Tour Silex 2 : des capteurs pour anticiper les constructions de demain

Le laboratoire GEOMAS (GÉOmécanique, MAtériaux, Structure) de l’INSA Lyon mène des recherches qui répondent à des enjeux de société dans les domaines de la construction et de l’environnement. Spécialisés dans la mécanique des structures, les enseignants-chercheurs confrontent leurs résultats théoriques à la réalité du terrain. Découverte des moyens mis en place pour récolter des données et anticiper le futur avec le cas de la tour Silex 2 dans le quartier de la Part-Dieu à Lyon.

La construction d’un bâtiment suit de nombreuses étapes nécessaires et obligatoires : études des sols, modélisation, tests, choix des matériaux… Le laboratoire GEOMAS réalise de nombreux essais sur des plateformes de qualité afin de pouvoir tester des solutions et simuler les conditions réelles. Une des étapes importantes qui précède la construction d’un bâtiment est la caractérisation du sol.

« Les immeubles ont un poids important, réparti sur une surface réduite. Les fondations doivent alors être résistantes et bien ancrées dans le sol pour assurer la fiabilité de la tour. Nous devons donc bien connaître sa nature et son comportement pour prévoir les fondations et anticiper l’enfoncement naturel du bâtiment dans le sol sous son propre poids. Plus la tour est haute, plus les fondations sont importantes », précise Rosy Milane, doctorante au laboratoire, dans l’équipe spécialisée dans la mécanique des sols.

La Part-Dieu, un quartier complexe
À la Part-Dieu, quartier d’affaires en plein centre de Lyon, les chantiers de construction se multiplient et les projets d’immeubles de grande hauteur fleurissent. Rosy Milane explique pourquoi le dimensionnement des fondations des immeubles est devenu complexe.

« Les contraintes à prendre en compte pour les calculs sont nombreuses. La densité de constructions dans le quartier, l’influence des bâtiments de proximité et la mauvaise connaissance du sol impliquent de grosses marges d’erreurs pour établir les fondations. En effet, les vingt premiers mètres de profondeur sont composés d’alluvions¹ et ensuite de molasse². Les alluvions sont assez bien connues car les fondations sont traditionnellement implantées dedans. Mais dans le cas de tours plus hautes, les fondations s’intègrent dans la molasse qui est sableuse et dont les caractéristiques ne sont pas bien connues ».

Silex 2, tour pilote pour caractériser la molasse
Le laboratoire GEOMAS et le bureau d’études Antea Group travaillent sur le projet de recherche FondaSilex. Ce projet, financé en partie par la région Auvergne-Rhône-Alpes, consiste à instrumenter les fondations de la nouvelle tour Silex 2, afin de récupérer des données sur le comportement du sol et des fondations. Des capteurs de déformation, de déplacement et de pression sont en train d’être fixés depuis février 2019 dans six des vingt pieux ancrés dans le sol sous Silex 2. Rosy Milane rédige une thèse depuis février 2018 sur le sujet.

« Ma thèse est en trois étapes : l’instrumentalisation des fondations, la réalisation d’essais expérimentaux sur des échantillons de sols récupérés pendant le forage et la création d’un modèle numérique pour traiter les données des capteurs. Ces données seront récoltées en temps réel pendant près de dix ans et permettront de mieux connaître la molasse », conclut Rosy.

À terme, une surface de 4200 m² de sol sera caractérisée. Les résultats obtenus permettront d’optimiser les calculs des futurs projets de construction, et ainsi éviter le surdimensionnement des fondations.

¹ Dépôts de sédiments abandonnés par un cours d'eau.

2 Roche sédimentaire argilo-calcaire.