Fondations ancrées dans le rocher vs fondations superficielles

Les fondations d'éoliennes terrestres sont soumises à de grands moments de renversement, dus aux efforts du vent agissant sur la structure. Pour assurer leur stabilité, les fondations superficielles traditionnelles s'appuient sur leur propre poids, en répartissant les charges sur une large surface de sol.

Les fondations ancrées dans le rocher adoptent une approche différente, et bien plus efficace. Elles utilisent des tirants de précontrainte pour ancrer la fondation en béton au substratum rocheux sous-jacent. La précontrainte appliquée par les tirants génère des efforts de compression qui lient la fondation au rocher, mobilisant ainsi la masse rocheuse elle-même pour assurer la stabilité. Cette méthode permet de réduire fortement les volumes de béton nécessaires, rendant le design plus économique et durable.

Conditions requises pour les fondations ancrées dans le rocher

Malheureusement, tous les sites ne se prêtent pas à l'installation de fondations ancrées dans le rocher. Ce type de fondation nécessite des conditions de sol bien spécifiques : le rocher doit être peu profond et suffisamment résistant pour offrir un appui fiable. Idéalement, le substratum rocheux doit être solide, assez homogène, non altéré, et sans discontinuités majeures. Sans ces caractéristiques, la fondation risque de ne pas remplir son rôle comme prévu.

Il existe d'ailleurs quelques projets éoliens où des fondations ancrées ont été utilisées malgré des conditions de sol inadaptées, ce qui a conduit à des échecs coûteux. Dans un cas particulièrement marquant, des déformations imprévues du sol ont provoqué une perte complète de la précontrainte sur certains ancrages, compromettant la stabilité du système. Toutes les turbines ont dû être arrêtées en urgence pour des réparations longues et complexes, entraînant des surcoûts importants pour résoudre le problème.

Comparaison des pressions au sol

L'animation ci-dessous illustre l'augmentation de la pression au sol (en kPa) sous l'effet du chargement d'une fondation d'éolienne. Le modèle du haut représente la fondation superficielle, tandis que celui du bas montre la fondation ancrée dans le rocher.

Dans ce projet, la fondation ancrée a nécessité moins de la moitié du volume de béton par rapport à la fondation superficielle, ce qui a permis des économies importantes en matériaux.

Cependant, la contrainte au sol est environ dix fois plus élevée pour la fondation ancrée dans le rocher. En comparaison, l'augmentation de la contrainte dans le cas de la fondation superficielle est minimale, presque imperceptible avec l'échelle de couleurs utilisée pour illustrer les fortes contraintes sous la fondation ancrée.

Si vous souhaitez explorer la faisabilité d'une fondation ancrée dans le rocher pour votre projet éolien, et potentiellement réduire drastiquement les coûts, n'hésitez pas à nous contacter 📧.