Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
L’effort horizontal produit par le flux d’air sur les pales des aérogénérateurs génère un moment de renversement à la base du mât. Le dimensionnement géotechnique des semelles des éoliennes terrestres est basé sur le respect de critères de basculement. La maîtrise du décollement de la semelle se traduit par des exigences de diamètre, de masse et de profondeur d’ancrage en fonction des cas de charge et de la présence ou non d’eau souterraine. Le mode de fondation dépend de la capacité portante des sols et de leur déformabilité.
L’article présente les différents modes de fondation possibles : superficiel, avec ou sans amélioration des sols, ou profond.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Eric ANTOINET : Directeur technique Infrastructures - Antea Group, Olivet, France
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Maxime MARTHE : Responsable Activité Eolienne France - Antea Group, Lille, France
INTRODUCTION
Depuis une vingtaine d’année, environ 9 000 éoliennes terrestres, réparties au sein de 1 400 parcs, ont été construites sur le territoire français. Le rythme de construction des nouvelles éoliennes au cours des prochaines années devrait être compris entre 600 et 700 par an.
Cet article traite des problématiques géotechniques associées à la conception et à la réalisation des fondations des éoliennes à axe horizontal (figure 1 dans la direction FHE), implantées en sites terrestres.
Les fondations des éoliennes terrestres sont conçues pour résister au mouvement de renversement généré par l’effort horizontal que le vent développe sur les pales et qui est retransmis au niveau de l’axe du rotor. Il s’agit probablement du seul type d’ouvrage pour lequel la conception est totalement orientée vers la maximisation du moment de renversement.
Les semelles des éoliennes sont soumises à des efforts répétés de basculements pendant toute leur durée de vie, dans des directions susceptibles de varier de 360°.
Le fonctionnement d’une éolienne s’apparente donc à celui d’un culbuto géant : le dimensionnement géotechnique des fondations a pour objectif de maîtriser le basculement de la semelle, en vérifiant les critères de décollement admissibles en fonction du cas de charge et de s’assurer que les déplacements restent admissibles tout au long de la vie de l’éolienne. Trois paramètres sont fondamentaux pour la conception géotechnique des fondations :
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le poids total de la semelle, avec prise en compte de la poussée d’Archimède le cas échéant en cas de présence de la nappe (« fondation avec eau ») ;
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sa géométrie ;
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la capacité portante du sol et sa déformabilité.
Cet article synthétise le retour d’expérience des auteurs, qui ont étudié et participé à la construction d’environ 2 500 fondations d’éoliennes en site terrestre sur le territoire français depuis une quinzaine d’années.
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Dimensionnement des fondations superficielles
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5. Les investigations géotechniques
Pour évaluer les conditions géotechniques de site, les risques géologiques et définir les valeurs caractéristiques des paramètres géotechniques de dimensionnement, la réalisation d’un programme d’investigations géotechniques au droit de chaque éolienne d’un parc est un préalable à la réalisation des missions de conception géotechnique d’avant-projet (G2-AVP), puis de projet (G2-PRO), au sens de la norme NF P 94 500 de novembre 2013.
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La définition de la campagne d’investigations géotechniques est basée sur la connaissance bibliographique préalable du site :
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carte géologique au 1/50 000e établie par le BRGM ;
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carte hydrogéologique établie par le BRGM ;
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cartographies publiques (argiles/cavités/remontées de nappe, sismicité…) ;
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sondages disponibles localement dans la banque de données du sous-sol (BSS), maintenue par le BRGM.
Pour les secteurs où le développement éolien est important, les données géotechniques acquises sur les parcs éoliens existants les plus proches, apportent également une connaissance préalable très utile.
Dans le contexte particulier des zones d’exploitation souterraine des roches (par exemple marnières en Normandie) ou dans les secteurs où se sont déroulés les combats de la 1re guerre mondiale, une enquête historique préalable doit être réalisée pour évaluer le risque souterrain et adapter le contenu de la campagne d’investigations à ce risque.
L’analyse de tous ces éléments permet de disposer d’une connaissance préliminaire du contexte géotechnique et des risques géotechniques associés et d’adapter la campagne d’investigations géotechniques.
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Les campagnes d’investigations géotechniques comportent (figure 12) :
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des sondages destructifs pour la réalisation d’essais pressiométriques ;
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des sondages à la pelle mécanique ou des sondages carottés courts ;
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des sondages destructifs avec enregistrement des paramètres de forage ;
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des sondages au pénétromètre statique, principalement pour les sites présentant des sols compressibles sur une épaisseur importante.
Pour une présentation...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - CFMS, Groupe de travail « Fondations d’éoliennes » - Recommandations sur la conception, le calcul, l’exécution et le contrôle des fondations d’éoliennes, - 5 juillet 2011.
-
(2) - Projet national ASIRI - Recommandations pour la conception, le dimensionnement, l’exécution et le contrôle de l’amélioration des sols de fondation par inclusions rigides, - Presses des Ponts (2012).
-
(3) - CFMS, Groupe de travail - Recommandations sur la conception, le calcul, l'exécution et le contrôle des colonnes ballastées sous bâtiments et ouvrages sensibles au tassement, - Revue Française de Géotechnique, n° 111, 2e trimestre (2005).
-
(4) - Guide des Terrassements Routiers - Réalisation des remblais et des couches de forme, - LCPC, SETRA, (GTR92) (1992).
-
(5) - Projet national SOLCYP - Recommandations pour le dimensionnement des pieux sous chargements cycliques, - ISTE Editions, Février...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Site Internet de la Fédération de l’Energie Eolienne (FEE)
https://fee.asso.fr/pub/observatoire-de-leolien-2019/
Sites Internet d’informations géologiques, hydrogéologiques et sur les risques naturels
https://www.georisques.gouv.fr/
https://www.georisques.gouv.fr/dossiers/cavites-souterraines#/
Site Internet du projet FUI FEDRE
https://geomas.insa-lyon.fr/fr/content/lancement-projet-fui-fedre
HAUT DE PAGE
Norme NF EN 61 400-1 ((3e édition)), « Éoliennes – Partie 1 : exigences de conception »
Norme NF P 94 500 (de novembre 2013), « Missions d’ingénierie géotechnique – Classification et spécifications »,
Eurocode 7 (NF EN 1997) (de juin 2005), « Calcul géotechnique – Partie 1 : règles générales »
Eurocode 8 (NF EN 1998), Calcul des structures...
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