Renforcement de sol par liant hydraulique : Analyse des caractéristiques mécaniques (expérimentation et modélisation)

Abstract

Le renforcement des sols en place demeure un secteur d’activité important dans le domaine de la géotechnique. En se référant sur plusieurs méthodes traitées dans ce domaine y compris les sables renforcés par liants hydrauliques (ciment) et par fibres synthétiques, le comportement mécanique des mélanges sable-ciment et sable-ciment-fibres a connu quelques controverses bien enrichies dans la littérature et se rapportant à un matériau sableux très usité prélevé des berges de l’Oued Chlef (ex El-Asnam) ; région très affectée par le séisme du 10/10/1980. Dans cette thèse, on présente une étude expérimentale permettant d’étudier le comportement des sols sableux renforcés par un liant hydraulique (ciment) et par fibre synthétique, en utilisant l’appareil de cisaillement direct. Les caractéristiques de résistance au cisaillement et à la déformation des mélanges sable-ciment et sable-ciment - fibres ont été étudiées. Les paramètres intrinsèques utilisées dans cette étude sont principalement : la densité relative (20, 50 et 80%), contraintes normales (σn), la teneur en ciment (2.5, 5, 7.5 and 10 %), la teneur en fibres (0.15 et 0.3%) et le temps de cure (7, 14 et 28 Jours). La contrainte aucisaillement du sable-ciment est étudiée, et les résultats montrent que la liaison entre le mélange sable-ciment permet d'améliorer non seulement la résistance au cisaillement du sol, mais fournit également une diversité dans la résistance contre les déformations imposées qui peut être établie par un caractère dilatant, caractérisé par l’ajout du ciment impacté par une influence sur les caractéristiques du comportement du sable. Les résultatsexpérimentaux des mélanges sable-ciment-fibre montrent que les caractéristiques mécaniques (cohésion et angle de frottement) donnent des performances mécaniques meilleures que le sable cimenté seuls. L’ajout de fibres joue un rôle efficace sur l’amélioration de la résistance au cisaillement. Cette efficacité a été atteinte pour un seuil de 0.15% de teneur en fibres dominant ainsi le comportement du sol renforcé pouvant ainsi contribuer dans l’amélioration des caractéristiques mécaniques des mélanges. Enfin, une modélisation numérique réalisée à partir du logiciel FLAC3D a permis de valider quelques paramètres d’unmodèle par une simulation numérique de quelques essais triaxiaux réalisés. Les résultats ont montrés que le modèle de Duncun et Chang conduit généralement à de bonnes simulations pour l’ensemble des essais en cisaillement et en compression.