Le vibrofonçage est un effet produit par un vibrateur ou mouton utilisé en génie civil pour enfoncer des éléments dans le sol : pieux en bois, profilés, tubes, Palplanches, etc…

Histoire du vibrofonçage

C’est simultanément en Allemagne et en Russie au début des années 1930 que cette technique s’est largement développée pour mettre en place des pieux dans le sol.

la France étant très présente dès l’origine dans la mise au point et l’utilisation de matériels spécialisés (vibrofonceurs® PTC).

Principe du vibrofonçage

Vibrofonçage : Représentation schématique                                                                         Vibrofonçage : Représentation schématique

Au cours d’une opération de vibrofonçage, on soumet un élément rigide linéaire (pieux en bois, profilés, tubes, Palplanches, etc…)  suspendu à des vibrations forcées longitudinales, en utilisant un vibrateur comportant un nombre pair de masselottes excentrées disposées symétriquement par rapport à l’axe vertical de l’élément et tournant en sens inverse.

Si les masselottes tournent à vitesse constante, l’excitation est sinusoïdale ; et pour un élément suspendu qui n’est soumis qu’à l’action de la gravité et à celle du vibrateur, on obtient rapidement un régime stable d’ondes stationnaires : toutes les sections de l’élément vibrent en phase ; s’il n’y a pas d’amortissement interne dans l’élément, l’énergie consommée est théoriquement nulle.

Sous son poids et s’il est soumis, en plus, à un effort constant vers le bas (ou vers le haut dans le cas d’arrachage), l’élément ainsi  » vibré «  pénètre dans le sol (ou en est extrait).

Le vibrateur fournit alors de l’énergie à l’élément, énergie dissipée dans le sol.

La pénétration n’est plus possible ou devient trop lente si le vibrateur n’est plus capable de fournir l’énergie qui lui est demandée, ou si l’effort de fonçage ne peut plus vaincre la résistance à la pénétration du sol.

Matériels

Le fonçage par vibrage d’un élément rigide dans le sol nécessite l’utilisation d’un vibrateur et d’un système de guidage.

Les systèmes de guidage qui sont utilisés pour foncer des pieux par vibrage sont les mêmes que ceux utilisés pour le battage.

Les vibrateurs les plus couramment utilisés sont alimentés par un groupe hydraulique. Il en existe deux grandes familles :

  • les vibrateurs à moment fixe (fréquence standard et haute fréquence)
  • les vibrateurs à moment d’excentricité variable.
Principales caractéristiques des vibrateurs
Principales caractéristiques des vibrateurs

Types de terrains d’usage du vibrofonçage

En règle générale, le vibrofonçage est bien indiqué dans les terrains sableux, saturés ou non, et dans les terrains alluvionnaires.

Son utilisation reste possible dans d’autres types de terrains, comme les argiles raides des Flandres

Performance par rapport au battage

Le vibrofonçage peut-être moins performant que le battage dans les terrains ayant une forte résistance à la pénétration, dans lesquels il est indispensable de contrôler le battage pour ne pas soumettre le matériau à des contraintes excessives susceptibles de le déformer.

Le vibrofonçage de pieux permet d’avoir un gain de temps et d’argent beaucoup plus important que le battage :

Evolution

L’évolution de la technologie du vibrofonçage a entraîné :

– le remplacement progressif des vibrateurs électriques par des vibrateurs hydrauliques ;
– l’augmentation de la vitesse de rotation des masses excentriques ;
– la mise au point de systèmes de déphasage des masses excentriques (vibrateurs à moment variable) qui permettent d’exécuter des travaux de vibrofonçage en zone sensible.

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