Lors d’un chantier de construction d’un centre de e-commerce, le maître d’ouvrage ou l’entreprise exécutrice des travaux peut, en effet, avoir recours à l’amélioration et/ou au renforcement des sols afin de s’assurer que l’infrastructure soit conforme aux exigences, particulièrement strictes en matière de tassement différentiel.
Ces centres logistiques qui sont aujourd’hui construits de plus en plus haut, engendrent ainsi des charges de plus en plus élevées sur les fondations, tandis qu’avec l’automatisation croissante, les tolérances de tassement différentiel des dalles de plancher diminuent, ce qui engendre une augmentation de la demande en solutions d’amélioration de la capacité portante et des comportements de tassement des fondations et des dalles de répartition. Et lorsque ces centres sont construits sur des terrains remblayés ou des friches industrielles qui présentent un certain nombre de risques supplémentaires spécifiques, là aussi, les techniques d’amélioration du sol permettent éventuellement de combler les vides souterrains potentiels ou de cartographier et d’améliorer les sections non consolidées.
L’amélioration des sols est souvent la solution la plus économique lorsqu’il s’agit d’optimiser les comportements de tassement des sols de faible épaisseur, meubles ou peu portants, jusqu’au niveau d’exigence requis. Les techniques sont nombreuses et peuvent presque toutes être déployées en fonction des caractéristiques d’un site : consolidation, compactage, ou traitement de sol. Dans le cas de dépôts meubles plus épais, les fondations sur pieux sont souvent les solutions les plus économiques. Puisque plusieurs solutions peuvent être adaptées au traitement des sols peu épais, il est donc important de faire appel en amont à des entrepreneurs spécialisés afin d’optimiser les plans,
étudier les alternatives et obtenir des calendriers de réalisation réalistes.
L’entreprise néerlandaise Cofra, spécialisée dans les techniques d’amélioration des sols, en fait partie et a mené un grand nombre de projets de construction d’entrepôts en utilisant différentes solutions d’amélioration des sols et plus particulièrement des techniques de consolidation et de compactage.

AMÉLIORATION ET RENFORCEMENT DES SOLS ET DE LA STRUCTURE

Dans la plupart des cas, la structure et le dallage des centres de logistique, construits sur des sols épais et compressibles, sont conçus avec des solutions sur pieux,. Il est toutefois nécessaire de traiter les revêtements, les quais de chargement, les parkings ou la chaussée autour du centre afin d’éviter un tassement résiduel trop important qui fragiliserait l’accostage, le système de gestion des eaux et le raccordement des services au bâtiment, et entraînerait des perturbations opérationnelles lors
d’éventuelles réparations. La solution la plus courante pour limiter les tassements dans ces cas-là consiste à utiliser des drains verticaux avec surcharge, une méthode bien connue et largement utilisée
en Europe.
Dans certains cas, et parmi les projets réalisés, l’entreprise néerlandaise a fourni des solutions clés en main, depuis la conception des projets d’amélioration des sols jusqu’à la livraison. Les travaux de consolidation étant particulièrement longs, il est essentiel de prévoir un délai suffisant et de les effectuer au moins en partie avant le début des travaux de fondation afin d’éviter les mouvements
horizontaux sur les pieux. La durée des travaux de consolidation dépend de la perméabilité du sol, des choix de maillages et de la surcharge imposée.
Et dans certaines situations, des drains verticaux sont également installés entre les pieux coulés en place, où le mortier est versé ou injecté dans le sol, lorsque la pression interstitielle augmente et provoque un ressuage des pieux. Ces drains peuvent même être utilisés pour faciliter l’installation de colonnes ballastées.
En effet, il est souvent beaucoup plus économique de recourir à des drains verticaux avec surcharge ou à une solution de compactage pour réduire les tassements résiduels à des valeurs comprises
dans les limites de tolérance des dalles, plutôt qu’à des fondations sur pieux, qui sont souvent la solution par défaut. Il a été constaté que les solutions de drains verticaux avec surcharge temporaire
pouvaient être adaptées dans le cas de dépôts d’argile ou de limon/marne plus rigides. Celle-ci est souvent déplacée sur le site et réutilisée plusieurs fois pour le préchargement de différentes sections.
La surcharge de la zone contribue à réduire le risque de tassements différentiels au niveau des dalles, dans la mesure où l’évaluation du site ne fournit souvent que des données partielles et non globales. L’utilisation de balises de tassement permet d’anticiper le tassement résiduel et d’utiliser différents
temps de maintien pour s’assurer que le site soit conforme aux exigences. Cette méthode s’est avérée plus avantageuse que l’ajout d’armatures ou l’augmentation de l’épaisseur du sol.
Dans le cas de sols granulaires à teneur faible à modérée en fines, il est vivement recommandé de recourir au compactage des zones visant à accueillir le dallage afin de réduire les tassements différentiels et à des fondations sur pieux pour la structure en elle-même. C’est ce que permettent, par exemple, les techniques de compactage CRC et CDC de chez Cofra.

COMPACTAGE DYNAMIQUE

Les rouleaux CRC (Cofra Roller Compaction) sont capables de compacter jusqu’à 3 m de profondeur grâce à leurs deux roues non circulaires de 8 t, tirées à une vitesse d’entre 12 et 15 km/h. Plusieurs passages sont nécessaires pour améliorer la densité du sol. Ce système permet de densifier de
grandes surfaces et est mis en oeuvre pour homogénéiser le sous-sol avant les travaux, grâce à la décélération de l’impact du rouleau. Cette décélération de l’impact est un indicateur de densité
du sol et est utilisée pour déterminer si des passages supplémentaires sont nécessaires.

La méthode de compactage dynamique CDC (Cofra Dynamic Compaction) consiste à soulever et faire retomber des poids de 9 à 16 t à une cadence de battage d’entre 40 et 80 fois par minute sur un pied de compactage de 1,5 à 2,6 m de diamètre qui reste en contact avec le sol. Le compactage est contrôlé en temps réel par un système de surveillance GPS de pointe, mesurant, entre autres, le tassement et la vitesse de tassement du pied. L’effort est adapté aux caractéristiques du terrain et compacte le sous-sol de manière homogène. Le marteau de 9 t dont Cofra s’est équipée, pourvu d’une hauteur de chute de 1,5 m, est un outil pouvant facilement être transporté à travers la France pour
procéder au compactage des sols de différents chantiers. De plus, ces marteaux sont capables de compacter le sol jusqu’à 7 à 8 m sous la surface, ce qui correspond à un niveau fréquent de fondations profondes, d’où une solution moins coûteuse évitant le recours à des pieux. Les zones les plus densifiées étant celles devant accueillir les charges les plus élevées.
Des systèmes de contrôle qualité embarqués permettent également, outre leur fonction de contrôle du compactage, de cartographier la réponse dynamique du sol et de déterminer les zones les plus
meubles qui nécessitent des mesures supplémentaires : compactage complémentaire, remplacement de sol ou surcharge afin de limiter les tassements par exemple. Ce système s’est révélé très utile pour identifier les zones les plus meubles et les dépôts d’argile et a démontré sa valeur ajoutée sur les
terrains hétérogènes en identifiant parfaitement les zones de matériaux granulaires et celles contenant des poches d’argile ou de limon, ou des vides. Danstous les projets réalisés, il s’est avéré plus économique de tester tout le terrain de l’entrepôt et de traiter les zones non conformes plutôt que de recourir à une solution de fondations profondes sur tout le site.

Jeroen Dijkstra et Cornelis de Kroes
Cofra