Thèse : CARACTERISATION MULTIPHYSIQUE ET ÉTUDE DE LA

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BLERIOT PLAGE – 14 au 16 novembre 2017

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

Margot DE BAECQUE - IFSTTAR

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GÉOTECHNIQUE



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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GÉOTECHNIQUE



• Localisation de la futur plate-formeChoix issue d’une analyse multicritère comprenant intérêt scientifique et acceptabilité


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GÉOTECHNIQUE


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?

Margot DE BAECQUE - IFSTTARMargot DE BAECQUE - IFSTTAR

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GÉOTECHNIQUE



• Caractérisation du sol utilisé pour l’étude de laboratoire


Limon « Salin de Giraud »

Limon marron clairPrésence de racines


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GÉOTECHNIQUE


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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GÉOTECHNIQUE


« 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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GÉOTECHNIQUE



• 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


D=9

5%O

PN


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GÉOTECHNIQUE



• 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


Variaton du niveau marinMarées & tempêtes

Grand

e am

plitu

de de

varia

ton d

e ωZone faiblement impactée


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GÉOTECHNIQUE


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


• 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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GÉOTECHNIQUE



• Etudes multi-physique

-Caractériser le comportement mécanique, hydromécanique et érosif du matériau en fonction des sollicitations subies.

-Croiser les mesures géophysiques et celles destructives

Margot DE BAECQUE - IFSTTARMargot DE BAECQUE - IFSTTAR

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GÉOTECHNIQUE


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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GÉOTECHNIQUE


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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GÉOTECHNIQUE


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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GÉOTECHNIQUE


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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GÉOTECHNIQUE


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




Vieillissement par cycles hydriques

2

4

62

4

8

12

• Plan d’expérience


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GÉOTECHNIQUE



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


Documents

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