Avancement dans la conception des murs de soutènement en terre renforcée par géosynthétiques

Avantages des murs TRG

Les murs TRG peuvent être des solutions économiques et pratiques pour les culées, les piles, les fondations de routes à faible circulation et les autoroutes, entre autres. Voici quelques-uns de leurs avantages par rapport aux autres types :

• Grande force portante
• La terre renforcée est plus ductile et moins susceptible de s’effondrer soudainement
• Flexibilité et tolérance au tassement différentiel
• Meilleure résistance sismique
• Adaptabilité à différents matériaux de remblai
• Construction plus rapide et plus facile
• Coûts de construction moindres et coûts d’entretien réduits sur le cycle de vie
• Respect de l’environnement

Différence entre les murs TRG et en TA

Les murs TRG et TA se composent généralement d’un élément de parement (vertical ou quasi-vertical) et d’une masse de terre renforcée; ils présentent toutefois les différences suivantes :

• Les éléments de parement des murs en terre renforcée par géosynthétiques sont faits de matériaux flexibles, comme des gabions remplis de granulats, tandis que les murs en terre armée ont habituellement des parements rigides, comme des panneaux de béton. Le parement des murs en terre renforcée par géosynthétiques n’est pas considéré comme un élément de structure ni un élément porteur.
• Dans les murs en terre armée, les armatures (bandes métalliques ou éléments de renforcement géosynthétiques) sont attachées au parement rigide de manière à maintenir ensemble les éléments de parement et la masse de terre. Par contre, dans un mur en terre renforcée par géosynthétiques, les éléments de renforcement géosynthétiques (géotextiles tissés ou géogrilles à haute résistance) sont placés dans la masse de terre de manière à rehausser la résistance à la traction du sol et à encaisser les charges de traction. On utilise habituellement un espacement moindre (moins de 0,3 m) des éléments de renforcement dans les murs en terre renforcée par géosynthétiques La masse de terre renforcée est un composite terre-géosynthétique.

Les différences entre les mécanismes de renforcement des murs en terre armée et en terre renforcée par géosynthétiques ont fait l’objet d’études approfondies par les ingénieurs concepteurs et les chercheurs. On s’est efforcé d’optimiser la conception des murs en terre renforcée par géosynthétiques au cours des dernières décennies.

Conception de murs TRG

Les méthodes actuelles de conception des murs TRG comprennent généralement des évaluations de la stabilité externe et interne. L’évaluation de la stabilité externe des murs TRG est semblable à celle des murs de soutènement classiques et à celle des murs TA. Elle prend en compte les aspects suivants :

• Renversement au pied du mur
• Résistance au glissement le long de la base
• Capacité portante de la base
• Tassement
• Stabilité globale

L’évaluation de la stabilité interne des murs TRG devrait tenir compte du comportement du composite terre-géosynthétique. Elle prend en compte les aspects suivants :

• Résistance à la rupture : les éléments de renforcement ne sont pas soumis à une contrainte excessive non plus à l’état de fatigue.
• Résistance à l’arrachement : l’adhérence de la terre et des éléments de renforcement doit être maintenue.

Des progrès récents donnent à penser que la méthode utilisée couramment pour l’évaluation de la résistance à la rupture des armatures attachées des murs TA, par exemple le calcul aux états limites (LRFD) de l’American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) et les directives de conception FHWA-NHI de la Federal Highway Administration, ne convient pas pour évaluer la résistance des éléments de renforcement des murs TRG. Il faut plutôt sélectionner la résistance en tension et la rigidité des géosynthétiques en fonction de la force portante du composite résultant de l’interaction entre la terre et les éléments de renforcement ou en fonction de la limite prescrite de mouvement latéral du mur, selon la plus grande de ces deux valeurs. La résistance ultime des éléments de renforcement doit assurer une ductilité suffisante et un rendement à long terme satisfaisant. La rigidité requise et la résistance en tension des éléments de renforcement géosynthétiques devraient être égales à au moins 2 % ou 3 % de la contrainte en service pour les éléments porteurs et non porteurs, respectivement. L’approche de conception du TRG a été adoptée dans les directives de conception des murs de soutènement FHWA-HRT-11-026 et FHWA-HRT-17-080.

Avantages de l’approche de conception adaptée aux murs TRG

Le principal avantage de cette approche est qu’elle prend en compte le comportement du composite terre-géosynthétique du mur en terre renforcée par géosynthétiques, de sorte que l’estimation de la résistance requise est plus réaliste qu’avec la méthode conçue pour les murs TA avec leur armature attachée. Selon des expériences in-situ, la résistance des éléments de renforcement calculée selon l’approche des murs TA serait de 47 à 74 % inférieure aux résultats mesurés. Par contre, les charges des éléments de renforcement calculées avec l’approche conçue pour la terre renforcée par géosynthétiques ne diffèrent pas des résultats mesurés par plus de 13 à 16 %. La théorie des murs TA à armature attachée a tendance à sous-estimer la quantité d’éléments de renforcement nécessaire pour les murs en terre renforcée par géosynthétiques, tandis que l’approche de conception conçue pour les murs en terre renforcée par géosynthétiques donne des résultats plus proches des valeurs mesurées.

Conclusion

Les murs TRG sont flexibles, écologiques, économiques faciles à construire, ont une grande force portante. Ils ont de nombreux avantages par rapport aux autres options. De plus, un mur bien conçu reste efficace, économique et stable à long terme.

L’équipe Géotechnique de BBA a l’expertise nécessaire pour concevoir différents types de murs de soutènement, comme ceux en terre armée et en terre renforcée par géosynthétiques, dans le cadre de divers projets, de l’étude de site, l’évaluation de la fondation et la conception détaillée jusqu’aux caractéristiques de fonctionnement, à l’assurance de la qualité et au soutien sur place. BBA peut aider ses clients pour tous leurs besoins en matière de conception de murs!