Tous les types de pieux

Un pieu pour chaque besoin

Il y a aujourd’hui beaucoup de types de pieux pour plusieurs types d’applications. Que ce soit pour la construction d’un pont ou l’installation d’un poteau de corde à linge, le service demandé au pieu peut être très différent. À titre d’exemple, il y a des pieux qui ont comme mission de supporter 200 livres et il y en a d’autres qui doivent supporter 100 000 livres. Dans les deux cas, la grosseur du pieu et son besoin d’être bien ancré ne sont pas les mêmes.

Une nouvelle définition du mot « pieu »

Pendant des milliers d’années, les pieux étaient des pièces de bois fichés dans la terre. Aujourd’hui, avec les nouvelles technologies de matériaux, il est possible de ficher en terre de l’acier et même du béton. Les pieux de bois existent encore, mais l’acier semble avoir pris la relève pour plusieurs bonnes raisons. Le mot pieu pourrait maintenant avoir une nouvelle définition.

Pieu : « Pièce de bois, d’acier ou de béton de forme allongée qui est installée dans la terre ou dans le roc. Son but est de fournir une résistance sur une poussée verticale et/ou latérale ou de fournir une résistance en traction en fonction du modèle d’ancrage. »

Six techniques d’installation de pieux

Aujourd’hui, les moyens pour installer des pieux se sont développés pour combler de nouveaux besoins. On peut distinguer six techniques :

-       Les pieux battus

-       Les pieux excavés

-       Les pieux forés

-       Les pieux vibrés

-       Les pieux vissés

-       Les pieux enfoncés hydrauliquement

Les deux plus anciennes techniques sont celles des pieux battus et des pieux excavés. Le principe des pieux battus est celui du marteau et du clou. Le marteau frappe le clou pour l’enfoncer. Quand le clou est presque perdu dans le sol, on rajoute un autre clou au dessus. Le marteau frappe sur le nouveau clou et celui-ci cogne sur l’ancien clou. On rajoute des clous un par-dessus l’autre jusqu’au moment où il n’y a plus d’enfoncement. Le pieu atteint ce qu’on appelle « le refus ». Il refuse de s’enfoncer plus profondément.

Pour les pieux excavés, le principe est d’enlever la terre, installer le pieu, et ensuite remettre la terre autour. Ce pieu n’a pas atteint le refus donc il ne devrait pas être utilisé pour supporter des charges importantes. (Souvent, ces pieux servent à l’installation d’un poteau ou le pieu lui-même est un « sonotube » rempli de béton armé.)

Les pieux forés sont légèrement différents du principe des pieux excavés. C’est-à-dire, on enlève la terre et/ou le roc juste assez pour y insérer un pieu tubulaire d’acier sans toutefois remettre la terre autour. On peut remplir les espaces vides avec du béton et ainsi sceller le puits de forage. Les techniques de forage sont basées sur l’exploitation des ressources naturelles. Ces techniques demandent du temps, des machines puissantes et de la main-d’œuvre qualifiée. Si le pieu est foré dans le roc, il a l’avantage d’avoir un ancrage exceptionnel s’il est accompagné de béton. Ces pieux sont idéaux pour l’utilisation de pieu en traction, c’est-à-dire que l’on peut tirer sur le pieu sans qu’il arrache. Par contre, étant donné que les puits de forage sont petits, il n’est pas possible d’y insérer toutes les grosseurs de pieux. Donc, ils sont limités en capacité de supporter des charges importantes.

Les pieux vibrés utilisent une tête de fonçage qui fait vibrer le pieu. Ces pieux doivent être en acier pour transmettre la vibration. La vibration fait dissiper la terre à la pointe du pieu. Cette technique s’applique bien quand le sol est mou (ex. sol marécageux). Dès que le pieu atteint un sol plus dense, il va atteindre un refus prématuré. Ce type de pieu fonctionne bien s’il est ancré par friction. C’est-à-dire, qu’en laissant dormir le pieu pendant au moins sept jours, le sol va se recoller sur les parois extérieures du pieu. Il devient apte à recevoir un essai de chargement afin de vérifier l’adhérence du sol sur les parois latérales du pieu. Ceci dit, ce n’est pas tous les types de sol qui permettent une adhérence. Par exemple, un pieu enfoncé dans du sable n’aura jamais d’adhérence respectable sur les parois extérieures du pieu.

La technique des pieux vissés est récente. La pointe du pieu est en forme d’hélice. La pointe se visse dans le sol un peu comme le principe d’une tarière. Une tarière sert à faire des trous dans la terre. Sa vis fait remonter la terre qui se jette autour du trou. Par contre, si la tarière rencontre de grosses roches ou un sol dense, elle ne fait plus ressortir la terre. Le pieu vissé, lui aussi, a une limite d’enfoncement. Il n’atteint jamais une profondeur dans le sol qui puisse garantir un refus solide pour soutenir de grandes charges.

Les pieux enfoncés hydrauliquement ont besoin d’une charge fixe pour être enfoncés. Ils sont idéaux pour corriger l’affaissement d’un bâtiment, car ils utilisent le poids du bâtiment existant. C’est la seule technique qui se fait sans bruit et sans vibration. Elle utilise l’immense force de vérins hydrauliques combinés avec une mâchoire qui s’agrippe au pieu pour l’enfoncement et qui le relâche quand les vérins reprennent leurs positions de départ. Cette méthode est assez récente puisque le brevet a été déposé par Héneault et Gosselin en 1990 et elle a été accepté en 1996 ( lien vers le brevet de Héneault et Gosselin ).

Cette technique a aussi l’avantage de ne pas prendre beaucoup de place, car la pompe qui pousse l’huile dans les boyaux demeure dans le camion. De cette façon, il est possible d’enfoncer les pieux à l’intérieur d’un bâtiment autant qu’à l’extérieur.

La profondeur de tous les types de pieux

Sous la terre il y a le roc. C’est-à-dire, la couche supérieure de la croûte terrestre. Le roc n’est jamais à la même profondeur partout. Souvent, juste avant d’atteindre le roc, il y a une couche de sol très dense comme du till ou la moraine en provenance du dépôt glacière. C’est lorsqu’un pieu est enfoncé jusqu’au roc ou jusqu’à la moraine qu’on peut dire que le pieu a atteint le refus. Seuls les pieux qui atteignent un bon refus et accompagnés d’ une bonne opération d’ancrage garantissent une stabilité totale. Par contre, un pieu qui n’atteint pas le refus ne peut garantir une stabilité totale.

Il y a deux techniques d’installation de pieux qui peuvent assurément toujours atteindre le refus, soit les pieux battus et les pieux hydrauliques. Toutefois le pieu battu ne peut pas être utilisé en sous-œuvre, car les espaces restreints près des bâtiments à l’extérieur et à l’intérieur ne permettent pas l’utilisation de l’équipement nécessaire pour l’installation de tels pieux.

Les techniques de manipuler les sols pour laisser place au pieu sont limitées à cause des profondeurs exigées et la densité du sol à grande profondeur. Seul dans le cas des pieux forés, où, il est possible de changer la tête de forage pour continuer le forage en sol dense. Les autres techniques sont limitées et ne devraient pas être utilisées pour soutenir des charges importantes.

Héneault & Gosselin