Bibliographie & annexes
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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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Réflexions sur le repowering
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9. Remblaiement, accès et plateforme de montage
9.1 Le remblai de lestage
Le dimensionnement des fondations d’éoliennes prend en compte un lestage assuré par des remblais mis en place au-dessus de la semelle en béton. Il s’agit en principe des déblais issus l’excavation de la fouille, qui sont recompactés.
Des essais de compactage Proctor (cf. norme NF P94 093) sont réalisés dans le cadre de l’étude géotechnique préalable afin d’appréhender le poids volumique des remblais de lestage. Le poids volumique apparent des remblais de lestage est en général compris entre 18 et 20 kN/m3. Néanmoins, certaines craies recompactées peuvent présenter des poids volumiques plus faibles, de l’ordre de 17 kN/m3.
En phase de terrassement, les déblais sont mis en dépôt sous forme d’un dôme et sont « refermés » au bulldozer. Cette disposition permet de limiter les variations hydriques du matériau sur la durée d’ouverture de la fouille. Le remblaiement est réalisé avec un compactage approprié mais sans rechercher nécessairement l’Optimum Proctor. Un contrôle du poids volumique est réalisé à l’avancement via des contrôles de densité au gamma-densimètre.
HAUT DE PAGE9.2 Piste d’accès et plateforme de montage
La construction d’un parc éolien génère la circulation de nombreux engins, dont les principaux sont les suivants :
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les toupies béton, pour la réalisation du massif de fondation (environ 50 toupies par massif) ;
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les convois de transport des éléments constituant l’éolienne ;
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la grue de levage (voir figure 30).
La bonne traficabilité pour ces engins et la stabilité de la grue sont cruciales pour mener à bien la construction du parc. Par ailleurs, l’accès aux éoliennes doit rester satisfaisant durant toute leur vie afin de garantir leur maintenance et leur réparation si nécessaire.
Tous les constructeurs d’aérogénérateurs ont élaboré un cahier des charges spécifique au transport et aux exigences de grutage.
Le trafic au droit d’un parc éolien est occasionnel : période de construction puis entretien et maintenance. La réalisation des accès ne...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(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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