Stabilisation des sols gonflants

2.4. Autre techniques de stabilisation :

? Drainage :

C'est la technique la plus classique qui est mise en oeuvre. Plusieurs procédés sont utilisés ; comme les tranchées drainant, drains de carton, drains de sables verticaux, tapis de la cote de la nappe (Livet).

· Substitution :

C'est la suppression de la couche du sol gonflant. C'est la solution la plus évidente. Si la couche a une grande épaisseur, la suppression totale ne peut être envisagée. Elle consiste excaver Jusqu'à une certaine profondeur puis remblayer avec des sable ou autres matériaux graveleux. C'est une solution très coûteuse.

· Application de fortes pressions :

Le gonflement peut être évité en appliquant au sol des pressions supérieures à la pression de gonflement. IL s'agit de pression de gonflement réelle, c'est-à-dire correspondant à la pression limite minimum nécessaire pour empêcher le sol de gonfler par des chemins de contraintes réelles, in situ, cette pression peut être appliquée soit par l'édifice lui même, soit par des surcharges qui sont généralement des remblais de sols non gonflants (Mouroux.1969). C'est une solution à déconseiller.

· Compactage :

Dawson recommande de compacter les argiles à des densités minimales et Seed (1961) note que les argiles compactées de la côte sèche de l'optimum ont plus tendance à gonfler que si elles sont compactées de la côte humide. Malheureusement, de la côte humide, Les argiles sont moins résistantes. Il faudrait donc retrouver un compromis.

· Prehumidication :

On crée ainsi un gonflement avant construction et si une forte teneur en eau est maintenue. Le volume restera sensiblement constant par la suite. Deux techniques sont utilisées : - Simple arrosage par jet.

- Création de bassins au-dessus du sol gonflant, et c'est beaucoup plus utilisé.

· Traitement thermique :

Une augmentation de la température peut améliorer la résistance d'une argile. En réduisant la répulsion électrique entre les particules sous l'effet de la chaleur on provoque un écoulement de l'eau interstitielle due au gradient thermique appliqué.

· Utilisation de fondations et d'édifices spéciaux :

Elles sont utilisées, soit pour réduire le gonflement, soit pour dissiper les pressions du gonflement. L'étude la plus intéressante était faite par Jennings et Evans (cité par Mouroux ; 1969). Elle donne, en effet, plusieurs types de construction suivant le soulèvement estimé. Elle comprend :

- Des renforcements en acier des murs pour assurer une plus grande rigidité.

- Des « constructions Split », c'est-à-dire, conçues pour assurer le déplacement éventuel sans dommage d'une partie de l'édifice.

CHAPITRE 2 STABILISATION DES ARGILES

59

- Des reports de charges sur des semelles isolées.

- Des pieux fondés sur une couche peu gonflante.

Par ailleurs, on peut placer un tapis graveleux entre l'argile et la construction pour amortir l'effet du gonflement.

3. CONCLUSION :

La stabilisation des sols argileux a été étudiée par un grand nombre de chercheurs. Beaucoup de méthodes et d'appareillages ont été mis au point, pour connaître l'influence de l'efficacité d'une solution ou d'un produit sur la stabilisation d'un sol argileux. Quelques exemples sont cités concernant l'utilisation de produits chimiques servant à la stabilisation des sols argileux.

Autour de cette idée que s'articule ce chapitre, a été consacré à l'étude bibliographique présentant l'état d'avancement de la recherche dans le domaine de la stabilisation des sols argileux.

Le choix des techniques de stabilisation les plus utilisées dépend de plusieurs paramètres tels que ; les considérations économiques, la nature du sol à traiter, la durée de l'opération, la disponibilité des matériaux à utiliser ainsi que les conditions d'environnement.

APERÇU DU SITE

Les échantillons d'argile que nous avons expérimentés ont été prélevés dans la commune de M'daourouch, dans l'enceinte de l'Ecole de la Gendarmerie Nationale. Notre choix a été guidé par le fait que le projet en question a subi divers désordres affectant la maçonnerie et les dallages. Ces désordres avaient été attribués, après une expertise approfondie effectuée par le Laboratoire Géotechnique BEGAS, aux effets du gonflement du sol de fondation argileux généré par les fluctuations saisonnières de la nappe superficielle.

? CONTEXTE GEOLOGIQUE :

Le site où ont été effectués les prélèvements se situe au coeur du synclinal de M'daourouch. Il est caractérisé par les formations du Mio-plio-quaternaire continentales et lagunaires constituées par une série détritique argileuse à la base et des calcaires lacustres au sommet. Cette série d'une puissance n'excédant pas 300 m, débute sur les calcaires du Maestrichtien et les grés du Miocène inférieur, par des conglomérats à gros galets emballés dans des sables et des argiles continentales rouges dont l'épaisseur peut atteindre une cinquantaine de mètres. Au dessus dominent les argiles limoneuses crayeuses à intercalations de sables gréseux grossiers.

? APERÇU CLIMATOLOGIQUE :

Le climat de M'Daourouch est dit tempéré-chaud. L'hiver se caractérise par des précipitations bien plus importantes qu'en été. Selon la classification de Köppen-Geiger, le climat est de type Csa « semi-aride ». La température moyenne annuelle est de 13.8 °C. Les précipitations sont en moyenne de 587 mm. Les données climatiques suivantes correspondent aux moyennes relevées par la station météorologique de M'daourouch sur la période 1980/2012.

? Pluviométrie :

Mois	J	F	M	A	M	J	J	A	S	O	N	D	Total
P (mm)	77	74	69	54	53	22	11	14	36	45	60	72	587

? Températures :

Mois	J	F	M	A	M	J	J	A	S	O	N	D
T° min	0.4	1.2	2.7	5	8.6	12	14.9	15.3	13.6	9.2	5.2	1.6
T° max	9.8	11.1	14.4	18.1	22.4	27.7	32.1	31.7	27.5	20.8	15.1	10.8
Moy	5.1	6.1	8.8	11.5	15.5	19.8	23.5	23.5	20.5	15	10.1	6.2

60

61

APERÇU DU SITE

40

35

30

25

20

T (°C)

15

10

5

0

80

70

60

50

40

p (mm)

30

20

10

0

Fev

Juil

Avr

Nov

Sep

Oct

Mai

Dec

Janv

Juin

Aout

Mars

	Période
	pluvieuse					Période
						sèche

Précipitations Températures

? Diagramme ombro-thermique

Une différence de 66 mm est enregistrée entre le mois le sec et le mois le plus humide. L'écart de température entre le mois le plus froid et le mois le plus chaud est de 18.4° C.

? Commentaires :

La pluviométrie relativement importante entre les mois d'Octobre et Mai alimente la nappe phréatique dont le niveau monte de manière significative. Les remontées des eaux de la nappe par capillarité dans les couches argileuses constituant le sol de fondation des constructions provoquent le phénomène de gonflement qui engendre un soulèvement de la structure. En période sèche, entre Juin et Septembre, nous observons le phénomène inverse qui se traduit par un retrait des argiles dû à une dessiccation rapide par abaissement de la nappe et évapotranspiration. Ces fluctuations saisonnières entrainent des désordres dans les constructions qui se traduisent par la fissuration de la maçonnerie et le soulèvement des dallages.

La caractérisation des sols gonflants par la détermination des paramètres agissant, en l'occurrence, la pression de gonflement et son potentiel est une phase qu'il ne faut pas négliger lors de l'élaboration d'une étude sol. Les moyens d'en prévenir les conséquences sont divers et variés. Les plus répandus concernent la protection des ouvrages en infrastructure :

? Drainage périphérique

? Ecrans étanches (géomembrane)

? Imperméabilisation du sol et élimination radicale de la végétation autour de la construction

APERÇU DU SITE

? Application de surcharges engendrant des contraintes supérieures à la pression de gonflement. Encore faut-il que cette dernière soit bien définie et que les surcharges ne provoquent pas de tassements non admissibles.

Dans les domaines des infrastructures routières et aéroportuaires, la tendance porte plutôt sur les méthodes de traitement du sol par ajout de matériaux divers : sable, chaux, ciment, laitier de hauts fourneaux, fibre de verre, etc...

Cette dernière méthode, malgré son utilisation déjà répandue, demeure toujours en phases d'expérimentation et de recherche tant que les paramètres qui entrent en jeu, sont encore mal maitrisés. Parmi ces paramètres, on peut citer :

? Le dosage de la matière ajoutée

? L'épaisseur de la couche traitée

? L'efficacité de la méthode en grandeur réelle : retour d'expérience étant trop court.

62

APERÇU DU SITE

63

1. CHAPITRE 3 IDENTIFICATION ET CARACTERISATION DU SOL ETUDIE

64

INTRODUCTION :

Dans ce chapitre, nous allons présenter les différents essais que nous avons effectués en laboratoire, comme étant la partie expérimentale de notre travail.

Pour la chronologie de ces essais, nous avons établi un ordre qui prend en compte les différents paramètres et mesures à lesquels devra être soumis le sol naturel, et qui contribueront ultérieurement de façon directe dans le processus de stabilisation.

Notre série d'essais se termine par celui du gonflement proprement dit, et d'ou le phénomène qu'on projette d'éradiquer tient le nom.

2. PROGRAMME DES ESSAIS :

Les essais d'identification pour déterminer les propriétés physico-chimiques et mécaniques

des échantillons en notre disposition sont les suivants :

> La teneur en eau naturelle (w) selon la norme NF P94-050;

> Le poids volumique sec (yd) selon la norme NFP 94-053 ;

> Les limites d`Atterberg (limite de liquidité wL, indice de plasticité Ip) selon la norme NF P

94-051, 1993.

> La granulométrie, tamisage par voie humide selon la norme NF P 94-041.

> Analyse chimique selon la norme NF P 18.011.

> Essai Proctor selon la norme NF P 94-093.

> Essai de cisaillement selon la norme NF P 94-71.

> Essai de gonflement libre selon la norme XP P94.091.

3. ETUDE GEOTECHNIQUE (Présentation et résultats des essais) :

Dans cette partie de notre travail, nous donnons la description de chaqu'un des essais énumérés plus haut, son mode opératoire et le résultat escompté.