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Etude des mécanismes des perturbations de la stabilisation des sols traités dans les couches de forme

Thèmes : Travaux routiersTerrassements

Le traitement des sols à la chaux et aux liants hydrauliques pour la réalisation de platesformes, couches de forme, sous-couches, se développe pour quatre raisons : ◆ amélioration de la qualité du traitement des sols fins obtenue par des machines plus efficaces et des procédures de mise en oeuvre plus rigoureuses; ◆ raréfaction des matériaux granulaires issus des carrières, et hostilité plus grande de l’opinion publique aux nuisances induites par leurs transports ; ◆ difficulté d’ouvrir des emprunts hors de l’emprise du chantier, ce qui incite à la réutilisation maximale des sols des déblais, même s’il faut compenser leur qualité médiocre par un dosage plus élevé en liants ; ◆ raisons économiques. A titre d’exemple une plate-forme commerciale ou industrielle construite en Ile de France avec des matériaux granulaires coûte 40 % plus cher qu’une plate-forme en sols traités. Le développement de cette technique s’accompagne cependant d’échecs que l’on a du mal à comprendre et surtout à prévoir. Ils se manifestent sur certains sols par l’absence de prise ou l’apparition de gonflements qui détruisent la rigidité acquise. Ces échecs ont des conséquences graves sur l’économie du chantier car ils nécessitent le remplacement du matériau traité, ce qui implique un allongement des délais et des surcoûts importants. Une enquête réalisée en 2000 auprès des terrassiers sur les grands chantiers autoroutiers de France a montré que plusieurs chantiers étaient chaque année concernés par ces difficultés, et que cela représentait environ 2000000 m3 de sols qui n’ont pas pu être traités et pour lesquels une technique de substitution a dû être trouvée. Si on ajoute les autres chantiers, hors du périmètre de cette enquête, on constate que ces problèmes concernent des volumes de sols qui ne sont pas marginaux. Un projet de recherche fédérateur Nos premières réflexions sur le sujet nous ont permis de distinguer deux types de sols à problèmes : ceux dont l’agent perturbateur est issu d’un des éléments de la roche originelle (on les trouve dans certains sols schisteux, arènes granitiques, marnes, sols micacés, argiles sériciteuses) et ceux dont l’agent perturbateur est importé dans le sol par une pollution (sulfates, nitrates, phosphates, matières organiques, etc.). Ces éléments minéralogiques et chimiques nocifs ne sont pas tous connus et les seuils de risques vis-à-vis de la stabilité dimensionnelle et mécanique sont à préciser. Un test permettant d’évaluer l’aptitude d’un sol au traitement a été mis au point (NF P 94-100) mais il ne permet pas de connaître l’élément perturbateur ou inhibiteur, ni d’expliquer le phénomène. Le programme que nous avons mis au point avec l’Ecole des Mines d’Alès prévoit, après une recherche bibliographique large, d’axer cette recherche sur l’étude des interactions chaux-ciments/minéraux des sols à différentes échelles. Avec pour objectifs : ◆ identifier les causes responsables des problèmes rencontrés et essayer de déterminer des seuils de risques ou un indice de nuisance liant/sol ; ◆ rechercher des types de traitements qui pourraient permettre la réutilisation de ces sols. L’article de Nicolas Cabane et al. montre combien cette recherche est complexe (car elle implique une connaissance approfondie du comportement des sols et de la chimie des liants) et lourde (car elle nécessite la réalisation d’un très grand nombre d’essais et d’analyses). C’est pourquoi l’industrie cimentière à travers l’ATILH et les chaufourniers par leur syndicat professionnel se sont associés au Syndicat professionnel des Terrassiers de France en apportant leurs moyens techniques et financiers ainsi que leurs compétences : ◆ l’ATILH met le doctorant en relation avec les laboratoires de recherche de ses adhérents spécialisés dans ce domaine; ◆ Holcim met à la disposition du doctorant les moyens techniques de son laboratoire DTA ; ◆ les Chaufourniers apportent leurs bases de connaissances sur les anomalies de prises ; ◆ les Terrassiers sélectionnent les chantiers sur lesquels des problèmes de traitement existent et mettent à la disposition du doctorant les échantillons de sols retenus en lui communiquant toutes les données géotechniques disponibles. Cette étude menée sur 3 ans s’achèvera fin 2004 et aura coûté 198000 €.

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Numéro : 810

Terrassements

Date de parution : Juillet-Août 2004

Sommaire :
Préface
Sommaire
A29 Ouest-Neufchâtel-en-Bray / Amiens
A51

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