Accélération de la consolidation des argiles par électro-osmose : essais en centrifugeuse

Acceleration of the clay consolidation by electroosmosis : centrifuge tests

¹ Laboratoire des matériaux et de structures de génie civil (LCPC/CNRS) Cité Descartes 2, allée Kepler 77420 Champs-sur-Mame LMT Cachan, ENS de Cachan/CNRS/UPMC 61, avenue du Président-Wilson 94235 Cachan kbeddiar@cesifr, France.
² LCPC Nantes Section mécanique des sols et centrifugeuse route de Bouaye, BP 4129 4341 Bouguenais Cedex Gerard.Rault@lcpc.fr, France.
³ LMT Cachan, ENS de Cachan/CNRS/UPMC 61, avenue du Président-Wilson 94235 Cachan Cedex berthaud@lmt.ens-cachan.fr, France.
⁴ LCPC Nantes Section mécanique des sols et centrifugeuse route de Bouaye, BP 4129 4341 Bouguenais Cedex. Gerard.Rault@lcpc.fr, France.
⁵ Laboratoire des matériaux et de structures de génie civil (LCPC/CNRS) Cité Descartes 2, allée Kepler 77420 Champs-sur-Marne, France.

Résumé

L’électro-osmose est un phénomène physique qui correspond au mouvement de l’eau saline contenue dans un milieu poreux humide sous l’action d’un champ électrique. Ce mouvement a lieu généralement de l’anode vers la cathode. Bien que de nombreuses publications soient consacrées à ce phénomène, on constate que l’électro-osmose étudiée sur des structures à grande échelle y est peu représentée. Ceci est lié aux problèmes expérimentaux qu’engendre l’application d’un champ électrique in situ. Des essais d’électro-osmose ont été réalisés en centrifugeuse au Laboratoire central des ponts et chaussées (centre de Nantes), sur différentes argiles avec et sans alimentation en eau à l’anode. Les résultats obtenus en macrogravité montrent que :

• (i)

  l’électro-osmose est très efficace pour améliorer les caractéristiques mécaniques ;

• (ii)

  on peut accélérer la consolidation de différentes argiles ;

• (iii)

  la fissuration couramment observée lors des essais d’électro-osmose de laboratoire – et qui perturbe ces essais – ne survient pas dans ce cas.

Abstract

The electroosmosis represents the movement of saline water in a wet porous media under the action of an electric field. This movement generally takes place from the anode towards the cathode. In spite of the significant number of publications in this field, very few treat tests of electrosmosis on a large scale. This is partly related to the experimental problems generated by the application of an electric field to a soil at 1g. Tests of electroosmosis were carried out in the LCPC centrifuge. Various clays were tested with and without water supply at the anode. Our results show in particular that : (i) electrosmosis is very efficient to improve the mechanical properties of the clays (ii) an acceleration of the consolidation of saturated clays is observed and (iii) electro-osmosed samples remain uncracked contrary to what occurs in Laboratory tests.