Modélisation en centrifugeuse d'un groupe de pieux soumis à une charge thermique non symétrique au sein d'un écoulement
Badr Ouzzine  1, *@  , Théophile Grappe  2@  , Jean De Sauvage, Giulia Viggiani, Gopal Madabhushi, Philippe Reiffsteck@
1 : Sols, Roches et Ouvrages Géotechniques
Université Gustave Eiffel
2 : ESIEE Paris
Université Gustave Eiffel
* : Auteur correspondant

Les besoins énergétiques croissants des zones urbaines et le contexte environnemental actuel ont conduit au développement des pieux énergétiques, permettant de produire du chauffage et de la climatisation avec des émissions de CO2 considérablement réduites. L'idée est d'utiliser les pieux comme échangeurs de chaleur et leur conférer ainsi un rôle énergétique venant s'additionner à leur rôle mécanique de base. Cependant, le chargement thermique cyclique génère des contraintes et des déformations dans la géostructure et dans le sol environnant, en raison de la dilatation thermique. La recherche sur le comportement des groupes de pieux énergétiques est assez limitée, en particulier pour les fondations sur pieux dans lesquelles seulement quelques pieux dans un groupe sont activés thermiquement. La complexité de ce problème est accrue si un écoulement naturel d'eau souterraine est présent, car ce dernier a le potentiel d'affecter significativement le transfert de chaleur entre les pieux du groupe. Pour aborder ces questions et étudier le rôle positif ou négatif de l'écoulement des eaux souterraines, les contraintes induites dans les groupes de pieux par l'activation thermique ont été étudiées par modélisation en centrifugeuse. Un groupe de 4 pieux à échelle réduite connectés à un radier unique a été étudié dans le sable d'Hostun avec différentes conditions d'eau souterraine. Un seul pieu a été activé thermiquement. Les modèles de pieux ont été coulés avec du ciment et des tuyaux en cuivre ont été utilisés pour modéliser simultanément les armatures et les tubes échangeurs de chaleur. Cette modélisation a mis en évidence que, lorsqu'il est chauffé, le pieu énergétique subit une compression supplémentaire, ainsi que le pieu diagonalement opposé, en raison de la présence du radier. La saturation de la couche de sable a joué un rôle important, non seulement sur la réponse transitoire, mais aussi sur l'équilibre thermique en raison de l'inertie thermique supplémentaire qu'apporte la saturation en eau. La présence d'un écoulement d'eau souterraine contribue finalement à réduire les contraintes induites par la chaleur.


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