Mur de soutènement

Le mur de soutènement est un mur vertical ou sub-vertical qui sert à contenir des terres sur une surface réduite. La retenue des terres par un mur de soutènement répond à des besoins multiples : préserver les routes...



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Définitions :

  • Ouvrage de génie civil conçu pour soutenir, contenir et s'opposer aux poussées du terrain. (source : lgv-est)
Les murs poids en maçonnerie, tel ce dernier à Rio de Janeiro, sont la plus ancienne technique de soutènement.

Le mur de soutènement est un mur vertical ou sub-vertical qui sert à contenir des terres (ou tout autre matériau granulaire ou pulvérulent) sur une surface réduite. La retenue des terres par un mur de soutènement répond à des besoins multiples : préserver les routes et chemins des éboulements et glissement de terrain, structurer une berge naturelle en un quai (ports maritimes et voies navigables), parer en soubassement les fondations d'édifices de grande hauteur ou de digues, créer des obstacles verticaux de grande hauteur (murs d'escarpe et glâcis dans les fortifications), soutenir des fouilles et tranchées de chantier pour travailler à l'abri de l'eau (batardeau), établir des fondations ou créer des parkings souterrains, etc.

On trouve des murs de soutènement en pierres sèches, en mœllons, en pierres de taille, en briques, en béton armé, en acier, ou alors en bois ou en polymère (vinyl).

Historique

Dans les premiers besoins générant le mur de soutènement se trouve la fabrication de terrasses sur des terrains pierreux en pente pour un usage agricole, terrasses bordées de murs bas en pierres crues (pierres brutes mises sur assise sans mortier et en opus peu élaboré) récupérées par l'érosion des sol : ces murs sont édifiés pour combattre celle-ci (par exemple en Ardèche).

Puis on trouve la construction de terrasses recevant des édifices imposants. Ces murs furent dès l'antiquité des murs massifs constitués en maçonnerie soignée de blocs de pierre (dont l'exemple évocateur est celui des temples en gradins Incas).

Dans sa version d'origine de l'époque moderne le mur poids en béton qui succéda au milieu du XXe siècle à la maçonnerie par appareillage du génie militaire ou civil, se compose d'un voile (mur mince) et d'une semelle. (Cette semelle fluctue en largeur suivant plusieurs facteurs dont la surcharge sur la partie supérieure, le poids volumique et la qualité des sols de fondation, la pente de talus naturel du matériau retenu par le mur).
Depuis quelques décennies, les parois préfabriquées se sont beaucoup substituées aux murs en béton coulé sur place ainsi qu'aux murs en maçonnerie appareillée, parce qu'elles sont meilleur marché, plus rapides et plus faciles à mettre en œuvre, et plus favorables à l'environnement.

Principe du soutènement

La principale considération dans le dimensionnement des soutènements, quel que soit leur type, est la correcte estimation de la poussée des terres ou du matériau retenu par cette paroi. Dans leur état naturel, les terres tendent à se conformer en un tas pyramidal conique à la façon d'un tas de sable présentant une pente de talus naturel. L'interposition d'un écran de soutènement dans un massif de terre se substitue à la partie manquante à la base et reçoit une partie du poids des terres restantes en une composante biaise de poussée qui tend à faire basculer et en même temps glisser le mur de soutènement disposé. Pour combattre cette poussée des terres, le mur peut être constitué de différentes façons :

Les murs de soutènement, quel que soit leur type, doivent habituellement être drainés, car la pression de l'eau retenue derrière un mur sans interstices d'évacuation augmente d'autant la poussée sur l'ouvrage et modifie la "consistance" du matériau en le fluidifiant ce qui apporte une transmission de poussée d'une partie plus importante, la friction (phénomène de s'agripper) en résistance au glissement ayant partiellement disparu, la pente naturelle du tas diminue.

Le mur poids

Le principe du mur-poids est d'opposer le poids de la maçonnerie du soutènement à la poussée des terres qui tendent à le renverser. La poussée des terres est minimale au sommet du mur et croît avec la profondeur en arrière du mur : c'est pourquoi les murs-poids s'épaississent vers la base (le fruit). Les murs de soutènement de type ouvrage-poids sont connus depuis l'Antiquité. Ils sont constitués en pierres taillées, mœllons ou en brique.

La paroi ancrée

Paroi ancrée préfabriquée (Brésil). Les têtes de tirants doivent être protégées des chocs et de la corrosion.

La paroi ancrée est constituée d'éléments verticaux (pieux, planches ou tubes) liés entre eux par un procédé quelconque (mortier, planches, emboîtement), et elle s'oppose à la poussée du sol par des tirants d'ancrage (le plus fréquemment en acier) qui relient l'écran à une plaque ou un corps mort (rocher ou bloc maçonné ou bloc béton) enterré à une certaine distance en arrière de l'écran : la plaque ou le corps mort profitent ainsi de l'inertie du sol plus ou moins visqueux (ou malléable, voir la Rhéologie des solides).

La plupart des parois ancrées (ou rideaux ancrés) sont actuellement constituées de palplanches battues ou vibrées.

La paroi préfabriquée

La paroi préfabriquée est constituée d'éléments (généralement en béton armé) tels que des parois en L, mis en place à l'avancement et liaisonnés entre eux par des pieux ou par des joints en béton. Il en existe différents types, dont l'un des plus anciens est la paroi le plus souvent nommée berlinoise, composée de plaques verticales empilées entre deux pieux en enfoncement dans de la boue (devenue liquide par l'agitation (thixotropique) et redevenant consistante au repos) mise dans la tranchée (poutres laminées en acier ou pieu en béton) à profil en H. La berlinoise peut-être utilisée comme mur de soutènement enterré provisoire au cours de la réalisation de travaux.

Le mur en Terre Armée

Il s'agit d'une méthode de soutènement assez récente (1963) développée par Henri Vidal, qui consiste à utiliser le sol, et non un mur en béton pour assurer la stabilité d'un versant. Le concept est de renforcer le sol par l'ajout d'armatures qui solliciteront un frottement entre elles et les cailloux du remblai. Un massif en terre armée est constitué de trois composants :

La totalité forme un massif stable assurant la retenue de la poussée du sol en place.

Voir aussi

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