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After a field test campaign conducted in Dunkirk (north of France) on open-ended steel piles aiming to study the ageing phenomenon, laboratory scale shear tests were designed to study the behaviour of the sand-steel interface. In order to carry out this laboratory investigation, the direct interface shear apparatus was used for characterizing Dunkirk sand (in dry or unsaturated conditions with about 6% water content as in the field) consolidated on initially smooth mild steel plates at different consolidation time intervals (0, 1 and 7 days) and different consolidation stresses (50, 100, 200 and 300 kPa). The test program also included two normal boundary conditions (Constant normal load CNL and constant volume CV) so that they can be compared to the field results and determine the most approaching configuration. More, the unsaturated condition induced a corrosion of the mild steel plates, causing a layer of sand remaining glued to the plate after removing the shear box. Traces of corrosion were also observed on the lower part of the sand samples (in contact with the plate). These observations lead to the interpretation of an increase of the mechanical properties (local cohesion and increase of the friction angle). In order to follow the evolution of the corrosion for each plate, thickness measurements of the sand layer stuck on the plates were carried out.

Energy piles are double purpose foundation elements used both for transferring loads to the soil and temperature regulation in buildings. The response of the pile-soil interface is influenced by daily and seasonal temperature variations. In order to assess the impact of thermal cycles on the mobilization of shear strength in energy piles, a series of saturated soil-concrete interface direct shear tests were performed in the laboratory for different temperature gradients with a new interface direct shear device adapted for thermomechanical loading. As natural soils are very complex due to a high variability of mineralogy and anisotropy, silica and carbonate sands were chosen in this study. Those sands are considered as the main types of sandy soils commonly met in geotechnics. The experimental campaign is divided in two parts: (i) Concrete-soil direct shear tests at 13°C (constant temperature) to be used as a reference (ii) Concrete-soil direct shear tests after 10 temperature cycles with a gradient ΔT=10°C, under submerged conditions. For these two types of soils, realistic temperature cycles applied between 8 and 18°C cause the overall low contraction of the samples. However the interface friction angles are not significantly modified before and after the temperature cycles. Even if the vertical strains of soils are cumulative along temperature cycles, soil’s strains and friction angle changes are relatively negligible for the temperatures and water content tested, which support the low impact of temperature cycles on the deformation of soil concrete foundation under submerged conditions. These experimental results bring new features which will be implemented in numerical models to study the long-term use of energy piles.

X-ray tomography is a very valuable tool for studying the full-field 3D deformation of granular materials. The requirement to stop loading and scan a given state (assumed to be stationary) used in most approaches implies unavoidable stress relaxation during scanning. Since scanning times on laboratory tomographs are normally in the order of 1 hour, the strength of the assumption of a stationary state cannot be tested, which introduces some potential weakness in the interpretation of the rich micro-mechanics observed. This paper presents the kinematics of relaxation of a dry natural sand in a typical oedometric cell used for X-ray scanning, using a synchrotron X-ray source to provide scanning times of around 3 minutes, at two different magnifications. This allows the relaxation of the cell & sand system for the first time to be quantified. Advanced image correlation tools are used to quantify the rearrangements of the soil skeleton during loading and the subsequent relaxation. The results indicate that the magnitude of grain displacements during relaxation, associated to ≈4% reduction in externally measured axial stress under oedometric loading, falls below 0:01D50. It can, therefore, be concluded that the relaxation step required prior to an X-ray scan during an in-situ geomechanical experiment on dry sand does not lead to appreciable uncertainties.

Dans le cadre des projets éoliens offshore, la conception optimisée des fondations de type monopieux forés dans des massifs rocheux carbonatés demande une estimation réaliste de la résistance au cisaillement mobilisable. Dans cette optique, une campagne d’essais de cisaillement d’interface roche / coulis est conduite sur la machine BCR3D qui permet, en particulier, d’appliquer une condition de rigidité imposée sur la normale à l’interface, condition jugée représentative de ce qui se passe au droit du pieu. On présente dans une première partie le dispositif expérimental, la préparation des éprouvettes d’essai et le choix des paramètres expérimentaux. Puis, au travers de différents résultats expérimentaux, on montre l’importance de la rigidité normale dans le développement de la résistance au cisaillement. Dans un second temps, on met en évidence que la rugosité, son évolution sous chargement et le contraste de propriétés mécaniques entre une roche (calcaire tendre ou calcarénite) et le coulis conditionnent le frottement mobilisable. L’élément commun à toutes les observations est la dilatation empêchée de l’interface et l’évolution associée de la contrainte normale à l’interface.

La plupart des éoliennes offshore sont fondées sur monopieux. L’augmentation constante de la capacité des turbines et l’insuffisance des procédures évoquées dans les documents normatifs, notamment en ce qui concerne la prise en compte des chargements cycliques, posent des défis pour leur dimensionnement. Dans le cas des sites français, la présence de sols et roches carbonatés, dont le comportement est encore mal connu aujourd’hui, rend la tâche encore plus complexe. Le projet SOLCYP+, lancé en 2017 pour une durée de 3 ans, doit permettre de disposer de nouvelles méthodologies fiables et robustes pour le dimensionnement des monopieux de grand diamètre y compris dans le contexte géotechnique du plateau continental français. Cet article présente une description détaillée du projet ANR SOLCYP+. On aborde, tout d’abord, le contexte, la problématique et les objectifs du projet puis, dans un second temps, on décrit plus en détail les quatre principales tâches scientifiques.

L'injection d'un coulis de ciment ultrafin dans un terrain alluvionnaire constitue un traitement de terrain efficace qui permet de construire un ouvrage souterrain sans porter prejudice a l'integrite structurelle du bâti existant. Afin de prendre en compte, d'une maniere rationnelle, l'amelioration des proprietes mecaniques des sols apportee par l'injection, on a conduit une campagne d'essais triaxiaux sur des echantillons vierges de tout traitement puis sur des echantillons injectes en Iaboratoire. On montre comment l'injection de coulis influe sur le comportement mecanique des sols. On propose enfin des facteurs d'amelioration des parametres du modele elastique plastique parfait et la facon dont ils peuvent etre integres dans les calculs d'ouvrages.