1 – HISTORIQUE DU PROJET. - Le CETMEF
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<strong>Le</strong>s fiches d'informations du Club Ouvrages Maritimes <strong>–</strong> n° 10 (2007)<br />
Suivi du confortement du quai Carnot au port de Concarneau.<br />
par Nicolas Rouxel, LRPC Saint-Brieuc<br />
1 <strong>–</strong> <strong>HISTORIQUE</strong> <strong>DU</strong> <strong>PROJET</strong>.<br />
La partie Ouest du quai Carnot a été construite de 1932 à 1937. Ce quai d’une<br />
hauteur moyenne de 9 m est constitué par un mur poids composé de deux assises<br />
de blocs en béton préfabriqués surmontés d’un mur en béton coulé en place. <strong>Le</strong><br />
sol de fondation est constitué d’arènes kaolinisées.<br />
En 1987, le quai a amorcé un déplacement sur sa base en direction du bassin.<br />
Puis le mouvement s’est accéléré vers 1991. En 1992, une butée provisoire de<br />
pied a été mise en œuvre en urgence devant le quai pour stopper une vitesse de<br />
déplacement de 3 cm/mois.<br />
<strong>Le</strong> terre-plein à l’arrière du quai a aussi été décaissé. Des travaux de confortement<br />
ont alors été étudiés. La solution de confortement alors retenue consistait en un<br />
rideau de palplanches ancré par des tirants actifs.<br />
Lors de l’appel d’offre, l’entreprise<br />
Solétanche-Bachy a répondu en variante<br />
avec une solution de confortement par<br />
colonnes en jet-grouting. Cette solution<br />
permettait de s’affranchir des problèmes<br />
posés par les ancrages (présence d’un<br />
bâtiment fondé sur pieux Franki en arrière du<br />
quai et risque de cisaillement des tirants à<br />
l‘interface rempiétement-mur poids).<br />
C’est ainsi qu’ont été réalisées en juillet 1998<br />
des colonnes subverticales de jet-Grouting<br />
au travers du mur du quai Carnot.<br />
La longueur des colonnes était alors de 6 m<br />
sous la base du mur. Des barres d’ancrage<br />
obliques vers l’arrière du mur ont été mises<br />
en place.<br />
La travaux ont pris fin avec l’enlèvement de<br />
la butée au pied du mur de quai et la mise en<br />
place d’une tranchée drainante à l’arrière du<br />
quai en octobre 1998.<br />
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2 <strong>–</strong> INSTRUMENTATION.<br />
<strong>Le</strong> Laboratoire Régional des Ponts et Chaussées de Saint-Brieuc suit les mouvements du Quai Carnot depuis 1991. Depuis le<br />
confortement de 1998, les mesures ont été réalisées grâce à un dispositif d’instrumentation réparti le long du quai et décrit cidessous<br />
:<br />
En partant de la cale, les profils suivis comprennent les instrumentations suivantes :<br />
• profil I : un distancemètre DO et une nivelle NO ;<br />
• profil II : un distancemètre D2 et un inclinomètre T2 ;<br />
• profil III : une nivelle N3 ;<br />
• profil IV : un inclinomètre T3.<br />
<strong>Le</strong>s relevés inclinométriques ont été effectués dans deux directions perpendiculaires, l’une parallèle au quai, l’autre orientée<br />
positivement vers le bassin. Dans la direction parallèle au quai, les déplacements mesurés ne sont pas significatifs.<br />
La précision de l’inclinomètre est de ± 1 mm après intégration des rotations sur une longueur de 10 m. La précision de la nivelle est<br />
de ± 1 x 10 -4 radian.<br />
<strong>Le</strong> mouvement vertical du quai n’a pas été suivi depuis le confortement.<br />
3 <strong>–</strong> SUIVI <strong>DU</strong> MOUVEMENT <strong>DU</strong> QUAI : EXEMPLE <strong>DU</strong> PROFIL T2.<br />
<strong>Le</strong> pied de l’inclinomètre T2 se trouve à la cote - 6,80 CM, tandis que le pied des colonnes est à la cote - 9,00 CM : le pied de<br />
l’inclinomètre s’arrête donc à 2,2 m au-dessus du pied des colonnes. <strong>Le</strong> pied de l’inclinomètre T2 n’est donc pas fixe : on utilise<br />
donc le distancemètre D2 pour mesurer le déplacement du quai vers le bassin, alors que l’inclinomètre T2 nous renseigne sur la<br />
déformée du quai.<br />
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Depuis la fin des travaux de jet-grouting en septembre 1998, le déplacement horizontal du quai, mesuré en octobre 2006 à partir du<br />
distancemètre D2, atteint 62,9 mm.<br />
Globalement, la vitesse de déplacement du quai vers le bassin semble diminuer.<br />
4 - COMPORTEMENT <strong>DU</strong> QUAI : UNE PAROI HYBRIDE.<br />
<strong>Le</strong> quai actuel a un double comportement :<br />
• celui d’un écran de soutènement pour la partie en fiche composée de colonnes sécantes,<br />
• celui d’un mur-poids (ou contre-poids) pour la partie libre hors fiche.<br />
L’écran formé par les colonnes est au mieux auto-stable si la fiche des colonnes suffit pour obtenir une contre-butée du sol.<br />
Sinon cet écran fonctionne en butée simple, avec un sorte de « contre poids arrière » encastré en tête des colonnes, c’est-à-dire le<br />
mur liaisonné par l’ancrage arrière subvertical.<br />
La décélération des rotations mesurées sur les nivelles et l’augmentation linéaire du déplacement mesuré aux distancemètres<br />
accréditent l’hypothèse d’un déplacement horizontal vers le bassin qui se conjugue avec un tassement du sol sous le mur à<br />
l’arrière : le sol en arrière des colonnes suit le déplacement horizontal des colonnes vers le bassin, ce qui décomprimerait le sol de<br />
fondation sous le mur et entraînerait le tassement de l’arrière du mur. A son tour, ce tassement se répercute sur la tête du mur en<br />
béton qui est alors tiré vers le bas et vers l’arrière par les barres d’ancrage subverticales.<br />
Malgré l’absence de mesure, les mouvements verticaux du mur de quai sont aujourd’hui vraisemblablement du second ordre devant<br />
les mouvements horizontaux. En effet, le sol de fondation « travaille » aujourd’hui dans un domaine dit sur-consolidé suite à<br />
l’application pendant près de 6 ans puis l’enlèvement de la butée provisoire. Cependant, des tassements plus importants ont pu se<br />
produire pendant la réalisation des colonnes sécantes (le sol est alors décomprimé momentanément de proche en proche), et sitôt<br />
l’enlèvement de la butée.<br />
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Par ailleurs, les déplacements horizontaux des colonnes vers le bassin, induits dès l’enlèvement de la butée en octobre 1998,<br />
impliquent l’existence d’un prisme de poussée à l’arrière de l’écran de colonnes. La ligne de glissement délimitant ce prisme part<br />
vraisemblablement du pied des colonnes et débouche vers l’arrière du mur poids.<br />
En conséquence, le frottement à la base du mur ne participe plus à la reprise des efforts horizontaux de poussée des terres qui<br />
s’exercent à l’arrière du mur. Par suite, les colonnes seraient plus sollicitées en tête que ne l’indique le calcul de stabilité de 1997<br />
qui prenait en compte ce frottement.<br />
5 - EXTRAPOLATION.<br />
Pour estimer le déplacement futur du quai, nous avons supposé que la vitesse de déplacement du quai s’amortissait selon une loi<br />
logarithmique.<br />
La vitesse de déplacement peut s’écrire sous la forme : v(t) = A * ln (t) + B avec A et B constantes.<br />
<strong>Le</strong> déplacement s’écrit alors sous la forme : d(t) = C * t * ln (t) - D * t + E avec C, D et E constantes.<br />
<strong>Le</strong> calcul a été effectué pour le distancemètre T2.<br />
<strong>Le</strong> déplacement total depuis la fin des travaux est alors estimé à 81,6 mm en juin 2019, la stabilisation du quai n’étant alors pas<br />
atteinte.<br />
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