Article de recherche / Research Article

Un modèle théorique de courbe de rétention appliqué au limon et au sable limoneux de Livet Gavet

The relationship between suction and water content is an essential parameter in the behavior of unsaturated soils

¹ GAIATECH, 22 rue Antoine Chollier, 38170 Seyssinet, France
² EGIS, 3 rue Docteur Schweitzer, 38180 Seyssins, France
³ LOMC, CNRS UMR 6294, Université Le Havre Normandie, BP540, 75058 Le Havre, France
⁴ ENTPE, École Centrale de Lyon, CNRS, LTDS, UMR5513, 69518 Vaulx-en-Velin, France

^* Auteur de correspondance : monnet.jacques@gaiatech.fr

Résumé

La relation entre la succion et la teneur en eau est un paramètre essentiel du comportement des sols non saturés. Différentes approches ont été utilisées pour modéliser ces courbes de rétention. La première se base sur des corrélations expérimentales (Brooks et Corey, 1966 ; van Genuchten, 1980 ; Gallipoli et al., 2003). La deuxième est la modélisation physique des sols non saturés : elle est utilisée pour cette étude. La forme de la courbe de rétention est une conséquence des hypothèses physiques. Cet article présente un modèle théorique basé sur la disposition de particules sphériques élastiques. Tout d’abord, un modèle adapté à un sol uniforme est présenté avec un seul diamètre de particules de sol. La deuxième étape étend l’utilisation du modèle aux sols gradués. Le modèle permet de traiter l’hystérésis entre le chemin d’humidification et le chemin de mouillage. Il utilise uniquement des paramètres physiques faciles à mesurer. Il est comparé à la courbe de rétention expérimentale de deux sols différents, le limon et le sable de Livet-Gavet en pâte et compacté à une énergie de 3,4 Optimum Proctor Normal (OPN). Le modèle montre des capacités prédictives intéressantes, sans aucune mesure de succion.

Abstract

Different approaches have been used for modeling retention curves. The experimental correlation was first proposed by Brooks and Corey (1966), van Genuchten (1980) and Gallipoli et al. (2003). The physical modeling of non-saturated soils is used for this study. The shape of the retention curve is a consequence of the physical assumptions. The paper presents a theoretical model based on elastic spherical particle arrangement. Firstly, a model adapted to a uniform soil is presented with a single diameter of soil particle. The second step extends the use of the model to graded soils. The model uses only physical parameters easy to measure. The model is compared with the experimental retention curve of two different soils, the Livet-Gavet loam and sand (1.6 μm-3mm) as paste and with an energy of 3,4 Optimum Proctor Normal (OPN). It shows its ability to model the experimental curves without any suction measurements.