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Version 1.1 Finale 1 / 113 Version du 05 juillet 2011 Groupe de travail « Fonda

Version 1.1 Finale 1 / 113 Version du 05 juillet 2011 Groupe de travail « Fondations d’éoliennes ». Recommandations sur la conception, le calcul, l’exécution et le contrôle des fondations d’éoliennes. Version 1.1 Finale 2 / 113 Version du 05 juillet 2011 SOMMAIRE 1. INTRODUCTION.......................................................................................................................17 1.1. DEFINITIONS ET TYPES D’EOLIENNES.......................................................................................17 1.1.1. Eoliennes essentiellement terrestre de plus de 12 m...........................................................17 1.1.2. Eolienne offshore ................................................................................................................20 1.1.3. Eoliennes de moins de 12 m................................................................................................20 1.1.4. Éoliennes repliables haubanées..........................................................................................20 1.1.5. Parcs, fermes, groupes, champs ….....................................................................................20 1.2. DOMAINE D’APPLICATION DE CES RECOMMANDATIONS..........................................................21 1.3. DEFINITIONS D’INTERET GENERAL...........................................................................................21 1.3.1. Données du site...................................................................................................................21 1.3.2. Conditions d’environnement...............................................................................................21 1.3.3. Conditions extérieures ........................................................................................................21 1.3.4. Contraintes d’environnement..............................................................................................21 2. REFERENTIEL..........................................................................................................................22 2.1. CADRE REGLEMENTAIRE.........................................................................................................22 2.1.1. Les principes de la loi Spinetta...........................................................................................22 2.2. REFERENTIEL NORMATIF.........................................................................................................23 2.2.1. Norme NF EN 61400-1 (juin 2006) ....................................................................................23 2.2.2. Norme NFP 94-500 (décembre 2006).................................................................................24 2.2.3. Norme de calculs des fondations ........................................................................................24 2.2.4. Norme NF P 03 100 (septembre 95)...................................................................................25 3. CAS DE CHARGE ET SOLLICITATIONS DE CALCUL...................................................25 3.1. INTRODUCTION........................................................................................................................25 3.2. ANALYSE DES CAS DE CHARGE................................................................................................25 3.3. DETERMINATION DES CAS DE CHARGE UTILISABLES VIS-A-VIS DES FONDATIONS....................26 3.4. SOLLICITATIONS DE CALCUL AUX ELU / ELS .........................................................................26 3.4.1. Cas de charge déterminant vis-à-vis des fondations ..........................................................26 3.4.2. Coefficients de pondération ................................................................................................27 3.5. VERIFICATION DES CRITERES DE DIMENSIONNEMENT..............................................................27 3.5.1. Pourcentage de surface comprimée en cas de fondations superficielles............................27 3.5.2. Critère de portance.............................................................................................................28 3.5.3. Vérification au glissement...................................................................................................30 3.5.4. Critère de rotation à long terme (LT).................................................................................31 Version 1.1 Finale 3 / 113 Version du 05 juillet 2011 3.5.5. Critère de raideur en rotation Kϕ dyn...................................................................................31 3.5.6. Critères de raideur en déplacement....................................................................................34 4. GEOTECHNIQUE ET PARAMETRES DE DIMENSIONNEMENT .................................34 4.1. INTRODUCTION........................................................................................................................34 4.2. ELEMENTS A FOURNIR AU GEOTECHNICIEN .............................................................................35 4.3. DONNEES GEOTECHNIQUES.....................................................................................................35 4.4. RECONNAISSANCE MINIMALE HORS ZONE D’ANOMALIES ........................................................36 4.4.1. Par groupe (ou zone) homogène au sens géologique .........................................................36 4.4.2. Par éolienne........................................................................................................................37 4.4.3. Profondeur des investigations.............................................................................................38 4.5. EN PRESENCE D’ANOMALIE .....................................................................................................39 4.6. MODELE GEOTECHNIQUE.........................................................................................................39 4.6.1. Pour des déformations comprises entre 10-2 et 10-3 ...........................................................39 4.6.2. Pour des déformations comprises entre 10-3 et 10-4 ...........................................................40 4.6.3. Données géotechniques permettant le dimensionnement de la semelle..............................41 4.6.4. Données permettant de dimensionner les pieux, les inclusions rigides ou les colonnes ballastées..........................................................................................................................................45 4.6.5. Les domaines de classement de sol.....................................................................................46 5. LES DIFFERENTS TYPES DE FONDATION.......................................................................49 5.1. GENERALITES ..........................................................................................................................49 5.1.1. Préambule...........................................................................................................................49 5.1.2. Dispositions constructives communes.................................................................................50 5.1.3. Vérifications et contrôles communs ....................................................................................50 5.2. EMBASE POIDS.........................................................................................................................51 5.2.1. Description..........................................................................................................................51 5.2.2. Données géotechniques.......................................................................................................52 5.2.3. Justifications .......................................................................................................................52 5.3. EMBASE POIDS SUR SOLS RENFORCES PAR COLONNES BALLASTEES.........................................54 5.3.1. Description..........................................................................................................................54 5.3.2. Données géotechniques.......................................................................................................55 5.3.3. Fonctionnement des colonnes ballastées ............................................................................56 5.3.4. Justifications .......................................................................................................................57 5.3.5. Dispositions constructives...................................................................................................60 5.3.6. Vérifications et contrôles ....................................................................................................62 Version 1.1 Finale 4 / 113 Version du 05 juillet 2011 5.4. EMBASE POIDS SUR SOLS RENFORCES PAR INCLUSIONS RIGIDES ..............................................63 5.4.1. Description..........................................................................................................................63 5.4.2. Données géotechniques.......................................................................................................65 5.4.3. Fonctionnement des inclusions rigides...............................................................................65 5.4.4. Justification de l’inclusion..................................................................................................67 5.4.5. Matelas de répartition.........................................................................................................75 5.4.6. Dispositions constructives...................................................................................................79 5.4.7. Vérifications et contrôle......................................................................................................80 5.4.8. Plateforme de travail / dispositions constructives..............................................................81 5.5. FONDATIONS SUR PIEUX ..........................................................................................................82 5.5.1. Description..........................................................................................................................82 5.5.2. Données géotechniques.......................................................................................................82 5.5.3. Justifications .......................................................................................................................82 5.5.4. Dispositions constructives...................................................................................................85 5.5.5. Vérification et contrôle .......................................................................................................85 5.6. FONDATIONS MIXTES OU « COMPOSITES »..............................................................................86 5.6.1. Principes de fonctionnement...............................................................................................86 5.6.2. Description..........................................................................................................................87 5.6.3. Données géotechniques.......................................................................................................88 5.6.4. Justification des pieux.........................................................................................................88 5.6.5. Dispositions constructives...................................................................................................92 5.6.6. Vérifications et contrôle......................................................................................................94 ANNEXE A (INFORMATIVE) LEXIQUE .......................................................................................96 A.1 ACTION GEOTECHNIQUE .............................................................................................................96 A.2 CHARGE OPERATIONNELLE.........................................................................................................96 A.3 MAITRE DE L’OUVRAGE..............................................................................................................96 A.4 MAITRE D’OEUVRE .....................................................................................................................96 A.5 CONTROLEUR TECHNIQUE...........................................................................................................96 A.6 GEOTECHNICIEN .........................................................................................................................96 A.7 EXPLOITANT...............................................................................................................................97 A.8 ÉTUDE GEOTECHNIQUE...............................................................................................................97 A.9 MAITRISE D’ŒUVRE....................................................................................................................98 A.10 CONTROLE TECHNIQUE............................................................................................................98 A.11 DIVERS....................................................................................................................................98 Version 1.1 Finale 5 / 113 Version du 05 juillet 2011 ANNEXE B : DEVELOPPEMENT SUR LE CALCUL DE QREF, DEFINITION DE LA « LUNULE » ET DE SREF.....................................................................................................................99 B.1 INFLUENCE DU % DE SEMELLE ENTIEREMENT COMPRIME SUR LE TAUX DE TRAVAIL MAXI DU SOL 99 B.2 DEFINITION DE LA ZONE ENTIEREMENT COMPRIME.....................................................................99 B.3 COEFFICIENT REDUCTEUR IE DU A L’EXCENTRICITE DE LA CHARGE DANS LE CAS D’UNE FONDATION SOUS CHARGE VERTICALE EXCENTREE ............................................................................100 B.4 DEFINITION DE LA SURFACE COMPRIMEE SCOMP ET DE LA SURFACE DE REFERENCE SREF ............100 ANNEXE C : COURBES DE DEGRADATION DE G EN FONCTION DE LA DISTORSION ; EXTRAITS PS92 DONNANT LES ORDRES DE GRANDEURS DE VS ....................................101 C.1 POUR DES MATERIAUX ARGILEUX.............................................................................................101 C.2 POUR DES MATERIAUX GRANULAIRES.......................................................................................102 ANNEXE D : CALCUL DE PLE SELON LA METHODE DE LA SEMELLE FICTIVE..........103 ANNEXE E : VALEURS TABULEES DE FCVD .............................................................................104 ANNEXE F : REFERENCES............................................................................................................105 F.1 RECONNAISSANCE GEOTECHNIQUE...........................................................................................105 F.2 EOLIENNES ...............................................................................................................................107 F.3 AUTRES REFERENCES NORMATIVES ..........................................................................................108 F.4 ARTICLES..................................................................................................................................108 F.5 TEXTES LEGISLATIFS.................................................................................................................109 F.6 CONTROLE TECHNIQUE.............................................................................................................109 F.7 SEISMES....................................................................................................................................110 F.8 DIVERS .....................................................................................................................................110 F.9 AUTRES DOCUMENTS................................................................................................................111 Version 1.1 Finale 6 / 113 Version du 05 juillet 2011 Notations et unités Notations latines Notation Descriptif (en français) Unité Ap Section droite de l’inclusion ou de la colonne [m²] Asw Aire de la section des armatures d’effort tranchant [m²] B Largeur de la fondation “comprimant le sol” [m] c = 2 / n / Ø2 / Kpv / Ø2 Kph Ø1 lo3 C’ Cohésion effective [Pa] Cmax Coefficient tenant compte de la consistance qu’il est nécessaire de donner au béton d d = 1 - n c / (1 + n c) dx Diamètre des grains solides à x pour-cent de passant. [m] d1 Longueur du mécanisme de rupture [m] d2 Longueur du mécanisme de rupture [m] e Excentrement de la charge verticale = M/V [m] E Module d'Young (pour des déformations comprises entre 10-3 et 10-4 ) [Pa] Ec Module sphérique (Ménard) [Pa] Ed Module déviatorique (Ménard) [Pa] Eeq Module de déformation équivalent [Pa] Emax Module d’Young pour une déformation de l’ordre de 10-6 [Pa] Eoed Module œdométrique [Pa] Eyst Module de Young pour une déformation de l’ordre de 10-2 [Pa] EM Module conventionnel déterminé lors de l'essai pressiométrique Ménard normalisé [Pa] mEq E Moyenne harmonique des EM [Pa] EV1 Essai de plaque : module de premier chargement [Pa] EV2 Essai de plaque : module de deuxième chargement [Pa] Ey Module d’Young du matériau de l’élément rigide [Pa] fc* Valeur caractéristique de la résistance conventionnelle du béton ou coulis [Pa] fcd Contrainte de calcul en compression de l’inclusion [Pa] fcj Résistance à la compression du matériau de l’élément rigide [Pa] fck Résistance caractéristique en compression du béton mesurée sur cylindres à 28 jours [Pa] fck (t) Résistance caractéristique en compression du béton mesurée sur cylindres au temps t [Pa] fck* Résistance caractéristique à la compression du béton du coulis ou mortier d’une inclusion [Pa] Version 1.1 Finale 7 / 113 Version du 05 juillet 2011 Notation Descriptif (en français) Unité fct Résistance en traction directe du béton [Pa] fctd Résistance de calcul en traction du béton [Pa] fctk0.05 Fractile à 5% de la résistance caractéristique en traction du béton [Pa] fctm Valeur moyenne de la résistance en traction directe du béton, [Pa] fcvd Résistance de calcul en cisaillement et compression du béton [Pa] fγwd Résistance de calcul de l’acier (= fe/γs) à l’ELU fs Frottement latéral unitaire local (au pénétromètre statique) [Pa] fe Limite élastique du matériau dans le cas d’inclusions métalliques [Pa] Feau Force verticale de soulèvement exercé par l’eau sur le massif [N] Fz ou V Force verticale de compression exercée sur le massif [N] FzELU Compression [N] Fzmin Charge verticale minimum de compression transmise au sol par la semelle [N] γ ou γo Accélération de la pesanteur terrestre [m/s2] G Module de cisaillement (pour des déformations comprises entre 10-3 et 10-4) [Pa] Gcoldyn Module de cisaillement à 10-4 dans les colonnes ballastées [Pa] Geq Module de cisaillement équivalent du système sol-colonne Pour les plages de déformations de 10-3 à 10-4 [Pa] Gmax Module de cisaillement à 10-6 de distorsion [Pa] Gdyneq Module de cisaillement dynamique équivalent [Pa] Gsoldyn Module de cisaillement à 10-4 dans le sol autour des colonnes ballastées [Pa] h Profondeur d’encastrement du massif [m] h1 Enfoncement mini de la semelle [m] h1 Longueur du mécanisme de rupture [m] h2 Enfoncement maxi de la semelle [m] h2 Longueur du mécanisme de rupture [m] hi Effort tranchant en tête de colonne fictive située dans le matelas au droit de l’inclusion [N] hr Epaisseur de matelas minimum [m] hs Effort de cisaillement repris en sous face de semelle par le matelas [m] H Force horizontale exercée sur le massif [N] HELU Force horizontale exercée sur le massif à l’ELU [N] Hmat Epaisseur du matelas [m] Iδ, iβ, ie Facteurs de correction pour une fondation superficielle iδβ Facteur de réduction de portance pour la combinaison d’une charge inclinée et d’une pente I Inertie de la semelle [m4] I Inertie d’un pieu [m4] I Inertie de l’inclusion rigide [m4] Version 1.1 Finale 8 / 113 Version du 05 juillet 2011 Notation Descriptif (en français) Unité J n Ø2 2 / 8 [m²] 1 k Coefficient fonction de la méthode de forage [-] 2 k Coefficient fonction de l’élancement [-] 3 k Coefficient fonction du type d’ouvrage [-] kc Coefficient de portance [-] kp Coefficient de portance [-] kv Raideur verticale [N/m²/m] Kph Raideur horizontale de l’inclusion ou du pieu en tête [N/m] Kpv Raideur verticale de l’inclusion ou du pieu [N/m] Kx Ky Kz Raideur horizontale minimale imposée du massif selon les axes xx, yy et zz [N/m] Kh Coefficient de réaction de la uploads/Litterature/ groupe-de-travail-fondations-d-eoliennes-recommandations-sur-la-conception-le-calcul-l-execution-et-le-controle-des-fondations-d-eoliennes.pdf