Pérouse: sauvetage de la tour de la ville

Articles techniques

Le problème

La tour de la ville de Città di Castello (Italie) est inclinée d’env. 70 cm. Cette situation engendre des valeurs très proches de la valeur admissible maxi­male en ce qui concerne l’équilibre de la tour. A cela s’ajoute une aggravation de la situation provoquée par l’essaim de séismes du mois de mars 2007.

La solution

Une intervention plus volumineuse, et par bien des aspects plus délicate, était nécessaire. La tour médiévale est située dans la vieille ville. L’ouvrage est haut de 40 mètres, et couvre une surface carrée d’environ 7 mètres de côté.

Pour pouvoir résoudre le problème à l’aide de résine expansive (URETEK Deep lnjections®) les techniciens Uretek durent d’abord déterminer la méthode optimale après une analyse minutieuse : Les données de départ à transférer dans un modèle 3D d’éléments finis furent déterminées à l’aide du système de calcul URETEK. Divers calculs permirent d’évaluer le comportement du bâtiment durant les différentes phases d’injection prévues. La fondation en béton simple de la tour est composée de mortier de ciment, comportant des fragments de calcarénite, de grès et de galets. Les fondations (larges de 1,4 mètre et profondes de 2,8 mètres) reposent sur une assise d’argile et de sable boueux.

Suite à l’aggravation de la situation provoquée par l’essaim de séismes, la tour fut soumise à des tensions.

La saisie des données dans le système de calcul permet de chiffrer le degré d’amélioration des propriétés de l’ouvrage en injectant de la résine expansive, et en faisant usage d’une technique de URETEK Deep Injections®. Le modèle se montra particulièrement utile pour déterminer la quantité de résine à injecter, ainsi que les séquences d’injection, la répartition du matériau et la profondeur d’application dans l’assise.

L’intervention eut alors lieu : des trous furent forés jusqu’à 4,5 mètres sous la semelle de fondation, pour procéder à l’injection de la résine dans environ la moitié de la surface sur laquelle reposait la tour.

Le résultat

La résine injectée connut un phénomène d’expansion et compacta l’assise de la tour, permettant ainsi de réduire les risques d’un tassement supplémentaire. Les résultats des études réalisées et des essais au pénétromètre permirent de confirmer le succès de l’intervention. Sécurité et résistance purent être améliorées de façon considérable.

Les résultats correspondent totalement aux calculs prévisionnels du projet.

Ci-après quelques schémas de l’analyse tridimensionnelle, dans le cadre des interventions de consolidation du sous-sol d’assise de la tour.

Analyses

Illustration représentant les données de départ sur lesquelles reposait le modèle de traitement des injections prescrites dans ce cas : stratification du terrain et inclinaison de la tour.

Intervention

Projection horizontale de la répartition des injections et des points de contrôle

Avant l’intervention

Bulbe de pression, section longitudinale de la tour avant l’intervention.

Après l’intervention

Bulbe de pression, section longitudinale de la tour après l’intervention. (Il reste à déterminer si l’intervention a engendré une amélioration des facteurs de charge. La coupe relative de la variable de référence a connu une réduction d’env. 40% par rapport aux conditions avant l’intervention en question).

Résultat

Schéma des tassements par rapport au temps. Le schéma représente les tassements relatifs à partir d’une date pré­cédant l’in­jection, et jusqu’au mois de mai 2008.
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