Couplage entre propriétés microscopiques et comportement mécanique d'un matériau argileux

Coupling between microscopic properties and mechanical behaviour of a clay material

• Auteur / Autrice : Xavier Guillot
• Direction : Jean-Marie Fleureau, Muzahim Al-Mukhtar
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique et physico-chimie des sols
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique des sols, structures et matériaux (Gif-sur-Yvette, Essonne1998-2021)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mécanique des sols

Sols argileux

Résumé

L’étude du couplage entre les propriétés microscopiques et le comportement macroscopique d’un matériau argileux a soulevé diverses questions. La plus importante d’entre-elles et celle dont découlent toutes les autres concerne la façon d’appréhender ce sujet. En effet, un effort tout particulier a été porté à l’homogénéisation du travail afin de ne pas tomber dans un schéma trop classique qui consiste à établir des relations entre les propriétés microscopiques les unes indépendamment des autres (et pas dans leur ensemble) au macro après avoir réalisé les essais macroscopiques. Nous sommes allés plus loin en combinant les divers résultats (couplage des techniques) sous l’angle plus particulier de la porosité. Ceci a été rendu possible par l’utilisation simultanée de techniques d’investigations microscopiques largement utilisées dans le domaine. Une partie de ce travail a également consisté à estimer la qualité des résultats fournis par ces méthodes en fonction des contraintes hydro-mécaniques subies par le matériau au travers d’essais oedométriques ou isotropes. Une des originalités de ce travail réside aussi dans le fait qu’une très large gamme de contraintes hydro-mécaniques a été balayée. La porosité est restée au cœur de cette étude car elle nous paraît être un des paramètres les plus fiables et les plus prometteurs dans la connaissance du matériau dont la texture est intrinsèquement très complexe. Les principaux points qui ont été soulevés rentrent dans le cadre de ce couplage micro-macro. Il s’agit des échelles pertinentes, de l’importance de toutes les échelles, du saturé – non saturé, des paramètres importants (surfaces, état de l’eau …), de la façon d’appliquer les contraintes (d’abord la succion ou la contrainte), des effets respectifs des succions et des contraintes, des problèmes expérimentaux ou encore du problème de la référence de la masse sèche. Les phénomènes les plus difficiles à cerner semblent se situer au niveau du passage micro-méso.