Etude du comportement des sables renforcés par des fibres et/ou Polymères, etude expérimentale et numérique. (application aux sables Algériens).

Abstract

L'utilisation des techniques de renforcement par les fibres recyclée ou synthétiques et le traitement par le biopolymère permet d'améliorer les propriétés des sols, selon le domaine ou la fonction de l'ouvrage. Ces matériaux synthétiques ou bien déchets plastique qui sont de plus en plus utilisés sous forme de fibres discrète, représentent une alternative éco-environnement et techniquement intéressante. L’objectif des recherches menées dans le cadre de cette thèse, consiste à mettre en évidence, l’influence du fibres de plastique recyclé, synthétiques et le biopolymère sur le comportement mécanique d’un sol sableux (sable de la région de Zemmouri, sable de dune de la région d’El-Hadjeb, et sable de oued souf), par exemple le sable de Zemmouri qui a connu beaucoup de phénomènes d’instabilité lors du séisme de Zemmouri en 2003, et de voir à quel teneur en fibre et en bio polymère commence à contribuer à l’effort de cisaillement. Une étude expérimentale préliminaire portant sur le comportement des sols sableux renforcés, par des fibres et le bio polymère a été menée. Les essais de cisaillement direct ont été effectués pour étudier l´influence de l'humidité et de la teneur en fibre sur le comportement mécanique des sables. Cette recherche portera sur la comparaison entre les résultats obtenus pour les échantillons secs (𝑊=0%) non renforcés à ceux humides (𝑊=4%), sous diverses pressions de confinement (50, 100 et 200kPa). Par la suite, le renforcement de sable avec des fibres en plastique (𝑓𝑏=0,2;0,4;0,6;0,8 et 1%) montre d’une manière générale que l’ajout des fibres permet l’amélioration de la résistance au cisaillement, en limitant la contractance du sol. En outre, les essais de compression simple sur les échantillons de sable de dune, ont permis d’étudier le comportement mécanique du sable de sud Algérienne mélangé avec des quantités variables de bio polymère et renforcé par la fibre de polypropylène. Nous avons constaté que la contribution de bio polymère augmente la résistance à la compression du sable pour toutes les teneurs en bio polymère examinées, l’incorporation des fibres de polypropylène augmente la résistance à la compression à certain teneur en fibre au-delà de cette pourcentage la résistance mécanique commence à diminue. Une investigation en complément des essais triaxiaux consolidé drainé et des essais de cisaillement cyclique sur un sable d’Oued Souf ont été effectués pour évaluer l’effet de la teneur en fibre de polypropylène sur la résistance au cisaillement sous différents contrainte de confinement (50, 100 et 200 kPa). Les essais montrent que la teneur en fibre affecte d’une manière considérable la résistance au cisaillement du sable. Aussi, il a été constaté à travers les essais cycliques des sols renforcés par les fibres de polypropylène exercent réellement une influence sur l’efficacité du renforcement. L'étude numérique pour compléter les essais expérimentaux nous ont permis de définir un modèle en 2D, basé sur la méthode des éléments finis dans le logiciel PLAXIS 2D (8.2). Une loi de comportement de Mohr-Coulomb a été utilisée pour simuler le comportement d'un matériau granulaire non renforcé par des teneurs en fibre. Après avoir comparé les résultats numériques et expérimentaux, nous avons constaté une bonne compatibilité des résultats