Etude en laboratoire de la contribution des géotextiles à l'amélioration de la résistance des sols limoneux (expérimentation et modélisation)

Abstract

L'utilisation des techniques de renforcement par géosynthétiques permet d'améliorer les propriétés des sols, selon le domaine ou la fonction de l'ouvrage. Ces matériaux synthétiques qui sont de plus en plus utilisés sous forme de nappes ou de fibres, représentent une alternative économiquement et techniquement intéressante. L’objectif des recherches menées dans le cadre de cette thèse, consiste à mettre en évidence, l’influence du géotextile sur la résistance au cisaillement d’un sol limoneux (sable de la région d’Oued Chlef) qui a connu beaucoup de phénomènes d’instabilité lors du séisme de Chlef, et de voir à quel niveau, le géotextile commence à contribuer à l’effort de cisaillement. Une étude expérimentale préliminaire portant sur le comportement des sols limoneux renforcés, par des fibres et des nappes de géosynthétique a été menée. Les essais de cisaillement direct ont été effectués pour étudier l'influence de l'humidité et de la teneur en fines sur le comportement mécanique des mélanges sable-limon. Cette recherche portera sur la comparaison entre les résultats obtenus pour les échantillons secs (?=0) non renforcés à ceux humides (? = 3%), sous diverses pressions de confinement (50, 100, 200 et 300 kPa). Par la suite, le renforcement de mélange sable-limon avec des fibres synthétiques (ƒb = 0,1 ; 0,25 ; 0,3 à 0,5% contenu volumétrique de fibres) montre d’une manière générale que l’ajout des fibres permet l’amélioration de la résistance au cisaillement entre 25% à 40 %, en limitant la contractance du sol. En outre, les essais triaxiaux monotones non drainés sous un confinement de 100 kPa, ont permis d’étudier le comportement du sable limoneux mélangé avec des quantités variables de limon, non renforcé et renforcé par des inclusions horizontales en géotextile tissé (Ng = 1, 2, 3). Nous avons constaté que la contribution des nappes de géotextiles augmente la résistance au cisaillement du sol pour toutes les teneurs en fines examinées par le pouvoir dilatant de ces matériaux. Une investigation numérique en complément des essais expérimentaux nous a permis de mettre au point un modèle tridimensionnel, basé sur la méthode des éléments finis et développé sous l’environnement ABAQUS (6.14). Une démarche spécifique a été proposée afin de simuler le comportement du matériau granulaire non renforcé et renforcé par des nappes de géotextile. Après confrontation des résultats numériques et expérimentaux, nous constatons une bonne concordance sous sollicitation tri-axiale drainée.