Un tirant d’ancrage est un dispositif capable de transmettre les forces de traction qui lui sont appliquées à une couche de sol résistant en prenant appui sur la structure à ancrer.

 

 

Très souvent on utilise des tirants d’ancrage pour limiter la déformation d’un écran de soutènement après excavation. Dans ce cas, les tirants d’ancrage sont exécutés au fur et à mesure de l’excavation de l’écran, puis sont mis en tension avant la poursuite des terrassements.

 

Un tirant d’ancrage est par conséquent toujours considéré avec soin, car il participe à la stabilité des ouvrages.

 

Un tirant se compose généralement :

• d’une tête d’ancrage qui transmet les forces de traction de l’armature à la structure à ancrer par l’intermédiaire d’un système d’appui,
• d’une partie libre qui est la longueur d’armature comprise entre la tête d’ancrage et le début du scellement,
• d’une partie scellée qui est la longueur d’armature sur laquelle la force de traction est transmise au terrain environnant par l’intermédiaire d’un coulis de scellement.

 

Un tirant est dit provisoire si sa durée d’utilisation est limitée, généralement aux phases de construction de l’ouvrage. Un tirant permanent est un tirant d’ancrage scellé de durée supérieure à 2 ans ou, plus généralement, un élément sollicité pendant toute la durée de vie de l’ouvrage.

 

 

Il existe deux familles de tirants, le tirant actif ou passif :

• Passif: Ce type de tirant n’a généralement pas de partie libre. L’armature est le plus souvent une barre en acier, voire en matériau composite. Il n’est généralement pas précontraint et n’est sollicité que lorsque l’ouvrage se déforme.
• Actif:  Ce type de tirant présente toujours une partie libre et une partie scellée. L’armature la plus courante est un faisceau de câbles en acier. Ce faisceau de câbles est mis en tension (précontrainte) avant sa mise en service. Cette précontrainte permet de limiter les déformations de l’ouvrage.

 

Chaque tirant est équipé d’une protection anti corrosion afin que le dispositif et son usage ne soient pas altérés. Celle-ci est définie selon deux critères principaux qui sont la durée de vie du tirant et l’agressivité du milieu.

 

Les domaines d’application sont nombreux

 

Ecrans de soutènements provisoires et permanents

Parois moulées – Rideaux de palplanches – Murs de soutènement – Voiles de reprise en sous-œuvre – Parois berlinoises et assimilées.

 

Reprise d’efforts de traction

Ancrage de radiers sous la nappe – Précontrainte de pieux travaillant en traction – Ancrage de structures élancées (pylônes, immeubles-tours, cheminées…) – Reprise d’efforts de haubanage (ponts suspendus, pylônes…).

 

Epinglages – Clouages

Stabilisation de pentes et de glissements de terrains (rocher fissuré, falaises, zones d’éboulis) – Consolidation de galeries – Massifs de conduites forcées.

 

Divers

Reprise de poussées sur des voûtes – Post-contrainte de structures – Amélioration de la stabilité des barrages.

Les avantages de cette technique ?

Mise en œuvre

 

La mise en œuvre d’un tirant se déroule en plusieurs phases :

• Réalisation d’un forage entre 100 et 200 mm de diamètre (cas courants) au moyen d’un outillage et d’un fluide de perforation adaptés au terrain. Toutes les inclinaisons sont envisageables.

 

• Après nettoyage du forage, substitution du fluide de perforation par un coulis de ciment fortement dosé.
• Mise en place du tirant dans le forage. L’introduction dans le forage se fait avec une grue, un dérouleur hydraulique, voire à bras d’homme.
• Après prise du coulis de scellement, la longueur scellée doit être injectée. Cette injection est réalisée sous pression avec un coulis de ciment. Divers systèmes et méthodologies sont appliqués en fonction des terrains et de la capacité d’ancrage souhaitée. Le procédé le plus courant est celui utilisant le Tube à manchettes (voir chapitre @Injection). Les recommandations Françaises TA2020 distinguent deux grandes méthodes :
  • Soit une seule passe d’injection depuis la tête du tube à manchettes, appelée IGU (Injection Globale Unitaire)
  • Soit plusieurs phases d’injection, par passes successives, appelée aussi IRS (Injection Répétitive et Sélective)
• Suivant le type de terrain et le produit de scellement utilisé, un délai de 2 à 5 jours est observé entre la dernière phase d’injection et la mise en tension du tirant.
• La protection de la tête du tirant est réalisée après validation de la mise en tension.

 

Le saviez-vous ?

 

• Soletanche Bachy est l’inventeur du tirant IRS (Injection répétitive et sélective). Il s’agit d’une adaptation de l’invention de Ernest Ischy, inventeur du Tube à Manchette

 

• La capacité d’un tirant actif peut varier de quelques dizaines de kiloNewtons à plus de 15 000 kN

 

• Les tirants d’ancrage de très forte capacité sont très souvent utilisés pour améliorer la stabilité de barrages. Notre record a été établi en 2014 sur le chantier de Wanapum Dam aux Etats Unis (Etat de Washington) avec la réalisation de 35 tirants précontraints comportant chacun 61 câbles métalliques à une profondeur de 80 mètres.