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Il est possible d’enfoncer des palplanches dans n’importe quel type de sol à l’exception de la roche, mais l’installation des palplanches en acier est un sujet assez complexe qui doit être traité par des professionnels expérimentés. L’installation doit prendre en compte l’ensemble du système : palplanches, sol, équipement d’enfoncement des palplanches, gabarit d’enfoncement et, si nécessaire, aide à l’enfoncement. De plus, une tâche d’installation de palplanches ne peut réussir que si elle est basée sur une étude approfondie du sol. C'est la base ! Si vous êtes nouveau dans l'industrie, demandez l'aide de professionnels expérimentés avant de commencer, en particulier pour l'installation de systèmes de profils porteurs et de cellules circulaires.

La sélection de la taille des palplanches doit être basée sur la conception statique et sur l’aptitude à l’enfoncement dans les conditions géologiques données. La vitesse d'installation et l'impact environnemental autorisé sur la zone environnante dépendent également du type d'équipement d'installation des palplanches.

Aujourd'hui, les techniques d'installation standard utilisent des
 

• masses vibrantes, des
• masses frappantes, des
• presses.

Pour l'aide à l’enfoncement on utilise soit le lançage, le pré-forage, le pré-tariérage ou le tirage (assez rare).

D'autres techniques d'installation spéciales existent et peuvent être bénéfiques si certaines conditions prévalent sur le site.

La vitesse d'exécution varie considérablement en fonction des conditions du sol, de la longueur des palplanches et de l'équipement d’enfoncement. D'une manière générale, la vitesse d'installation des palplanches standard se situe entre 6 paires et 30 paires par jour.

L'installation de cellules circulaires ou de cellules à diaphragme à l'aide de palplanches AS 500 est plus complexe (voir le lien c-dessous vers notre page Internet).

L'installation d'un système mural combiné HZ-M doit suivre une procédure spécifique. Celle-ci nécessite un gabarit rigide à deux niveaux ou un équipement d’enfoncement fixé à un guide et à un cadre de guidage.

Pour plus de détails sur ces méthodes d'installation plus spécifiques, consultez notre manuel Piling Handbook, notre brochureAS 500, notre brochure sur les systèmes de profilés en acier HZ-M et notre Manuel d'installation. Regardez les vidéos sur notre chaîne YouTube (cliquez ici)

Le choix de l’équipement d’enfoncement de palplanches doit tenir compte de l’ensemble du système : palplanches, sol, gabarit d’enfoncement et si nécessaire, assistance à l’enfoncement, nuisances (bruit et vibrations). De plus, une tâche d’installation de palplanches ne peut réussir que si elle est basée sur une étude approfondie du sol. Il est possible d'enfoncer des palplanches dans n'importe quel type de sol (sauf la roche), mais l'installation des palplanches en acier est un sujet assez complexe qui devrait être géré par des entreprises expérimentées.

Le choix de la taille des palplanches doit être basé sur la conception statique et sur l’aptitude à l’enfoncement dans les conditions géologiques données. La vitesse d'installation et l'impact sur la zone environnante dépendront principalement du type d'équipement d'installation de palplanches.

Les techniques d'installation standard actuelles utilisent des
 

• masses vibrantes (sans résonance, haute fréquence, etc.), des
• masses frappantes (diesel, hydraulique, chute libre, frappe rapide, etc.), des
• presses hydrauliques (autoporteuses, montées sur plateforme).

D'autres techniques d'installation spéciales existent et peuvent être bénéfiques en fonction des conditions du site.

Dispositifs vibrants d’enfoncement de palplanches

Le principe de l'enfoncement de palplanches à l’aide d’un dispositif vibrant permet de réduire la friction entre la palplanche et le sol environnant. Les vibrations provoquent une liquéfaction localisée temporaire, ce qui se traduit par une diminution notable de la résistance entre le sol et la palplanche. Cela permet d'enfoncer la palplanche dans le sol avec un équipement léger. Le dispositif d'enfoncement vibratoire génère des oscillations à l'intérieur d'un carter de vibrations à l’aide de poids excentriques rotatifs. La plupart des masses vibratoires sont aujourd'hui alimentées par pression hydraulique, alors qu’autrefois elles comprenaient également des moteurs électriques.

Les masses vibratoires sont assez efficaces dans les sols granulaires, tels que le sable et le gravier. Dans les argiles et les sols granulaires très compacts, de puissantes masses vibratoires d'amplitude élevée peuvent également être utilisées, mais des masses frappantes peuvent être nécessaires pour enfoncer les palplanches jusqu'à la profondeur finale.

Les vibrateurs modernes sont équipés de poids excentriques variables qui permettent un démarrage et un arrêt sans résonance, ce qui est particulièrement important si des travaux en lien avec des palplanches doivent être effectués à proximité de structures et de bâtiments sensibles existants.

Des pinces à commande hydraulique assurent une fixation sûre de la palplanche sous le vibro et permettent une bonne transmission de l'énergie d’enfoncement dans la palplanche. La grue qui maintient le dispositif d'enfoncement vibratoire est isolée du carter de vibration par des coussins en caoutchouc ou des ressorts. On distingue les vibrateurs standard et haute fréquence. L’équipement le plus approprié doit être sélectionné en fonction des conditions du sol et de la situation géographique données. Par exemple, l'utilisation de vibrateurs haute fréquence est recommandée si les vibrations sur les bâtiments adjacents doivent être minimes.

Les vibrateurs peuvent être utilisés suspendus à une grue ou montés sur un système de guidage qui autorise des forces d’enfoncement supplémentaires.
Pour les palplanches courtes et légères, enfoncées dans des sols mous, les vibros montés sur excavatrices sont une option.

En cas d'utilisation temporaire, les palplanches peuvent de nouveau être retirées en utilisant la technologie de vibration ou des machines spéciales d’extraction de palplanches.

Marteaux hydrauliques

Il existe deux types de masses frappantes hydrauliques : simple et double effet.

Un marteau hydraulique est constitué d'un marteau intégré soulevé par la pression hydraulique. Sur la course descendante, soit le marteau est entraîné par gravité, soit une énergie supplémentaire est délivrée, produisant une accélération pouvant atteindre 2 g pour le système à double effet. La course maximale de 1 mètre correspond donc à une chute libre de 2 mètres.

L’énergie/la frappe des marteaux varie d’un minimum de 35 kNm à 3 000 kNm avec une cadence de frappe de 50/60 coups par minute. Le système de commande électronique assure un contrôle optimal du processus d'enfoncement de palplanches. L'énergie nette appliquée à la palplanche, mesurée à chaque coup et indiquée sur le panneau de commande peut être réglée en continu, du niveau maximum à moins de 5 %.

Les marteaux hydrauliques peuvent fonctionner sous n'importe quel angle, à l’air libre ou sous l’eau. Ils sont adaptés à l'enfoncement et à l'extraction de palplanches. Si les conditions du site sont normales, on utilise généralement un poids de marteau d’un rapport 1:1 à 1:2 avec le poids de la palplanche plus le casque de battage. Un marteau lourd avec une chute courte est toujours préférable pour éviter d’endommager la tête de palplanche et réduire au minimum les nuisances sonores.

Pour les palplanches en acier standard, les marteaux hydrauliques d’enfoncement de 35 kNm à 90 kNm d'énergie par coup sont mieux adaptés. Des marteaux plus grands peuvent être utilisés pour installer les profils porteurs d'un mur combiné.

Marteaux à battage rapide

Dans les marteaux à battage rapide, le marteau de frappe (piston) est entraîné par de l'air comprimé lors de la montée et de la descente. On n’utilise plus les marteaux à vapeur.

L'air arrive sous pression dans une boîte à clapet contenant un tiroir qui envoie l’air alternativement de chaque côté du piston, tandis que le côté opposé est relié aux ports d'échappement.

Lors de la chute, la masse de frappe frappe une enclume plate fixée au cylindre reposant sur le dessus de la palplanche que l’on enfonce. Ensuite, la pression soulève le piston vers le haut avant de le forcer à nouveau à redescendre sur l'enclume.

Par rapport aux marteaux de la même capacité, le poids du marteau d'un marteau à battage rapide est beaucoup plus faible, il ne représente que 10 à 20 % du poids total du marteau, mais est augmenté par la pression plus élevée (5 à 8 bar) à l'extrémité supérieure du piston.
Les marteaux sont conçus pour fonctionner avec une efficacité maximale lorsqu'ils sont utilisés avec des compresseurs standard.

Presses à palplanches hydrauliques

Si les vibrations et le bruit sont un problème critique pour l'installation de palplanches, par exemple à proximité de bâtiments sensibles en zone urbaine ou à proximité de lignes de chemin de fer, l'utilisation d'une presse doit être envisagée.

Les presses autoportées ne nécessitent qu'un espace limité. Elles sont fixées sur des palplanches déjà enfoncées et sont capables d'installer des palplanches en Z ou en U, même dans les coins et les cercles. Pour démarrer l'opération, on peut utiliser un cadre auxiliaire, lesté d’un poids supplémentaire (normalement des palplanches).

Les machines sont particulièrement bien adaptées à une utilisation dans des sols légèrement cohésifs, sont actionnées hydrauliquement et tirent leur force de réaction du frottement des palplanches précédemment enfoncées. On peut utiliser un pré-perçage ou un lançage supplémentaire.

Un autre type de presse est le vérineur monté sur mât. De série, il est équipé de deux, trois ou quatre vérins. Les palplanches sont placées dans un panneau sous la machine et pressées les unes après les autres dans le sol. Au début, la plateforme agit comme un contrepoids. Dans une deuxième phase, plus les palplanches sont enfoncées profondément, plus le frottement latéral prend le dessus sur la partie de réaction.

La profondeur maximale de pressage dépend des conditions du sol, de la taille des palplanches et de la puissance de la machine et se situe autour de 15 à 18 m.

Assistance à l’enfoncement

L'assistance à l’enfoncement doit être envisagée dans les cas où il n'est pas possible d'utiliser un équipement lourd ou de réduire les vibrations et le bruit :
 

• lançage,
• pré-forage, pré-tariérage ou
• tirage.

Vous trouverez plus de détails dans le manuel Piling Handbook et dans le Manuel d'installation.