, de dépôt/reprise, de traitement, de réalisation de l'ouvrage. Les délais de réalisation d'un encagement sont forcément plus long que pour la réalisation d'un remblai traditionnel. Les prix de mise en oeuvre seront à identifier clairement car l'énergie dépensée pour cette phase est plus importante et donc plus chère.
Le cahier des clauses techniques particulières du marché travaux de terrassement pourra a contrario prévoir d'interdire certains matériaux des parties en encagement, en spécifiant les propriétés à exclure comme par exemple des matériaux trop humides (th), trop secs (ts), gonflants, non aptes au traitement, etc.

Références

  1. 1,0 et 1,1 EN 16907-1:2017. Terrassements - Partie 1 : Principes et règles générales.
  2. 2,0 et 2,1 Sétra. 2007. Conception et réalisation des terrassements. Fasc.1 : études et exécution des travaux. Guide technique. Édition Sétra réf. 0702-1. 172 pages
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