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Bentonite is used for landfill application because of its high sealing ability. Following the swelling phenomenon the water reacts with the bentonite and expands the solid particles. The voids are filled and this reduces permeability of the soil. However, the drawback is the long time needed to assess the hydraulic performance, whereas the engineers require simple and rapid characterization parameters to design the hydraulic barrier. Present paper investigates the possibility of use of rheology testing to describe the swelling properties of bentonite used for geotechnical engineering issues. Rheology testing is proposed to investigate the swelling properties of different nature of bentonite. Different types of bentonite are tested: natural sodium, natural calcium and sodium-activated-calcium bentonites. Rheological measurements are performed in steady and dynamic conditions. Free swell and oedometer swell tests are also performed and compared

Cette thèse étudie le transfert hydrique dans les sols non saturés et analyse sur la base des travaux antérieurs et en cours, l'effet de la sécheresse sur les constructions. Le mémoire comporte une synthèse bibliographique portant : - sur les généralités relatives aux transferts hydriques isothermes dans un milieu poreux à degré de saturations variable, sur les approches disponibles pour décrire ce phénomène qui est ramené physiquement à un processus décrit par une équation aux dérivées partielles de type parabolique, fortement non linéaire, - sur des solutions analytiques des écoulements à partir d'un puits à charge constante et à partir d'une source circulaire en surface à pression constante négative ou nulle, - sur l'analyse et la compréhension du système " mouvement de terrain différentiel consécutif à la sécheresse et à la réhydratation des sols argileux " et, - sur les techniques proposées pour amortir la gravité de sinistre induit par la sécheresse. Le programme d'essais en laboratoire a permis de déterminer la conductivité hydraulique, suivre la cinétique d'infiltration verticale dans une colonne de sol initialement non saturée et analyser de manière rigoureuse l'effet des conditions aux limites et des conditions initiales sur le phénomène. Pour suivre ce transfert en temps réel et en continu, un dispositif de mesure expérimental est mis au point. Il permet d'utiliser la méthode des profils instantanés avec mesure de succion à l'aide des papiers filtres. Les résultats ont montré que sur les échantillons compactés, l'augmentation de la teneur en eau initiale influence significativement l'évolution du profil de succion au cours de l'infiltration. Toutefois elle réduit la vitesse d'infiltration ainsi que l'avancement du front d'humidification. Par ailleurs l'augmentation de la charge hydraulique entraîne une augmentation de la profondeur de la zone d'humidification, mais elle n'influe pas la vitesse d'infiltration. L'étude expérimentale a permis de calculer le coefficient de perméabilité à saturation à partir de la connaissance du front d'humidification Zf. Lors des essais réalisés en place à l'aide d'infiltromètre à simple anneau, pour différentes charges hydrauliques positives appliquées à la surface du sol, la conductivité hydraulique ainsi que le potentiel d'écoulement matriciel ont été évalués selon différentes méthodes d'analyse des données d'infiltration. La thèse apporte, de plus, une contribution importante en matière d'évaluation de la gravité de la sécheresse sur les constructions. Cette partie vise principalement la qualification de la sévérité des sécheresses, afin de pouvoir décider de leur caractère catastrophique (anormal, exceptionnel) et de mettre en oeuvre le mécanisme d'indemnisation des dégâts dus à ces sécheresses par le système national d'indemnisation des catastrophes naturelles en France. Nous avons analysé les enregistrements de huit stations météorologiques mis à notre disposition par Météo France de 1950 à 2005. L'apport majeur de ce travail est la proposition d'un outil de classement des sécheresses dans une échelle de gravité significative du point de vue de la géotechnique. Ce mémoire s'achève par la vérification de l'hypothèse principale de travail qui est : un longue période de sécheresse est le principal facteur de déclenchement de ces mouvements. Les diagrammes ombrothermiques de Bagnouls et Gaussen pour des stations en région aride (période moyenne d'enregistrement de 20 ans) montrent l'intérêt des discussions en cours sur l'amplitude la vitesse et la localisation des différentes séquences sèches existantes dans les séries à partir de l'accumulation des anomalies pluviométriques décadaire.

Ce mémoire est consacré à la description du comportement de retrait-gonflement des sols. Il analyse l'effet de plusieurs paramètres qui devraient être pris en compte dans la classification des sols pour le retrait et gonflement, tels que la densité, la teneur en carbonates et le nombre de cycles de séchage-humidification subis par le sol. Pour étudier le retrait volumique, un appareil automatisé a été développé au LCPC, pour mesurer simultanément les changements de volume du sol et les pertes d'eau lors du séchage. Des essais de retrait libre à l'air et de gonflement libre à l'½domètre ont été réalisés sur différents types de marnes et d'argiles. Les essais montrent une différence de comportement entre les marnes et les argiles. Leur comportement hydrique et mécanique a été expliqué en partie grâce aux résultats des essais de porosimétrie au mercure et aux observations de la microstructure des sols réalisées au microscope électronique à balayage environnemental. Enfin une méthodologie est proposée pour mesurer la sensibilité d'un sol au retrait-gonflement (son amplitude de déformation) à partir d'essais simples, peu coûteux et rapides. This thesis is devoted to the description of the swelling and shrinkage behaviour of soils. An analysis is made of the effect of several parameters that should be taken into account for the classification of soils, such as density, carbonates content, and the number of dry-wet cycles the soil undergoes. To study the volumetric shrinkage, an automated measuring device was developed at LCPC, to measure simultaneously the volume change of the soil and the water loss during the process of drying. Free shrinkage tests and free swelling tests have been carried out on different types of marls and clays. The tests show a difference in the behaviour of marls and clays. Their hydric and mechanical behaviour was explained in part by the results of mercury porosimetry tests and by the soil microstructure observations made in the environmental scanning electron microscope. Finally, a methodology is proposed to measure the sensitivity of soil to swelling and shrinkage (the amplitude of deformation) using simple, inexpensive and quick tests.

Le symposium international sur la Sécheresse et les constructions s'est tenu à Marne-la-Vallée (France) du 1 au 3 septembre 2008. Ses actes ont été publiés en deux volumes : un volume de communications (volume 1) et un volume de conférences invitées, états des connaissances et communications complémentaires (volume 2). Ce premier volume regroupe 54 communications, qui traitent de sujets variés, reflétant la situation actuelle de la recherche et de la pratique dans le domaine de la sécheresse et de ses effets sur la construction. Ces communications sont regroupées par thème ; 1) Météorologie et sécheresse, changement climatique, détection et prévision des sécheresses ; 2) Cartographie de l'aléa, caractérisation géologique et géotechnique des terrains sensibles ; 3) Études expérimentales en laboratoire et en place ; 4) Modélisation, méthodes de calcul et exemples d'applications ; 5) Conception et méthodes de construction adaptées, réparation des dommages ; 6) Études de cas, enquêtes sur les problèmes de retrait-gonflement des sols argileux ; 7) Sujets divers. Les chercheurs, les ingénieurs, les assureurs, les gestionnaires, les associations et les étudiants intéressés par les problèmes de sécheresse et de construction trouveront donc dans ce livre un panorama de connaissances actuelles et des recherches en cours dans ce domaine.

Les déformations des sols fins dues aux variations d'état hydrique causent de nombreux dommages aux structures et ouvrages du génie civil, et on peut encore déplorer un déficit méthodologique permettant leur prévision. Dans le cadre de recherches visant à optimiser l'emploi des sols fins dans les remblais routiers et ferroviaires, l'étude présentée avait pour objectif de proposer une méthodologie d'étude destinée à évaluer l'influence de la nature et de l'état initial des sols compactés sur les risques de désordres par humidification. Pour aborder cette question, un modèle de microstructure reposant sur l'organisation de la fraction argileuse en agrégats a été définie. Grâce aux développements technologiques récents en microscopie électronique à balayage et en porosimétrie par intrusion de mercure, les paramètres du modèle ont pu être reformulés uniquement sur la base de paramètres géotechniques conventionnels. Ce modèle quantitatif de microstructure a été utilisé pour décrire le gonflement libre et les déformations par humidification sous contrainte, en étudiant l'influence du volume des vides inter-agrégats initial. Cette approche a permis de décrire quantitativement les évolutions de la microstructure causées par l'humidification, et de mettre au point une méthodologie d'étude des sols compactés dans la perspective de leur réutilisation dans des remblais en contexte délicat (zone inondable, remblais de grande hauteur...).

Le comportement de retrait-gonflement de l'argile de Bavent provenant d'un remblai expérimental a été caractérisé à partir d'essais d'identification, mécaniques et physico-chimiques réalisés dans plusieurs laboratoires. La communication présente une synthèse de ces données expérimentales et des conclusions quant au caractère gonflant de l'argile.