Article de recherche / Research Article

Étude parametrique de matériaux modèles : aide au dimensionnement des ouvrages souterrains issus de mélanges sol-ciment

Parametric study of model materials: support for calculating underground structures

¹ Université de Poitiers, Institut Pprime, UPR 3346 CNRS, Département Fluides, Thermique, Combustion, ENSMA, BP 40109, 86961 Futuroscope, France
² Université de Cergy-Pontoise, Laboratoire de Mécanique et Matériaux du Génie Civil, EA4114, 95000 Cergy-Pontoise, France
³ Fédération Nationale des Travaux Public, 3 rue de Berri, 75008 Paris, France

^★ Auteur de correspondance : olivier.helson@andra.fr

Résumé

Le Deep Soil Mixing est une technique d’amélioration de sols dont la part de marché devient non négligeable. Les progrès technologiques dans le domaine permettent aujourd’hui d’envisager la réalisation d’ouvrages permanents. L’utilisation structurelle du matériau sol-ciment n’est cependant pas encore réglementée comme le béton avec l’Eurocode 2, ni validée par un nombre suffisant d’études de durabilité. Ces problématiques ont donc fait l’objet d’un travail de recherche au sein du laboratoire de mécanique et matériaux du génie civil (L2MGC) avec le soutien de la Fédération Nationale des Travaux Publics (FNTP) et de l’entreprise « Spie Fondations ». Cet article présente de manière synthétique le résultat des travaux expérimentaux qui ont été conduits afin de mieux comprendre l’influence des paramètres de formulation et des conditions d’exposition sur le comportement du matériau. L’étude met tout d’abord en évidence le lien entre la conductivité hydraulique du matériau et le diamètre caractéristique des pores. Des relations mathématiques sont ensuite proposées afin d’estimer les propriétés mécaniques du matériau. Puis, les propriétés résiduelles du matériau sont analysées en situation de vieillissement accéléré et à haute température.

Abstract

Deep Soil Mixing is a ground improvement technique whose market share becomes significant. Technological advances in the field now make it possible to consider the construction of permanent structures. The structural use of the soil-cement material is however not yet regulated like concrete with Eurocode 2, nor validated by a sufficient number of durability studies. These issues have therefore been the subject of research work within the laboratory of mechanics and civil engineering materials (L2MGC) with the support of the “FNTP” Federation and the “Spie Foundations” Company. This paper summarizes the experimental work that was conducted to better understand the influence of design parameters and exposure conditions on the material behaviour. The study first highlights the link between the hydraulic conductivity and the characteristic pore diameter. Mathematical relationships are then proposed by coupling to estimate the mechanical properties of the material. Finally, the residual properties of the material are analyzed in accelerated aging and at high temperature.