Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux

Type de document

THESE

Langue

anglais

Auteur

YING

Résumé / Abstract

Le traitement à la chaux peut améliorer la maniabilité et les propriétés hydromécaniques des sols grâce à différentes réactions physico-chimiques telles que l'échange cationique et la réaction pouzzolanique. L'efficacité du traitement à la chaux pourrait dépendre de la chimie de l'eau et du climat. Afin de comprendre les effets de la salinité et du climat sur les sols traités à la chaux, le projet DIGUE 2020 a été mis en place avec une digue construite aux Salin-de-Giraud en employant des sols salins locaux. Dans l'étude de cette thèse, un travail expérimental au laboratoire a été réalisé pour caractériser le comportement hydromécanique des sols prélevés des Salin-de-Giraud avec et sans traitement à la chaux, en mettant l'accent sur les effets de la salinité et des cycles d'humidification-séchage. Afin de bien caractériser l'effet de la salinité, de nouvelles méthodes ont été proposées pour déterminer la salinité dissoute et la succion osmotique induite pour les sols non saturés, en tenant compte des sels dissous et précipités. Les mécanismes liés à l'effet de la salinité sur la limite de liquidité et le comportement de compactage des sols non traités, et à l'effet de la dessiccation sur la microstructure des sols salins compactés ont été clarifiés. La teneur en chaux optimale des sols avec l'eau déminéralisée, l'eau de mer synthétique et une solution d'un mélange de sels a été déterminée par la méthode du pH. Les résultats ont montré que la teneur en chaux optimale augmentait avec l'augmentation de la concentration en sel, ce qui peut être attribué à la consommation d'ions OH- par les ions Mg2+ et Ca2+ dans la solution saline, provoquant les précipitations de Mg(OH)2 et de CaCO3.Les effets de la salinité et de la taille des agrégats sur la minéralogie, la microstructure et la propriété de rétention d'eau des sols salins avec et sans traitement à la chaux ont été étudiés. Les résultats ont montré qu'il n'y avait pas de produits cimentaires détectés sur le diagramme de diffraction des rayons X même après un temps de cure aussi long que 150 jours, en raison de sa faible quantité et de sa phase mal cristallisée ou amorphe. En conséquence, la microstructure du sol traité à la chaux variait légèrement pendant la cure. La succion matricielle des éprouvettes traitées à la chaux a augmenté de manière significative pendant la cure, tandis que la succion totale a légèrement augmenté. Les succions totales et matricielles des éprouvettes traitées à la chaux augmentaient à mesure que la salinité augmentait. Les éprouvettes traitées à la chaux avec des agrégats plus gros présentaient une taille modale plus grande et avaient donc une valeur d'entrée d'air plus petite. Le comportement mécanique et la durabilité des sols traités à la chaux ont été étudiés en effectuant des essais de porosimétrie par intrusion de mercure, d'élément piézo-électrique et à l'oedomètre sur des échantillons non traités/traités à la chaux et des échantillons soumis à des cycles d'humidification-séchage. Les éprouvettes traitées à la chaux, par rapport aux éprouvettes non traitées, présentaient une résistance plus élevée aux cycles d'humidification-séchage, les distributions de la taille des pores restant presque réversibles. Les cycles d'humidification-séchage ont conduit à des changements réversibles du module de cisaillement de petites déformations (Gmax) et à une augmentation de la compressibilité du sol. L'eau de mer synthétique, par rapport à l'eau déminéralisée, a entraîné un Gmax plus élevé mais une compressibilité plus grande pour le sol traité à la chaux. Après les cycles d'humidification-séchage, les éprouvettes traitées à la chaux avec des agrégats plus gros (Dmax = 5 mm) avaient une limite élastique plus élevée et une compressibilité plus faible que les échantillons traités à la chaux avec des agrégats plus petits (Dmax = 0.4 mm)