Le pieu vissé est une forme de pieu qui se fixe dans le sol par rotation.
Propriétés techniques du pieu vissé
Ce type de micropieu est utilisé comme ancrage ou fondation. Il est constitué d’une tige centrale et d’une ou plusieurs hélices en acier de qualité. La taille de la tige centrale et des hélices est choisie selon la charge à supporter, la composition du sol et les contraintes que le pieu doit endurer.
La capacité portante d’un pieu est influencée par plusieurs facteurs : le modèle d’hélice utilisé, la composition du sol, et le couple de rotation appliqué lors du vissage. Par conséquent, des extensions peuvent être ajoutées à la tige du pieu pour permettre son vissage jusqu’à une profondeur où le sol offre la capacité portante requise.
La profondeur minimale d’installation du pieu est dictée par la ligne de gel du sol, qui varie d’un pays à l’autre. Il est crucial que l’hélice du pieu soit positionnée en dessous de cette ligne pour assurer une installation adéquate.
Protection contre les mouvements du sol
Les mouvements du sol, notamment lors de cycles de gel/dégel ou de gonflement/affaissement des argiles, peuvent affecter l’intégrité du pieu. Si le frottement entre le sol et l’arbre du pieu devient trop important, cela peut entraîner un déplacement du pieu, compromettant la stabilité de la structure qu’il soutient et affectant sa capacité portante, voire entraînant une perte totale de cette capacité par l’arrachement de l’hélice.
Gaine de polyéthylène
Pour contrer ces effets, certains fabricants recommandent l’utilisation d’une gaine de polyéthylène glissée le long de l’arbre du pieu. Cette gaine a pour fonction de déconnecter physiquement l’arbre du pieu des mouvements du sol dus au gel ou au dégel. Ainsi, le pieu, dont l’hélice est ancrée sous la ligne de gel, reste stable sans subir de mouvements verticaux.
Pieu thermique
Le concept du pieu thermique est né dans le but de prévenir la propagation du gel à la portion du sol où l’hélice est ancrée, en intégrant un isolant sur une certaine longueur du pieu. Toutefois, cette isolation semble être principalement un argument commercial. L’acier du pieu, étant environ 1 800 fois plus conducteur thermique que l’air, facilite le transfert de chaleur le long de l’arbre du pieu, le sol agissant comme une source de chaleur quasi infinie. Si la base du pieu est installée sous la ligne de gel, aucune formation de glace ou de gel ne devrait se produire à cet endroit. Néanmoins, le pieu thermique reste sensible aux mouvements du sol et maintient une adhérence avec celui-ci, ce qui peut entraîner des mouvements et une perte de capacité portante.
Protection contre la corrosion
Les structures métalliques enterrées, comme les pieux vissés, sont vulnérables à la corrosion, un phénomène influencé par les caractéristiques variées des sols.
Galvanisation à chaud
La méthode la plus courante pour protéger ces pieux contre la corrosion est la galvanisation à chaud. Dans ce processus, les éléments du pieu sont revêtus d’une couche de zinc, typiquement d’une épaisseur minimale de 610 g/m². Il est crucial de galvaniser intégralement le pieu vissé pour assurer une protection homogène. Si le pieu est assemblé à partir de composants pré-galvanisés soudés ensemble, les zones soudées peuvent rester non protégées.
Protection cathodique par anode sacrificielle
Une autre technique pour prolonger la durée de vie des pieux vissés est la protection cathodique par anode sacrificielle. Cette méthode implique l’utilisation d’anodes, souvent en magnésium, avec un potentiel électrochimique inférieur à celui des alliages de fer. Ces anodes sacrifient leurs électrons au pieu, empêchant ainsi la corrosion.
Protection cathodique par courant imposé
Pour une protection cathodique active, des anodes sont installées dans le sol, et les pieux sont électriquement interconnectés pour former des cathodes. Un système électrique spécifique génère un flux d’électrons entre les anodes et les cathodes, protégeant efficacement les pieux. Cette méthode peut significativement prolonger la durée de vie des pieux vissés.
Installation des pieux vissés
L’installation des pieux vissés se réalise en les faisant tourner tout en appliquant une pression verticale. Ce processus est généralement effectué avec un moteur hydraulique associé à un réducteur, monté sur des équipements tels que des pelles mécaniques. Certains fabricants ont développé des machines spécialisées pour cette installation, offrant une variété de tailles pour divers diamètres de pieux. Ces équipements surveillent en continu le couple de vissage, garantissant la capacité portante et réduisant les risques de rupture ou de dommages dus à un équipement inapproprié.
De quand datent les premiers pieux vissés ?
Les pieux vissés ne sont pas une invention récente. Ils ont été décrits pour la première fois par l’ingénieur civil irlandais Alexander Mitchell dans un article du Civil Engineer’s and Architects Journal en 1848. Entre 1850 et 1890, de nombreux phares construits sur des pieux vissés ont été érigés le long de la côte est des États-Unis, avec des matériaux et propriétés mécaniques différents de ceux d’aujourd’hui. Au cours des deux dernières décennies, la technologie des pieux vissés a connu un développement remarquable, remplaçant progressivement les poteaux de béton traditionnels dans les petits ouvrages grâce à leur installation rapide et à leur capacité portante prévisible. Ces pieux, disponibles en différentes tailles, peuvent supporter jusqu’à 2000 kN (200 tonnes) et leur conception est basée sur des normes structurelles et géotechniques rigoureuses. De nombreux tests de charge ont été effectués à travers le monde pour modéliser leurs capacités dans divers types de sol.