Etude en laboratoire des propriétés physico-mécaniques des sables-limons renforcés par ajout de fibre de verre-ciment et émulsion de bitume

Abstract

Cette étude expérimentale a pour but d'analyser les difficultés géotechniques auxquelles sont confrontés les sols sablonneux et d'évaluer l'impact environnemental des déchets industriels tels que la poussière de calcaire et la poussière de clinker. La méthodologie intégrant sur trois volets complémentaires : La valorisation des déchets par la réutilisation de la poussière de calcaire et de clinker, qui sont des déchets provenant des carrières et des cimenteries ; le renforcement mécanique à l'aide de fibres de verre pour améliorer la résistance à la traction ainsi que pour créer un réseau qui limite la désagrégation du matériau ; et enfin, la stabilisation hydrique par l'ajout d'une émulsion de bitume pour assurer la stabilité du sol dans les environnements humides. En laboratoire, des mélanges de sable de rivière, de sable calcaire concassé et de poussière de calcaire ont été préparés en laboratoire et soumis à des essais de cisaillement direct à des pressions allant de 25 à 300 kPa. Les résultats ont montré que le sable reconstitué avec 30% de sable calcaire concassé et 15% de poussière de calcaire présentait une augmentation de la résistance au cisaillement allant jusqu'à 28% et une amélioration de la cohésion granulaire allant jusqu'à 65%, indiquant un renforcement structurel significatif du sol. Les apports mécaniques des matériaux renforcés génèrent des gains significatifs : La fibre de verre (de teneur 0,45% et 30 mm de longueur) a conduit à une augmentation de la résistance au cisaillement et cohésion en raison d'un réseau fibreux qui réduit la propagation des fissures ; la poussière de clinker (2,5%, 28 jours de durcissement) a amélioré la résistance au cisaillement de +58%, enfin, l'émulsion de bitume (5%, temps de cure de 28 jours) a maintenu la ductilité des sols en milieu humide, à condition qu'un confinement adéquat soit assuré. D’un point de vue environnemental, cette approche permet de réduire l’utilisation de liants traditionnels de 30 à 40 %, tout en recyclant plusieurs milliers de tonnes de déchets calcaire et clinker, et offre ainsi une solution géotechnique durable, alliant performance technique et responsabilité écologique dans le contexte géotechnique