Etude des produits de traitement pulvérulents pour l'amélioration des sols

Chapitre 03 :

Limites de ces traitements et recherches actuelles

Sommaire

1 Les problèmes et limites de l'utilisation de ces solutions de traitement 29

1.1 Le froid, le gel 47

1.2 La présence d'éléments néfastes à la prise hydraulique 48

1.2.1 Les sulfates 48

1.2.2 Les matières organiques 48

1.3 Le problème du climat par rapport à la cinétique de durcissement 49

1.4 Les émissions de poussières 49

2 Les nouveaux produits entrant dans la composition des liants 49

2.1 Les cendres volantes 49

2.2 Le ciment de verre 50

2.3 Les déchets industriels 51

2.4 Mélange chaux-fibres de polypropylène et laitiers moulus associés à la chaux 52

2.5 Poudre de diabase associé à du ciment 52

3 Autres méthodes nouvelles et recherches 53

3.1 Autres matériaux présents dans les programmes de recherche 53

3.2 Les différentes orientations de la recherche dans ce domaine 53

4 Les techniques de traitements à l'étranger 55

4.1 Traitement à la chaux aux Etats Unis 55

4.2 Traitement des sols argileux en Hollande 55

5 Un usage différent de ces produits : le retraitement 56

1. Les problèmes et limites de l'utilisation de ces solutions de traitement

Les perturbations de traitement apparaissent lorsque les caractéristiques sont insuffisantes, traduisant l'existence d'interactions entre des constituants du sol et des agents de traitement. L'étude géotechnique n'identifie pas les constituants responsables de ces perturbations. Il est admis que certaines minéralogies et des substances solubles naturelles ou résultantes de l'activité humaine puissent en être responsables.

Cette liste de facteurs propres au sol, doit être complétée par des facteurs liés au traitement, tel qu'un sous-dosage.

En raison de la diversité des agents perturbateurs, cette recherche n'a pas cherché à étudier l'ensemble de ces mécanismes. Cependant, nous pouvons détailler un peu les phénomènes défavorables aux contraintes mécaniques recherchées.

Le froid, le gel

La prise et le durcissement des matériaux traités par des liants hydrauliques, sont déterminés par la température de conservation de ces matériaux. Mais des exigences économiques conduisent souvent à poursuivre les travaux de terrassement, en arrière-saison.

Pour les travaux en période froide, dite « arrière-saison », deux situations vont se présenter :

- Température moyenne faible (entre quelques degrés et 20°C) agissant sur la cinétique des liants hydrauliques, conduisant alors à définir différemment les périodes d'ouverture au trafic du chantier, dans le cas des sols traités ou les résistances aux jeunes âges. Notons, qu'il a été confirmé qu'hors période de gel, un "matériau traité d'hiver" est plus résistant en final, qu'un "matériau traité d'été".

- Température négative définissant une période de gel pouvant agir, soit par gélifraction détruisant le matériau traité, soit par gonflement par cryosuccion (phénomène de remontée d'eau liquide vers la zone gelée) de ce matériau ou du sol support de ce matériau, si celui-ci est sensible au gel. Cette situation conduit alors à une augmentation des émiettements de la couche de forme traitée. Les dégâts provoqués par le gel vont dépendre :

- du taux d'humidité du sol traité, - de sa résistance mécanique au moment de l'arrivée du gel, - de la nature de son réseau poreux.

Lorsque le traitement a été finalisé par la protection du matériau, cette dernière augmente la teneur en eau en surface, ce qui permet d'éviter une déshydratation de la surface du sol et donc un effritement de la surface lors de successions de périodes gel-dégel. Ensuite, la résistance mécanique du sol, lorsque le gel se présente, est importante pour la modification éventuelle du matériau. On considère que lorsque le RTB (paramètre lié à la résistance à la traction) est supérieur à 0,25 MPa, les dégradations du sol par le gel sont négligeables voire inexistantes puisqu'il est à l'abri du gonflement et de la gélifraction. Ce point a été montré par des essais de laboratoire sur des éprouvettes de sable traité, dont la teneur en eau était parfaitement contrôlée: un sol traité ayant subi le gel reprendra son durcissement et sa résistance mécanique, mais sera éventuellement dépendante d'une perte de compacité due à un gonflement.