Comportement des sols renforcés par fibres synthétiques: Influence de quelques paramètres physiques.

Abstract

L’utilisation des fibres de verre dans le but d’améliorer les propriétés mécaniques des sols est considérée comme une technique d’amélioration très efficace contre la liquéfaction des sols ainsi que de nombreux problèmes liés aux domaines de la géotechnique. Compte tenu de leurs hautes résistances à la traction, de leurs non biodégradabilité environnementale, de son faible coût et de sa disponibilité locale, ce produit (fibre de verre), contribue pleinement à l’expansion des projets géotechniques, restant actuellement très vulnérables lorsqu’ils sont soumis à des sollicitations statiques, dynamiques ou sismiques. L’objectif de cette thèse vise essentiellement l’étude des comportements des sables composites renforcés par fibre de verre et de résidus de clinker. Les sables analysés de caractéristiques physiques différentes, proviennent des berges de deux confluents d’Oueds Chlef et Rass de la région de Chlef (Algérie) où une cartographie, ayant déjà montrée des signes précurseurs à la liquéfaction. Une étude expérimentale des deux sables renforcés par fibres et de résidus de clinker a été réalisée au laboratoire en utilisant des essais de cisaillement direct et des essais triaxiaux (drainés et non drainés). Dans la première série de test de cisaillement direct, nous avons étudiés l’effet du renforcement par couches de fibre de verre sur le comportement au cisaillement des deux sables, en considérant le nombre de couches et le types de fibres de verre (Woven Roving ou Standard Mat) pour deux densités relatives. La deuxième série d’essais de cisaillement direct a été réalisée pour évaluer l’effet de l’inclusion aléatoire de fibres de verre et de résidus de clinker sur le comportement de deux sables. Les échantillons traités ont été préparés avec des ratios pondéraux en résidus de clinker de 0% à 5%. La longueur des fibres de verre était de 15 mm, avec des ratios pondéraux de 0% et 0.2% en poids de mélange de sol. Les essais triaxiaux ont été effectués sous cisaillement monotone drainé ou non drainé. L’effet de la teneur en fibres, de la densité du sol, des contraintes de confinement et des conditions de drainage sur le comportement du sable renforcé, y compris la résistance au cisaillement, le changement volumétrique et la dissipation de la pression interstitielle, cohésion, angle de frottement et le schéma de rupture final (si observable) ont été exploités et comparés pour les deux sables testés. Les résultats des essais ont montré que la présence de fibres de verre contribuait efficacement à une nette amélioration de la résistance au cisaillement des sables testés, tout en augmentant la contrainte normale, la teneur en résidu de clinker, la densité relative et le nombre de couches pour les deux types de fibres de verre. On peut noter dans ce contexte que l’ajout d’une quantité optimale en fibre (0.4% de la fraction de poids) peut assurer au sable lâche initialement liquéfiable une résistance au cisaillement suffisante en vue d’éviter l’effondrement par liquéfaction.