Étude expérimentale de la sédimentation-consolidation et de l'acquisition de résistance d'un sol fin

Experimental study of sedimentation-consolidation and of strength acquisition for a fine grained soil

• Auteur / Autrice : Françoise Masutti
• Direction : Jean-Paul Tisot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil, hydrosystèmes, géotechnique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Minéraux argileux

Mécanique des sols

Sols -- Consolidation

Propriétés mécaniques

Sols argileux

Résumé

Les situations d'envasement (barrages, estuaires), la stabilité de fonds marins, l'évolution de bassins de décantation d'effluents issus de diverses activités humaines constituent des phénomènes ou des procédés fortement conditionnés par le comportement de sédiments fins de teneur en eau élevée. Situés à la frontière entre milieux fluide et solide, ces matériaux sont particulièrement complexes et évolutifs et nécessitent des études interdisciplinaires. La description et la prédiction de leur comportement reposent sur la détermination de lois caractéristiques ; l'expérimentation en laboratoire constitue donc une étape préalable indispensable à la compréhension des phénomènes gouvernant la formation de ces sols. Dans ce contexte, cette étude concerne plus particulièrement le début de la consolidation et repose sur deux approches complémentaires incluant la mise en œuvre de dispositifs expérimentaux spécifiques : (i) banc gammamétrique et colonnes de sédimentation instrumentées permettant la simulation du processus de dépôt de suspensions de kaolin et la mesure non-destructive de certains paramètres ; (ii) système de type piézocône, adapté à la mesure en place de faibles valeurs de résistance au cisaillement non drainé. Le comportement des suspensions et des dépôts est analysé en terme d'évolution, au cours du temps, de la position de leur surface, de leur densité, de leur cohésion, des surpressions interstitielles, des contraintes effectives. Les résultats font l'objet d'une analyse géotechnique comparative entre différents modes de consolidation, d'une part pour mettre en évidence la continuité du processus sur un domaine étendu de contraintes et d'indice des vides, d'autre part afin d'étudier le comportement mécanique des dépôts obtenus en laboratoire parallèlement à celui observé in situ sur des sédiments marins récents. Nous abordons également la notion de '' transition '' sédimentation-consolidation, de manière classique et sous l'angle de l'acquisition de résistance.