Experimental study of heating-cooling cycles on the bearing capacity of CFA piles in sandy soils

Thermal piles have been used for over 40 years in Austria, and are often proposed in many other countries as well. In France however, this technique is still seen with a lot of reserve, This is mainly due to a design method for piles deemed very optimized (and thus not offering much flexibility in terms of additional loads) and a lack of information about the impact of temperature and heating-cooling cycles on the mechanical behavior of the soil and its interaction with the pile. Nevertheless, with the new buildings regulation about energy-efficiency about to be implemented, this promising method should not be ignored anymore, and must be proposed if possible. A national project was thus funded, to assess the impact of temperature and heating-cooling cycles on the bearing capacity of the piles and the mechanical behaviour of the interface soil-pile. It was decided to realize a life-sized test to reach these goals. Three bored piles where thus realized, to be thermally and mechanically loaded. They were instrumented with strain gauges and fibre optics strain and thermal sensors (for long term tests), and were furthermore realized such as to be able to be monitored for short period with the LCPC removable extensometer. This communication presents the project as well as the first results achieved.

Les pieux géothermiques sont utilisés depuis plus de 40 ans en Autriche, et sont couramment proposés dans d'autres pays également. En France en revanche, cette technique n'est pas très répandue, en particulier à cause du manque de retour d'expérience concernant l'impact des cycle de températures sur le comportement mécanique du sol et d'une méthode de dimensionnement des pieux jugée très optimisée. Cependant, avec l'imminence de la mise en application des directives concernant la performance énergétique des bâtiments, cette méthode prometteuse ne peut plus être ignorée. C'est pourquoi un projet national a été lancé, afin d'évaluer l'impact des cycles de chauffage-refroidissement sur la capacité portante des pieux. Dans le cadre de ce projet, un essai grandeur nature a été réalisé : trois pieux forés, instrumentés à l'aide de différents capteurs de déplacement, de déformation et de température, ont donc été réalisés et chargés mécaniquement et / ou thermiquement. Cette publication présente les essais en détails, ainsi que les premiers résultats obtenus.