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LES PLÉNIÈRES 2017Sciences et techniquesdu Génie Civil JOURNÉES
GÉOTECHNIQUE
Durabilité des sols traités à la chaux en environnement marin
Thèse : CARACTERISATION MULTIPHYSIQUEET ÉTUDE DE LA DURABILITÉ D’UN SOL TRAITÉÀ LA CHAUX POUR UNE APPLICATION AUXDIGUES MARITIMES
Méthodologie et premiers travaux
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CONTEXTE
• CPER-FEDER Digue 2020Plate-forme de recherche pour les digues maritimes de protection contre les submersions: digue en sol traité à la chaux
• Acteurs du projet
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• Localisation de la futur plate-formeChoix issue d’une analyse multicritère comprenant intérêt scientifique et acceptabilité
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METHODOLOGIE DE L’ETUDE
• Problématiques
Le sol traité à la chaux tel qu’il est préparé et compacté en chantier est-il apte à garantir au cours du temps l’intégrité de la digue maritime?
•
Quelles propriétés initiales du matériau traité contrôle le plus sa durabilité?
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METHODOLOGIE DE L’ETUDE
• Caractérisation du sol utilisé pour l’étude de laboratoire
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Limon « Salin de Giraud »
Limon marron clairPrésence de racines
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Analyse granulométrique
(P94.041et P94.057)
Limon sableux
Limites d’attergerg(NF P94-052-1)
IL=26.2
VBS (NF 94-068)>1.10 g/100g
Limon A1 peu plastique
1 10 100 1000 100000
102030405060708090
100
diamètres équivalents en micromètres
po
urc
en
tag
e p
on
dé
ral t
am
isa
t e
n %
sédimentométrie
granulométrie
Sédimentométrie Granulométrie
80m m
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« PFC »: Point de fixation de la chaux
(ASTM D6276)Quantité de chaux
consommé lors des réactions
instantanées au contact du sol
PFC =1%
A venir…Minéralogie par analyse DRXTest d’aptitude au traitement
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METHODOLOGIE DE L’ETUDE
• Variabilité des matériaux• Deux lots d’échantillons traités à 2% de
chaux :
-(TWc2) préparé à l’eau du robinet
-(SWc2) avec une solution d’eau de mer reconstituée (NF P18-837)
• Un lot (Nat) non traité, non salé
•
• Un lot (TWc4) traité à 4% de chaux
• Un lot (TWd98) traité à 2% de chaux et compacté à 98% de l’OPN
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D=9
5%O
PN
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METHODOLOGIE DE L’ETUDE
• VieillisementAccélérer les variations hydriques les plus intenses et
supposées les plus dommageables.
Evaluer l’effet de l’eau de mer sur les propriétés du matériaux
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Variaton du niveau marinMarées & tempêtes
Grand
e am
plitu
de de
varia
ton d
e ωZone faiblement impactée
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Caractéristique du cycle▫ Séchage sous condition contrôlé en chambre climatique:
20°C, 60% d’humidité relative Jusqu’au point d’entrée d’air Durée : environ 24h
EprouvetePapier fltrePierre poreuse
METHODOLOGIE DE L’ETUDE
• Vieillisement
▫ Humidification par montée capillaire. Solution d’eau de mer
reconstitué (NF P18-837)
Jusqu'à 90% de w initiale (environ 100g d’eau)
Environ 20h
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METHODOLOGIE DE L’ETUDE
• Etudes multi-physique
-Caractériser le comportement mécanique, hydromécanique et érosif du matériau en fonction des sollicitations subies.
-Croiser les mesures géophysiques et celles destructives
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RÉSISTANCE EN COMPRESSION
SIMPLE
(NF P94-077)
0 1 20
50
100
150
200
250
300
350
400
204,84221,14
276,91288,29
243,42
368,62
324,38
267,82
Rc (nombres et types de cycles hydriques)
Cure 15 jours (A1)Cure 20 jours (A2 et A3)Cure 7 jours puis cycle hydrique (B1)Cure 13 jour puis cycles hydriques (eau douce) B2 & C2Cure 13 jours puis cycles hydriques (eau salé) B3 & C3
Nombres de cycles
Rc (k
Pa)
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LOI D’ÉROSION INTERNE
Essai « Hole Erosion test » (HET)
Sur échantillons de laboratoire & prélevé
dans la digue
LOI D’ÉROSION EXTERNE
Essai Mobile Erosion Test (MoJET)
Labo & terrain
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PERMÉABILITÉ: APPROCHÉ PAR LE
CALCUL
Perméabilité à l’état saturé: modèle de Katz-
Thompson1 10 100 1000 10000 100000
0
0,1
0,2
0,3dV/dlogD Vs pore size
Aucun cycle (A3)1 cycle (B2)2 cycles (B3)
pore size (nm)dV
/dlo
gD (m
L/nm
/g)
Familles de pores déterminés par porosité à intrusion de mercure
Perméabilité à l’état non saturé: modèle utilisant les vitesses de montée
capillaire & séchage
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RésistivitéSuivi du matériau pendant
la cure et les cycles hydriques
Fabricationn d’une cellule à anneaux d’électrodes
Ondes acoustiques P&SSuivi du matériau pendant
la cure et les cycles hydriques
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Réactiité du sol au traitement Caractérisaton du sol (GTR) Choix des dosages Paramètres de densifcaton
Traitement du sol et compactage
Cure à 20°C et w% constant
Infuence du temps de cure sur la durabilité
Vieillissement par cycles hydriques
Caractérisaton à 7 jours
Caractérisaton à 28 jours
Caractérisaton à 90 jours
Caractérisaton à 365 jours
Vieillissement par cycles hydriques
2
4
62
4
8
12
• Plan d’expérience
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Conclusion & perspectives
1 étude de la durabilité au laboratoire
Caractérisation du matériau après un nombre de sollicitations hydriques croissantes
2 études in situ
Caractérisation du matériau prélevé dans la digue à différents âges et comparaison des résultats de
laboratoire
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