La paroi ancrée

Bruno Caillard

La paroi ancrée est une technique innovante dans le domaine des ouvrages de soutènements apparue depuis le XXe Siècle. Au début, elle a été employée dans les ouvrages de rives puis a évolué progressivement et a été utilisée pour la réalisation de soubassement d’immeuble, de raidissement de talus et de tranchées routières.

La paroi ancrée est un ouvrage en déblai composé de voile en béton armé, de tirants d’ancrages précontraints et dans le cas des poutres ancrées d’une paroi architecturale en béton armé et de terre végétale pour plantation.

Le système de stabilisation des murs en parois ancrées est similaire à celui des murs en parois clouées ; sauf que pour celle-ci, les clous sont des qualifiés d’armatures inactives. Aussi, des similitudes sont à noter pour les terres armées sauf que les murs en terre armée sont édifiés en remblai.
Le choix d’un mur en paroi ancrée est très avantageux, car il n’exige pas beaucoup de matériaux ; en revanche sa mise en œuvre demande l’utilisation de nombreuses machines.
La mise en œuvre des murs en paroi ancrée est très complexe et nécessite l’intervention d’un entreprise spécialisé  ; mais les étapes de la construction vont être exposées ci-après.

Les outillages et les engins

L’exécution d’un mur en paroi ancrée nécessite l’utilisation d’engins lourds et les outillages de maçonnerie :

  • Engin de terrassement (pelle mécanique ou tractopelle)
  • Engin de forage avec ses accessoires
  • Machine de projection de béton ou pompe à béton
  • Compresseur à air
  • Pompe à eau
  • Bétonnière
  • Vérin
  • Lots d’outillage de maçon

Les différentes types de mur en paroi ancrée

Il existe 2 types de paroi ancrée :

  • Voile ancrée
  • Poutres ancrées
    La différence entre les voiles ancrées et les poutres ancrées est leurs dispositions et leurs formes, en effet les poutres sont plus épaisses avec une faible hauteur qui peut être disposée sans inclinaison. Tandis que pour les voiles ancrées, elles sont généralement inclinées.

La terminologie des 2 types

Terminologie de la voile ancrée

Un mur en paroi ancrée est composée de :

  • La paroi elle-même qui est en béton armé ;
  • Tirant précontraint avec les accessoire de protection du tirant ;
  • Éléments de protections et de drainage (barbacanes, cunette et fossé)
Terminologie des poutres ancrées

Un mur en poutres ancrées est composé de :

  • Poutres en béton armé ;
  • tirants précontraints ;
  • Béton de remplissage ;
  • Éléments décoratifs (parements, plante, etc...)

Les voiles ancrées

La technique de mise en oeuvre
La mise en œuvre se fait en excavant par phases descendantes qui comprennent plusieurs étapes ou en une seule fois lorsqu’ elle est petite. Le terrassement de la première passe est limité sur une profondeur de 1.5 à 2 m de profondeur dans le cas d’un grand chantier.

Renforcement du sol par la mise en place des tirants d’ancrage.
Les tirants d’ancrages sont des éléments de traction, dont la fonction est de transmettre des efforts au sol. Ils sont généralement mis en précontrainte. La mise en oeuvre différée selon le type du sol, mais nous allons voir ci-après la mise en oeuvre d’un système d’ancrage correspondant à tout type de sol, et ne nécessitant pas une foreuse spécifique.
Il existe plusieurs types et techniques pour la mise en oeuvre des tirants d’ancrage mais la plus pratique pour nous les particuliers sont l’utilisation d’ancre soudée avec le tirant.

Typologie d’ancrage sans tube ni coulis de ciment

L’utilisation du système d’ancrage est avantageuse, en effet, elle n’exige pas l’emploi d’engin lourd ni machine spécifique comme l’injecteur de coulis de ciments.
L’ancre comporte deux trous dont, l’une est placée les tubes de forage et dans l’autre est soudée le tirant précontraint.

Forage sub-horizontale

La mise en place du tirant exige l’utilisation d’un engin de forage.
La première chose à faire est le soudage du tirant avec l’ancre. Ensuite, vous devez mettre la foreuse en position avec un angle sub-horizontal. Puis, vous devez visser une tige de forage avec la foreuse, et la placer dans son emplacement sur l’ancre. Lorsque la tige est presque noyée dans le talus, vous devriez la dévisser et la rallonger avec une autre à l’aide de l’emmanchement ou le raccord et continuer ainsi jusqu’à la profondeur de l’ancrage.

Les systèmes de drainage

Les éléments de protections sont généralement dans le cas d’une voile ancrée composée de :

  • Barbacanes en tube métallique non corrosif ou de buses préfabriquées en béton poreux.
    Sa mise en place est réalisée à l’aide d’une foreuse, elle sera introduite dans le trou au fur et à mesure que la foreuse creuse c’est-à-dire que les tubes de forage doivent avoir un diamètre supérieur à celui de la buse afin que celle-ci puisse entrer dans les tubes.
  • Géosynthétique drainante en bande, qui sera placé sur la paroi interne de la voile
  • Une cunette en tête de l’ouvrage et un fossé en pied de l’ouvrage.
    La cunette aura le rôle de limiter les infiltrations d’eaux qui fragiliserait la voile.
    Le fossé aura le rôle d’évacuer les eaux de ruissellement qui favoriseraient le tassement du sol en pied de l’ouvrage.
    Voir système de drainage
Mise en place armature du voile en BA

La mise en place du treillis soudé ne présente aucune difficulté.
Les seules tâches importantes à ne pas négliger sont :

  • rendre la surface du talus bien uniforme ;
  • mettre des cales béton sous le treillis.
Mise en oeuvre du béton projeté

Nous avons consacrer un article qui vous aidera pour la mise en oeuvre du béton projeté.

  • Après que la mise en oeuvre du béton projeté les tirants sont mis en tension (précontraint) avec un système de vérins. L’intervention d’un technicien spécialisé et l’utilisation de matériel spécifique sont nécessaires pour effectuer cette opération sensible. Cette opération est effectuée dans un délai de 1 à 7 jours après sa mise en place.
  • La tête des tirants doit être protégée par le remplissage des vides autour de l’armature, avec des produits adéquats (graisse, Cire, coulis de ciment).

Les poutres ancrées

Les poutres armées sont plus soignées esthétiquement par rapport aux voiles ancrées si on fait une petite comparaison. Cependant, sa mise en oeuvre est plus laborieuse.
La technique de mise en oeuvre

Terrassement

Comme les voiles ancrées, sa mise en œuvre se fait pas à pas par voie descendante, c’est-à-dire poutres par poutres, et le mur une fois achevé prendra la forme de redan.

En effet, le terrassement sera exécuté en plusieurs fois autrement dites par niveau de poutre.

Forage sub-horizontale

La mise en place du tirant exige l’utilisation d’un engin de forage. Le procédé est identique à celui de la voile ancrée sauf que pour la poutre ancrée ; il n’y a qu’un seul lit de tirant.

La première chose à faire est le soudage du tirant avec l’ancre. Ensuite, vous devez mettre la foreuse en position avec un angle sub-horizontal. Puis, vous devez visser une tige de forage avec la foreuse, et la placer dans son emplacement sur l’ancre. Lorsque la tige est presque noyée dans le talus, vous devriez la dévisser et la rallonger avec une autre à l’aide de l’emmanchement ou le raccord et continuer ainsi jusqu’à la profondeur de l’ancrage.

Pose des armatures

Le ferraillage est composé d’armatures longitudinales et d’armatures transversales (cadres, épingles et étriers).
Sa mise en place s’effectue de la façon suivante :

  • Il sera préalablement confectionné ; voir ferraillage
  • Avant le pose de l’armature, des cales bétons [1] seront placés sous le ferraillage afin de respecter l’enrobage du béton [2] ;
  • Enfin les armatures seront placées sur les cales bétons.

[1petites pièces en béton ou en plastique nommées " cales ", ou encore " distanciers " qui vont être noyées dans le béton pour éviter tout contact avec le coffrage ou le moule.

[2L’enrobage des armatures représente l’espace entre la surface du béton et les aciers d’armatures les plus proches.
Cette distance varie selon le type de l’ouvrage mais la plus courante est de 3-5 cm. Elle est utile pour assurer la pérennité des ouvrages aux phénomènes de corrosion.

Mise en place coffrage et coulage du béton
  • Le coffrage :
    Le coffrage est composé de panneaux (bois ou métallique), ces panneaux sont assemblés à l’aide de chevrons ou de bois carrés comme dans l’image ci-contre. Le buttage des panneaux est nécessaire pour éviter les déformations de la poutre, en effet lors du coulage du béton, le coffrage sera soumis à des efforts dus notamment au processus de vibration et à la pression du béton. Il sera assuré par les fers à joints, par des bois ronds ou de chevrons, ou autre. Voir Le coffrage
  • Le bétonnage :
    Après la confection et mis en place du coffrage, vous devez vérifier la solidité et l’étanchéité du coffrage avant de procéder au coulage.
    Le coulage du béton comprend 2 opérations :
  • Le coulage proprement dit ;
  • La vibration [1] qui sera réalisé avec une aiguille vibrante.
    Nota : la poutre ne sera pas coulée jusqu’ à sa hauteur totale car les épingles de liaisons avec les parements décoratifs seront accrochées aux armatures longitudinales de supérieure de la poutre.

[1assurer la bonne répartition du béton dans le coffrage et de l’expulsion des bulles d’air à travers la vibration du béton, c’est le moyen le plus couramment utilisé pour garantir la mise en place du béton dans le coffrage.

Pose des parements architecturaux

Après avoir décoffré la poutre, les parements seront mis en place. Les épingles de liaisons seront accrochées et attachées aux aciers de la poutre.
Le tableau ci-dessous montre les différents éléments du liaisonnement :

N° sur la figureDésignationRôle
1 Armatures longitudinales de la poutres Assurent la résistance de la poutre
2 Épingles de liaisons - Liaisons des armatures de la poutre et des parements ;
- Consolident la poutre et les parements ;
- Stabilisent les parements (fixation des parements)
3 Parements architecturaux Éléments d’ornements
4 La poutre Structure du mur de soutènement
Enfin le reste du béton de la poutre sera coulé pour renforcer le liaisonnement de la poutre et les parements.
La terre végétale

L’espace entre le parement et le terrain naturel sera rempli de terre végétale qui recevra les plantes décoratives.
Ainsi fait, vous devez recommencer tous les opérations pour les poutres suivantes (poutres inférieures), c’est-à-dire, du terrassement jusqu’au remplissage de terre végétale et ainsi de suite.