Article de recherche / Research Article

Résistance au cisaillement des interfaces roche / coulis représentatives de pieux offshore

Shear strength of grout/rock interfaces for the design of offshore foundations

¹ Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP (Institute of Engineering Univ. Grenoble Alpes), 3SR, 38000 Grenoble, France
² Fugro GeoConsulting, 92000 Nanterre, France

^★ Auteur de correspondance : christophe.dano@3sr-grenoble.fr

Résumé

Dans le cadre des projets éoliens offshore, la conception optimisée des fondations de type monopieux forés dans des massifs rocheux carbonatés demande une estimation réaliste de la résistance au cisaillement mobilisable. Dans cette optique, une campagne d’essais de cisaillement d’interface roche / coulis est conduite sur la machine BCR3D qui permet, en particulier, d’appliquer une condition de rigidité imposée sur la normale à l’interface, condition jugée représentative de ce qui se passe au droit du pieu. On présente dans une première partie le dispositif expérimental, la préparation des éprouvettes d’essai et le choix des paramètres expérimentaux. Puis, au travers de différents résultats expérimentaux, on montre l’importance de la rigidité normale dans le développement de la résistance au cisaillement. Dans un second temps, on met en évidence que la rugosité, son évolution sous chargement et le contraste de propriétés mécaniques entre une roche (calcaire tendre ou calcarénite) et le coulis conditionnent le frottement mobilisable. L’élément commun à toutes les observations est la dilatation empêchée de l’interface et l’évolution associée de la contrainte normale à l’interface.

Abstract

For the development of offshore wind turbines farms, the optimized design of monopiles drilled and grouted in carbonate rocks requires a realistic assessment of the mobilized shaft friction. Therefore, a series of grout/rock interfaces shear tests were carried out on the BCR3D set-up, which allows the application of a specific boundary condition of constant normal stiffness orthogonally to the interface considered as representative of field conditions. In a first section, the experimental set-up, the preparation of the specimens as well as the design of experimental parameters are presented. On the one hand, through typical test results, the importance of the normal stiffness in the development of the shear strength is shown. On the other hand, the influence of the interface roughness, its evolution upon loading as well as of the contrast in the mechanical properties of the grout and the rock parts are highlighted. The common feature to those observations lies in the constrained dilatancy due to the normal stiffness condition and the correlated evolution of the normal stress.