Reconnaissance des sols de surface

Top soils investigation méthod. Application to scarification

• Auteur / Autrice : Antoine Legendre
• Direction : Daniel Boissier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sols -- Dynamique

Sols -- Essais

Pénétromètres

Mécanique des sols

Résumé

Le problème de la prévision du comportement mécanique des sols de surface est peu étudié, les géologues et les géotechniciens s'intéressant à des sols plus profonds et les pédologues à des caractéristiques physico-chimiques du sol ; or cette connaissance est nécessaire dans les applications de charruage, de terrassement et de déminage ; c'est pour cet objectif de déminage que le PEA ''sols de surface'' dirigé par la DGA a été mis en place et c'est dans ce contexte qu'a été réalisé ce travail. Pour comprendre et prévoir le comportement d'un sol de surface sollicité horizontalement par une dent, nous avons réalisé un banc d'essai à échelle 1/3 muni de ses procédures d'utilisation. L'effort de scarification est fonction de divers paramètres :géométrie de la dent, cinétique de la scarification, nature et état du sol. A l'aide du dispositif expérimental, nous avons etudié trois sols de référence : un limon, un sable et une grave bigraduée dans des états de compacité et d'humidité variables ; nous avons testé une seule dent à une vitesse et une profondeur constantes. Au niveau qualitatif, le comportement du sol sous scarification est complexe, (surface de cisaillement, fissuration, écoulement, traction. . . ). Nous avons établi une classification simplifiée de ses comportements. Au niveau qualitaif, nous avons montré que l'effort de scarification pour un matériau donné dépend d'abord de la densité sèche et à un degré moindre de la teneur en eau. Pour prévoir l'effort de scarification in situ, nous avons mis en place une méthodologie de reconnaissance basée essentiellement sur l'analogie entre une pénétration verticale (pénétromètre dynamique léger) et une pénétration horizontale (essai de scarification) ; nous avons introduit le rapport RS/P obtenu à partir de ces deux essais ; ce rapport est invariant par rapport à la densité et semble peu sensible au type de matériau. La prévision de l'effort de scarification est alors basée sur une fonction d'échelle, une estimation de l'humidité du sol et une mesure de l'effort de pénétration vertical. Cette méthodologie a été confirmée à trois campagnes d'essais in situ, dont une échelle réduite, et donne des résultats encourageants qui confirment les observations faites en laboratoire et justifient d'envisager à l'avenir de développer cette méthode, en mettant l'accent sur la partie humide du comportement du sol