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Viaduc sur le Brivet - Pontchateau
Le Groupement d’entreprises
1
Viaduc de la Zorn – Ligne grande vitesse Est
Européenne (BYTPRF / ZM)
Pont de Baud – Rennes (BYTPRF / ZM)
Exemples de références du groupement BYTPRF/ZM
N.DESOUHANT - BYTPRF
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2
Sommaire :
Bouygues Travaux Publics Régions France
- Présentation du Groupement d’entreprises
- Phasage général de construction
- Zooms techniques
Zwahlen & Mayr
- ZM – Fabrication et mise en place de la charpente
- SCE – études d’exécution de la charpente métallique
DTP Terrassement
- Le sol renforcé Vsol ®
N.DESOUHANT - BYTPRF
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3
- Estacade provisoire
- Génie Civil
Charpente
métallique
Terrassements Répartition
des travaux
Bureaux
d’étude AIA Ingénierie SCE
Part du
marché 51% 41% 8%
Main d’œuvre
(dont insertion)
12 800h hors
sous-traitants
(1535h )
6 300h en atelier +
6 000h chantier
(1244h)
1 700h
(221h)
DTP
Mandataire
Bureaux
méthodes Bouygues TP RF ZM/SCE DTP
N.DESOUHANT - BYTPRF
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N.DESOUHANT - BYTPRF 4
- Welbond armatures (Nantes)
- Briand Industrie (Pontchateau)
- Lesage SAS (Pontchateau)
- PMO (Montoir de Bretagne)
- Locapal (location profilés)
- Point P (centrale béton d’Herbignac)
- Loxam (St Nazaire)
- Atlantique Géomètre Experts (St
Nazaire)
- Rousseau (BN4)
-…
Entreprises
mobilisées
sur le
chantier
Mandataire
- SIMI
- Exopeint
- …
- Laidin Sarl (Campbon)
- Lafarge, Carrière de la
Livaudais (Campbon)
- …
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5
Terrassements et réalisation de
l’estacade provisoire de 90m.
(Sept-oct 2012)
Réalisation des appuis béton
(Sept.nov 2012)
Pose des palées provisoires
Assemblage de la charpente
(Déc. 2012)
Phasage général de construction
F.PETIT - BYTPRF
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6
Pose des béquilles
métalliques
(Déc. 2012)
Lancement de
la charpente
F.PETIT - BYTPRF
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7
Pose des dalles
préfabriquées au dessus des
voies SNCF (longueur : 50m)
Bétonnage du reste
du tablier en place
par équipage mobile
(longueur :150m en
14 plots)
F.PETIT - BYTPRF
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8
1
Bouygues TP RF - Zooms techniques
1. l’estacade provisoire – principe de
dimensionnement
2. Les embases de palées provisoires, une application
de la 3D en bureau méthodes
3. Des coffrages spécifiques
1. Piles – parements planche
2. Culée – suppression des tiges traversantes
3. Tablier - Equipage mobile
V.Lefebvre
F.Petit
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9
2
Bouygues TP RF - Zooms techniques
1. l’estacade provisoire – principe de dimensionnement
2. Les embases de palées provisoires, une
application de la 3D en bureau méthodes
3. Des coffrages spécifiques
1. Piles – parements planche
2. Culée – suppression des tiges traversantes
3. Tablier - Equipage mobile
V.Lefebvre
F.Petit
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10
Bouygues TP RF - Zooms techniques
1. l’estacade provisoire – principe de dimensionnement
2. Les embases de palées provisoires, une application
de la 3D en bureau méthodes
3. Des coffrages spécifiques
1. Piles – parements planche
2. Culée – suppression des tiges traversantes
3. Tablier - Equipage mobile
V.Lefebvre
F.Petit
3.1
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11
Bouygues TP RF - Zooms techniques
1. l’estacade provisoire – principe de dimensionnement
2. Les embases de palées provisoires, une application
de la 3D en bureau méthodes
3. Des coffrages spécifiques
1. Piles – parements planche
2. Culée – suppression des tiges traversantes
3. Tablier - Equipage mobile
V.Lefebvre
F.Petit
3.2
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12
Bouygues TP RF - Zooms techniques
1. l’estacade provisoire – principe de dimensionnement
2. Les embases de palées provisoires, une application
de la 3D en bureau méthodes
3. Des coffrages spécifiques
1. Piles – parements planche
2. Culée – suppression des tiges traversantes
3. Tablier - Equipage mobile
V.Lefebvre
F.Petit
3.3
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13
1
Bouygues TP RF - Zooms techniques
1. l’estacade provisoire – principe de
dimensionnement
2. Les embases de palées provisoires, une application
de la 3D en bureau méthodes
3. Des coffrages spécifiques
1. Piles – parements planche
2. Culée – suppression des tiges traversantes
3. Tablier - Equipage mobile
V.Lefebvre
F.Petit
V.LEFEBVRE - BYTPRF
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14
Etude de l’estacade
Cahier des charges CCTP
-Pas de pieux dans l’emprise du Brivet => Travée de 26,50m.
-Intrados de l’estacade 1,00m au dessus des PHEC.
-Libération de tout le lit du Brivet => Estacade de 90,0m.
Cahier des charges Entreprise
-Passage de grues automotrice télescopique type 250t.
-Travail avec grue chenille treillis type 80t et automotrice type 120t.
-Définition d’outils de battage incluant les accès sans descendre dans
le lit du Brivet (possibilité de crue).
V.LEFEBVRE - BYTPRF
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15
Plan général de l’estacade
Travée d’amorce
Travée au dessus du Brivet
Piste d’accès à 10% depuis les installations
8 travées courantes de 8,50m
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16
Etude du portique estacade: -Portique considéré articulé en pieds et encastré
en tête sur la sablière transversale.
-Création d’échancrures et tête de pieux, dans
lesquelles sont insérés les sablières.
-Ajout de plats de renfort en tête de pieux, au
contact sablière/pieu.
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17
Etude de la travée de 27m sur le Brivet: -Cintres de la travée constitusé de deux files de 3
HEB1000 de 27,00m.
-Cintres disponibles en longueurs de 17,00m et
de 10,00m => Option de raboutage par éclisse
boulonnée.
-Utilisation de 4 tiges f52 Classe 10.9 serrées au
couple.
266t.m à reprendre
à l’eclissage.
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18
Mise en place du guide de battage.
Vibronfonçage des pieux, surbattage.
Phasage de l’estacade
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19
Réalisation des échancrures en
tête de pieux
Soudures sablière/pieux et mise en
place des cintres avant pose des
dalles préfabriquées
Phasage de l’estacade
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20
2
Bouygues TP RF - Zooms techniques
1. l’estacade provisoire – principe de dimensionnement
2. Les embases de palées provisoires, une
application de la 3D en bureau méthodes
3. Des coffrages spécifiques
1. Piles – parements planche
2. Culée – suppression des tiges traversantes
3. Tablier - Equipage mobile
V.Lefebvre
V. Lefebvre
F.Petit
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21
Etude des appuis des palées de lancement:
-Descentes de charges communiquées par ZM.
-550t ELU par montant de palée à reprendre.
-Utilisation de profilés en location, en appui sur les
semelles béton de l’ouvrage.
=> Coefficient minorateur sur résistance des fers
=> Renforts d’armatures dans les semelles.
-Brelage des efforts horizontaux directement des
fers supports vers la pile B.A.
-Création d’une deuxième ligne d’appui sur pieux
pour trianguler la palée, avec effort de soulevement
=> Mise en place de lest.
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22
Lest anti soulèvement.
Deuxième ligne d’appui pour les
bracons de la palée.
Naissance de la palée.
Platine de brelage des
efforts horizontaux.
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23
Utilisation de la maquette numérique.
Fiches de débits des fers et platines
directement issues du modèle 3D.
Mises en plan 2D issus du modèle 3D.
Bien du 1er coup plus souvent.
Meilleure communication avec le
chantier et les intervenants.
Anticipation des accès pour la
sécurité et l’ergonomie.
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Exemple d’utilisation de la maquette numérique en
phase d’exécution sur le barrage de Chatou dans les
Yvelines
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25
Exemple d’utilisation de la maquette numérique en phase d’exécution sur la rénovation
du pont de St Nazaire
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26
Bouygues TP RF - Zooms techniques
1. l’estacade provisoire – principe de dimensionnement
2. Les embases de palées provisoires, une application
de la 3D en bureau méthodes
3. Des coffrages spécifiques
1. Piles – parements planche
2. Culée – suppression des tiges traversantes
3. Tablier - Equipage mobile
V.Lefebvre
V. Lefebvre
F.Petit
3.1
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27
Plan d’exécution de coffrage et plan
méthode de coffrage de la pile P2
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30
Bouygues TP RF - Zooms techniques
1. l’estacade provisoire – principe de dimensionnement
2. Les embases de palées provisoires, une application
de la 3D en bureau méthodes
3. Des coffrages spécifiques
1. Piles – parements planche
2. Culée – suppression des tiges traversantes
3. Tablier - Equipage mobile
V.Lefebvre
V. Lefebvre
F.Petit
3.2
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31
Phasage de réalisation
0 – semelle
1 – poteaux
2 – voile
3 – remblai sous chevêtre
4 – Chevêtre
5 – pose des oreilles
préfabriquées
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32
Coffrage des poteaux. Un renforcement par filières
(schématisées en vert) permet de positionner les
tiges de coffrage (en orange) à l’extérieur du coffrage
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33
Bouygues TP RF - Zooms techniques
1. l’estacade provisoire – principe de dimensionnement
2. Les embases de palées provisoires, une application
de la 3D en bureau méthodes
3. Des coffrages spécifiques
1. Piles – parements planche
2. Culée – suppression des tiges traversantes
3. Tablier - Equipage mobile
V.Lefebvre
V. Lefebvre
F.Petit
3.3
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34
Réalisation de la partie coulée
en place par équipage mobile
en 14 plots.
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35
Plateaux centraux Plateau
d’encorbellement Chaise de ripage
Ski de ripage
de l’équipage
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36
Ski de ripage des
plateaux centraux Ski de ripage
de l’équipage
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37
Un outil à adapter aux spécificités de chaque ouvrage
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38
Etudes d’éxécution de la charpente métallique
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SCE : Accompagner les acteurs de l’aménagement du territoire et de
la gestion de l’environnement
39
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Modèle de calcul
40
Logiciel ST1 (SETRA)
Structure à barres
Discrétisation des
poutres tous les 50 cm
Environ 1470 nœuds,
5400 barres, 3980
excentrements rigides
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Viaduc sur le Brivet - Pontchateau
Spécificités des structures mixtes
41
Nécessité d’homogénéiser la section => coefficients d’équivalence, avec prise
en compte du fluage => caractéristiques mécaniques des poutres différentes en
fonction de la nature de la charge appliquée
Définition des largeurs participantes (trainage de cisaillement)
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Viaduc sur le Brivet - Pontchateau
Spécificités des structures mixtes
42
Béton tendu non pris en compte => nécessité de délimiter les zones fissurées
(calcul itératif)
Risques d’instabilité des pièces comprimées => nécessité de classer les
sections (poutres à la fois fléchies et comprimées => classe de l’âme fonction
des sollicitations en calcul élastique). Bilan : Poutres de classe 3
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Viaduc sur le Brivet - Pontchateau
Résultats et vérification matière
43
Courbes de moment et d’effort tranchant (ELU Fondamental)
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Viaduc sur le Brivet - Pontchateau
Résultats et vérification matière
44
Déformée sous charges permanentes => Contreflèche
Descente de charges : environ 2 x 1500 T sur chaque pile et 2 x 440 T sur
chaque culée (efforts verticaux ELU, non concomitants)
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Résultats et vérification matière
45
Courbes de contraintes
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Viaduc sur le Brivet - Pontchateau
Résultats et vérification matière
46
Structure justifiée élastiquement sur appuis, mais pas en travée => nécessité
de procéder à une vérification plastique
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Viaduc sur le Brivet - Pontchateau
Les Béquilles
47
Béquilles droites plus sollicitées que les courbes
Classe 4 => itérations de calcul
Vérification au flambement
Modèle éléments finis surfacique pour les pieds de béquilles
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Le Lancement
48
Principe : déplacement progressif des appuis sous la charpente <=> plusieurs
schémas statiques à étudier (phases) pour chaque sous-structure (étapes)
Choix des phases très important, et effectué en fonction de :
accostage
désaccostage
position finale de chaque étape (I, II, III)
avant et après chaque vérinage
passage d’un point anguleux au droit d’un appuis
A chaque phase :
vérifier la stabilité de la structure
calculer les niveaux de l’intrados de l’avant bec si accostage et de l’arrière bec si
désaccostage
calculer les réactions d’appuis ELS, ELU
calculer les pentes de l’intrados
vérifier les contraintes
37 Phases d’étude
En déduire les réactions horizontales
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Viaduc sur le Brivet - Pontchateau
Le Lancement
49
Exemple de résultats :
courbes de moments phase par phase
courbe enveloppe des contraintes en semelle supérieure
phase G : 46.3 m de console sur sous-structure II
phase N : 71 m de console sur structure complète
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Viaduc sur le Brivet - Pontchateau
Le Lancement
50
Plan de lancement complet
Vérifications et calculs complémentaires :
contreventement provisoire
déversement (en moment positif ou négatif)
treuil de traction ou retenue
enfoncement local de l’âme
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Viaduc sur le Brivet - Pontchateau
Le sol renforcé VSoL®
52
Viaduc sur le Brivet – Pontchâteau – Culée C0
Benoit Chanteperdrix –VSoL®
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Viaduc sur le Brivet - Pontchateau
53
1. Choix architectural fort d’une technique innovante : VSoL®
Benoit Chanteperdrix –VSoL®
Le sol renforcé VSoL®
1. Choix architectural fort d’une technique innovante : VSoL®
2. Principe de fonctionnement du sol renforcé VSoL®
1. Choix architectural fort d’une technique innovante : VSoL®
2. Principe de fonctionnement du sol renforcé VSoL®
3. Dimensionnement complexe aux Eurocodes 7 (NF 94-270)
1. Choix architectural fort d’une technique innovante : VSoL®
2. Principe de fonctionnement du sol renforcé VSoL®
3. Dimensionnement complexe aux Eurocodes 7 (NF 94-270)
4. Montage simple et rapide
1. Choix architectural fort d’une technique innovante : VSoL®
2. Principe de fonctionnement du sol renforcé VSoL®
3. Dimensionnement complexe aux Eurocodes 7 (NF 94-270)
4. Montage simple et rapide
5. Technique adaptée dans de nombreux contextes d’ouvrages d’art
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Viaduc sur le Brivet - Pontchateau
54
1. Choix architectural fort…
Benoit Chanteperdrix –VSoL®
Le sol renforcé VSoL®
…d’une technique innovante : VSoL®
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Viaduc sur le Brivet - Pontchateau
55
2. Principe de fonctionnement du sol renforcé
Benoit Chanteperdrix –VSoL®
Le sol renforcé VSoL®
Les trois composants essentiels :
Parement minéral ou béton
Remblais techniques (NF EN 14475)
Armatures de renforcement en acier galvanisé
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56
2. Principe de fonctionnement du sol renforcé
Benoit Chanteperdrix –VSoL®
Le sol renforcé VSoL®
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57
2. Principe de fonctionnement du sol renforcé
Benoit Chanteperdrix –VSoL®
Le sol renforcé VSoL®
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Viaduc sur le Brivet - Pontchateau
58
2. Principe de fonctionnement du sol renforcé
Benoit Chanteperdrix –VSoL®
Le sol renforcé VSoL®
Le principe du renforcement du sol
par les armatures est de conférer
au sol une cohésion globale
apparente (grâce à la résistance à
la traction des renforcements) et
ainsi de permettre à la structure
renforcée de faire face à la poussée
des terres.
Le sol renforcé permet de réaliser des murs de soutènement à parement vertical ou incliné
pouvant aller jusqu’à plusieurs dizaines de mètres de hauteur et supportant des charges
très importantes
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59 Benoit Chanteperdrix –VSoL®
Le sol renforcé VSoL®
• une zone « active » où le sol tient à glisser vers l’extérieur
du massif et est retenue par les efforts de frottement et de
butée mobilisés sur les armatures. Ces efforts sont dirigés
vers l’extérieur du massif et entraînent une augmentation
Le fonctionnement du sol renforcé VSoL® repose sur
l’existence d’une interaction entre le sol et les armatures
L ’interaction se traduit par des contraintes de cisaillement,
qui se développent dans le sol à la surface des armatures,
entrainant une variation continue des efforts de traction dans
ces dernières. Le lieu où les tractions sont maximales
divise le massif de sol renforcé, en deux zones :
• une zone « résistante » dite « passive » où l’armature,
soumise à la force de traction maximale, tend à glisser vers
l’extérieur du massif, mobilisant ainsi les efforts d’interaction
sur ses surfaces de contact avec le sol.
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Viaduc sur le Brivet - Pontchateau
60 Benoit Chanteperdrix –VSoL®
Le sol renforcé VSoL®
La butée est prépondérante (80%) devant le
frottement (20%) dans ce mécanisme.
Les efforts d’adhérence qui en résultent sont très
largement supérieurs à ceux engendrés les
efforts de frottement seuls d’une armature lisse
(à poids d’acier équivalent)
Le fonctionnement spécifique du renforcement
VSoL® réside dans la géométrie particulière des
renforcements sous forme d’échelles comportant
des armatures transversales
le mécanisme d’interaction sol – renforcement
réside essentiellement dans la mobilisation de la
butée s’exerçant sur les barres transversales
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Viaduc sur le Brivet - Pontchateau
61
3. Un dimensionnement complexe
Benoit Chanteperdrix –VSoL®
Le sol renforcé VSoL® • Méthode des états limites avec coefficients partiels de sécurité ;
• Modélisation bidimensionnelle ;
• Déformations planes ;
• Sol élastique linéaire ;
• Glissement relatif sol – armature ;
• Calcul en contraintes effectives ;
• Outil informatique de dimensionnement
(Stabilité Interne) : logiciel «Cybèle V1.31» ;
• Outil informatique de
dimensionnement (Stabilité Générale) :
logiciel «Talren 4 v2.0.1o» ;
• Méthode de l’équilibre local ;
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Viaduc sur le Brivet - Pontchateau
62
3. Un dimensionnement complexe
Benoit Chanteperdrix –VSoL®
Le sol renforcé VSoL®
• Stabilité Externe
Insuffisance de résistance du sol de fondation (glissement sur la base). Insuffisance de résistance du sol de fondation (défaut de capacité portante).
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Viaduc sur le Brivet - Pontchateau
63
3. Un dimensionnement complexe
Benoit Chanteperdrix –VSoL®
Le sol renforcé VSoL®
• Stabilité Générale
Grand glissement.
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Viaduc sur le Brivet - Pontchateau
64
3. Un dimensionnement complexe
Benoit Chanteperdrix –VSoL®
Le sol renforcé VSoL®
• Stabilité Interne
Insuffisance de résistance des armatures inférieures ou supérieures. Insuffisance de l’adhérence sol – armature.
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Viaduc sur le Brivet - Pontchateau
65
4. Un montage simple et rapide
Benoit Chanteperdrix –VSoL®
Le sol renforcé VSoL®
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Viaduc sur le Brivet - Pontchateau
66
5. Technique adaptée dans de nombreux contextes d’ouvrages d’art
Benoit Chanteperdrix –VSoL®
Le sol renforcé VSoL®
Digues - Green Walls
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Viaduc sur le Brivet - Pontchateau
67 Benoit Chanteperdrix –VSoL®
Murs superposés écailles Murs écailles matricées Culée porteuse
d’autoroute
Culée porteuse
sur voie TGV
Culée mixte
parement minéral Murs courbes
parement minéral
Murs sous fortes
sollicitations sismiques
Culée porteuse
provisoire
Murs provisoires
lourdement chargés
Back to back wall Confortement aval
barrage
Digues - Green Walls
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68 Benoit Chanteperdrix –VSoL®
Digue marine VSoL® (18 m de hauteur)
EPR Flamanville