Le sol traité à la chaux : un matériau résistant à l ...digues2013.irstea.fr/wp-content/uploads/2013/06/Digues2013_s8_03-3... · Sol non traité Sol traité ... Comportement

Le sol traité à la chaux : un matériau résistant à l’érosion résistant à l’érosion

pour les ouvrages hydrauliques

Gontran Herrier, Lhoist R&D

Retour d’expérience, ouvrages de référence� Canal de Friant-Kern

(Californie)• Rénovation : années ’70• Objectifs : stabilité,

réduction de l’entretien

2Digues maritimes et fluviales de protection contre les submersions Aix-en-Provence, 12-14 juin 2013

� Digues sur le Mississippi

Le traitement à la chaux dans les travaux de terrassement� Avantages connus

• Maniabilité, mise en œuvre des matériaux• Stabilité des remblais, cohésion• Insensibilité à l’eau• Diminution du potentiel de retrait-gonflement

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• Diminution du potentiel de retrait-gonflement

Digues maritimes et fluviales de protection contre les submersions Aix-en-Provence, 12-14 juin 2013

Après traitementAvant traitement

Eléments propres à l’application en O.H.� Perméabilité

• Préjugé dû à l’abaissement de la densité sèche après compactage des sols traités à la chaux

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• Evolution de la porosité et perméabilité ?


Niveaux de perméabilité des sols traités : similaire aux sols naturels� Méthodologie spécifique

• Mise en œuvre à l’état wh, compactage par pétrissage

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• Réorganisation de la distribution porale• Limon Ip=11, traitement à 2% de chaux vive :

• k<10-8 m/s à 10-10 m/sDigues maritimes et fluviales de protection contre les submersions

Aix-en-Provence, 12-14 juin 2013

Dispersivité� ECT (Ifsttar)

• Limon Ip=11, non traité


Etat initial 15 heures 45 heures5 heures

5 min 15 min 45 minEtat initial

• Traité à 2% de chaux, 90j maturation

Résistance à l’érosion interne et externe� HET (Irstea)

• Limon argileux du Rhône


Avantages, méthodes et possibilités � Avantages du traitement à la chaux

• Avantages connus• Valorisation des sols locaux• Résistance à l’érosion interne et externe• Perméabilité similaire aux sols naturels• Possibilités de révégétalisation des talus


� Méthodologie préconisée• Production d’un matériau homogène• Centrale de traitement : ajustement teneur en eau et

dosage en chaux

� Réalisation et expérimentation en vraie grandeur

Digue expérimentale du CER de Rouen : Un ouvrage hydraulique en vraie grandeur Un ouvrage hydraulique en vraie grandeur

en sol traité à la chaux

Isabelle CHARLES, CETE NC / CER

Objectifs

� Prouver la faisabilité du traitement spécifique à l a chaux et de la procédure de mise en oeuvre à l'échelle industrielle.

� Corréler les observations en laboratoire sur les propriétés des sols traités à la chaux à l'échelle réelle


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propriétés des sols traités à la chaux à l'échelle réelle

� Évaluer les bénéfices du traitement à la chaux par rapport au sol naturel (comportement mécanique et hydraulique)

Structure expérimentale en sol traité


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Caractéristiques du limon traité avec 2.5% de chaux :

ρd = 1.73 t/m3 wOPN = 17.8 %

Structure en sol non traité


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Caractéristiques du limon naturel :

ρd = 1.82 t/m3 wOPN = 14.5 %

Construction des diguesseptembre 2011 – CER (Rouen)

Préparation du matériauCompactage


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Limon traitéDigue en limon traité

Sol naturel

Mesures pendant la construction

� Teneur en eau

• moyenne = 19.4 % (OPN + 1.6 %) • écart-type = 0.7 % (118 mesures)

0

300

600

90 95 100 105 110

Taux de compactage (% ρρρρd OPN)

Homogénéité du matériau mis en oeuvre


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� Masse volumique sèche (GPV 25-40)

• 96.7 % ρρρρdOPN• objectif ≥ 95 % ρdOPN• Couche de surface : 98.5 % ρρρρdOPN• écart-type = 1.1 % (42 mesures)

900

1200

1500

Profondeur (mm)

GDS1 GDS3 GDS5 Moyenne

GDS2 GDS4 GDS6

Taux de compactage calculé à partir de mesures de masse volumique (Double sonde gamma GDS200)

Mesures après la construction�Perméabilité

Sol non traité

Sol traité

28 jours 6 mois 1 an

In situ, Nasberg :

(LR Blois)

(CER) 3 .10-9 m/s

8 .10-10 m/s

1 .10-9 m/s

2 .10-9 m/s 8,5 . 10-9 m/s

Sur carottes:

Essais triaxiaux (CD) 1 .10-9 m/s 2,8 .10-9 m/s 1 .10-9 m/s 1 .10-9 m/s


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Essais triaxiaux (CD) 1 .10-9 m/s 2,8 .10-9 m/s 1 .10-9 m/s 1 .10-9 m/s

Sonde double packers du LR Blois Dispositif du CER

Mesures après la construction

� Résistance au cisaillement (essais triaxiaux, CD)

Sol non traité Sol traité

75 jours 6 mois 1 an

c’ palier (kPa) 0 (convention) 41 61 ≈ 100

φ’ (°) 35° 38° - 39°

� In situ, pressiomètre et dilatomètre


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� In situ, pressiomètre et dilatomètre

Sol non traité Sol traité

28 jours 6 mois 28 jours 6 mois 1an

Pressiomètre :

Pression limite (MPa)

Module (MPa)

0.25

1.57

0.36

2.00

3.77

38.6

4.23

52.70

6.01

81.60

Dilatomètre :

Module de déformation (G)

Module Young Cyclique (E)

-

-

-

-

-

-

50 to 90 MPa

400 to 480 MPa

Érosion – Mobile JetsNon traité (600 ml/min, 15 min)


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Zone d’essaisLimon traité (2000 ml/min, 5min)

Conclusion

� Les résultats acquis sur les ouvrages expérimentaux, en limon traité à la chaux et non traité, montrent :

• la faisabilité de la procédure de traitement en


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• la faisabilité de la procédure de traitement en centrale et de mise en œuvre avec un niveau d’homogénéité élevé

• l’amélioration des performances mécaniques par le traitement à la chaux au cours du temps

• la préservation des niveaux de perméabilité faibles• l’augmentation de la résistance à l’érosion

Merci de votre attention


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Résistance à l’érosion des sols traités à la

POSTER

Résistance à l’érosion des sols traités à la chaux et application aux digues : une étude

paramétrique complète en laboratoire

Christophe Chevalier, IFSTTAR

Comportement général des matériaux traités à la cha ux vis-à-vis de l’érosion et de la sensibilité à l’eau

� HET (Hole Erosion Test)�ECT

(Enhanced

Crumb-Test)

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�MoJET (Mobile Jets Erosion Test)


Restauration des berges et digues de l’Estey d’Eyra ns

POSTER

Restauration des berges et digues de l’Estey d’Eyra ns au moyen du traitement à la chaux : une solution performante et respectueuse de l’environnement

Philippe Bienvenu, Lhoist

� Chantier avec contraintes : matériaux, accès, environnement

� Solution appliquée : traitement des sols à la chaux


Documents

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