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COTITA Centre Est - 30 janvier 2018 - Des sols traités pour des terrassements durables
Convention d’étude sur les sols traités chauffés
Présentation de la démarche – Premiers résultats
Sébastien HERVE – Cerema
Emmanuel LAVALLEE - SPTF
COTITA Centre Est - 30 janvier 2018 - Des sols traités pour des terrassements durables
Objectifs de l’étude
Étudier une procédure d’essais accélérés par chauffage des sols traitées en laboratoire
applicable aux chantiers de faible importance(complémentaire, mais ne se substituant pas au GTS)
durée d’étude réduite (< au 3 mois d'une étude GTS)
sur éprouvettes 5x5 cm, si possible
=> apprécier l’effet du chauffage, à 30 et à 40°C, pour comparer la valeur de référence et la valeur accélérée, et apprécier les écarts et incertitudes associés
COTITA Centre Est - 30 janvier 2018 - Des sols traités pour des terrassements durables
Partenaires :
Convention d'Action de Partenariat et d'Innovation (API) entre :
◦ le Cerema (Angers, Autun et Nancy)
◦ CIMBéton
◦ SPTF
◦ USIRF (Routes de France)
◦ UPChaux
◦ FNTP
COTITA Centre Est - 30 janvier 2018 - Des sols traités pour des terrassements durables
Pour quelles applications
L’ensemble des infrastructures et aménagements urbains Valoriser davantage les matériaux du site: en performances
Favoriser l’équilibre des terres: limiter les excédants
Réduire les apports en matériaux extérieurs: réduire l’impact environnemental et optimisation économique
COTITA Centre Est - 30 janvier 2018 - Des sols traités pour des terrassements durables
Contexte Technique maîtrisée, parfaitement codifiée
Technique utilisée depuis des décennies avec succès
Applications: remblais, arases, Couche De Formes, dans les projets routiers et ferroviaires
Application élargie à la réalisation des plates-formes industrielles et commerciales, à la confection des couches d’assises des voiries et routes à faible et moyen trafics
Amélioration Développer davantage le traitement des sols aux projets de
faible importance (raccourcir les délais d’études en laboratoire)
Mieux maîtriser les solutions « variantes » en traitement de sols
Une amélioration aux bénéfices des projets:
COTITA Centre Est - 30 janvier 2018 - Des sols traités pour des terrassements durables
Compléter le Guide « GTS »
Guide en vigueur = guide des traitements des sols
(LCPC-SETRA, 2000) Besoin d’attendre la fin de l’étude (3 mois minimum)
=> Délais trop long pour les petites opérations
Qualification des
performances à 90 jours
Notre démarche
Qualification par anticipation
des performances aux jeunes
âges (7, 14 et 28 jours ?)
COTITA Centre Est - 30 janvier 2018 - Des sols traités pour des terrassements durables
Programme de l’étude
3 types de sols
2 températures d'étude : 20°C et 40°C
1 température intermédiaire : 30°C
4 liants de comportements bien différenciés L1 : base laitier courant : [K30 S70] DN,
L2 : base clinker prise normale : [K70 L30] DN,
L3 : base clinker prise rapide : [K70 L30] DR,
L4 : base laitier spécifique : [S60 K20, L20] DN.
3 modalités de dosage par liant :– d4 : 4 %
– d5 : 4 % + 1 % de CaO
– d6 : 6 %
COTITA Centre Est - 30 janvier 2018 - Des sols traités pour des terrassements durables
Les sols testés
Matériau A1 : limons provenant du chantier RCEA, à proximité du LR Autun (VBS = 1,85),
Matériau A2 : argiles d’Obourg - transférées par l’entreprise au LR Autun (VBS = 3,10),
Matériau B5 : sables de scalpage Urano / Douzy(VBS = 0,45)
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Organisation des essais
Essais croisés réalisés par binômes A1 : Cerema Angers + laboratoire ByTP
A2 : Cerema Autun + laboratoire Sigma Béton
B5 : Cerema Nancy + laboratoires Colas et Eiffage
Essais préalables : GTR, aptitude, chimie
Essais complémentaires Cerema
dimensions 5x10, 10x10 et 10x20
mesures à 30°C
= 5400 éprouvettes en 2 ans répartis
sur 7 laboratoires
COTITA Centre Est - 30 janvier 2018 - Des sols traités pour des terrassements durables
Organisation des essais
Mesures des performances Eit/Rit à différents âges◦ 20°C : 7, 14, 28, 60, 90 et 360 jours
◦ 30°C : 7, 14, 28 et 90 jours
◦ 40°C : 4, 7, 14, 28 et 90 jours
=> Effet de la température sur la cinétique de prise ?
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Organisation des essais
Conditions de conservation cure préalable 24h à 20° en conditions saturées
puis température et hygrométrie constantes
sous étuis étanches fermés
en bain thermostaté ou en enceinte hygrométrique
COTITA Centre Est - 30 janvier 2018 - Des sols traités pour des terrassements durables
Organisation des essais
Audits laboratoires et essais croisés préalables sur éprouvettes PVC 5x5
et 5x10, 10x10 et 10x20 Cerema
Paramètres de fabrications masse volumique et teneur en eau
définis conjointement par binômes de laboratoire
matériaux mélangés et échantillonnés par le LR Autun
COTITA Centre Est - 30 janvier 2018 - Des sols traités pour des terrassements durables
Quelques premiers résultats sur le matériau A1
Influence dimensions des éprouvettes
Nota : tendances moyennes théoriques toutes configurations confondues, sans signification physique (valeurs en MPa)
résistances comparables pour les 4 dimensions
rapport Eit / Ec de l’ordre de 1,10
dispersion assez forte par rapport à la tendance moyenne
Rapport module / Résistance : 8000 < E/R < 12000
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Premiers résultats (exemple)
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Résultats L1 D4
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Résultats L2 D5
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Résultats L4 D6
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Synthèse des premiers résultats : zones mécaniques comparées à 20 et 40°C
COTITA Centre Est - 30 janvier 2018 - Des sols traités pour des terrassements durables
Premières tendances du matériau A1:
forte sensibilité des résultats aux paramètres de fabrication : reprise de 15 % des essais
imprécisions sur la mesure du module
les valeurs issues de l'essai d'aptitude classique (7 j) sont globalement inférieures au valeurs de référence (20°C - 90 jours)
des tendances intéressantes sur les essais à 14 jours et 28 jours, à confirmer
COTITA Centre Est - 30 janvier 2018 - Des sols traités pour des terrassements durables
Perspectives
Fin des essais : printemps 2018
Analyse des résultats : mi-2018
Suites : ◦ modélisation des tendances et des écarts
◦ analyse des incertitudes et étude des risques
◦ calage sur d’autres sols
◦ définition des procédures d'un nouvel essai et modalités d’applications aux petits chantiers ?