Academic literature on the topic 'Matériaux traités aux liants hydrauliques'

Cette thèse concerne l’excavabilité de deux familles de matériaux cimentaires de tranchées afin de définir des seuils d’excavabilité à la pioche à partir d’essais de laboratoire. Les critères d’excavabilité actuels sont insuffisamment discriminants. Nous proposons une démarche scientifique, combinant une approche expérimentale à une approche numérique. Un essai original de poinçonnement en laboratoire est développé dimensionné grâce à des simulations tridimensionnelles d’un impact de pioche sur une tranchée, comparées à des simulations en axisymétrie sur une éprouvette de poinçonnement. Un essai d’excavation mécanisé en vraie grandeur, instrumenté, est mis au point et validé par des piochages manuels. L’exploitation de l’ensemble des mesures a permis la construction d’un modèle prédictif de volume de matériau excavé, grâce auquel on a construit un abaque préconisant des seuils d’excavabilité, en termes d’enfoncements au poinçon en fonction du diamètre maximal des granulats du matériau.

Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre d’un projet de recherche Européen, qui vise à trouver une méthodologie innovante pour optimiser la gestion à terre des sédiments marins dragués dans la zone de la Manche (France, Angleterre) et leur valorisation en technique routière. La première étape du travail consiste à déterminer les caractéristiques physico-mécaniques et géotechniques des sédiments de dragage, afin de pouvoir les classés selon le GTR (GTR, 1992). Puis à déterminer, selon les recommandations du GTS (GTS, 2000) la formulation appropriée, en incorporant des liants hydrauliques, pour améliorer leurs propriétés mécaniques. Les pourcentages en chaux et en ciment ont étaient fixé respectivement à 3 et 6% de la masse sec du sédiment. Ainsi, des essais d’aptitude au traitement aux liants hydrauliques ont été réalisés sur les huit sédiments. Les résultats obtenus montrent que le traitement des sédiments bruts aux liants hydrauliques n’améliore pas autant que ça leurs propriétés mécaniques. Dès lors une amélioration du squelette granulaire s’impose en incorporant un correcteur granulométrique. Les résultats obtenus montrent une amélioration considérable des performances mécaniques qui montrent qu’une application en technique routière est possible<br>The problem of dredged sediments is related to several aspects, namely the very large volumes produced each year, levels of sediment contamination and legislation increasingly severe for dumping sediment in ocean. In the framework of Franco-British SETARMS, 8 sediments were sampling from the French side, characterized and studied for an enhancement in road construction. In this preliminary phase of treatment, marine sediments were treated with hydraulic binders according to the Guide to Treatment of Soils (GTS 2000). Ability tests to treatment was carried out on sediments from 8 French ports incorporating hydraulic binders. 6 % of cement and 3 % of quicklime were added according to GTS guide (2000). Results (swelling volume, compressive strength and indirect tensile strength), show that despite a nearly geotechnical classification obtained with GTR guide (1992), treated sediments response differently to the treatment test. It is also shown that all studied sediments do not meet the performance criteria specified by the GTS guide (2000) for their use in the subgrade layer. Based on obtained results, a study will carried out to optimize the mixture granular skeleton, using one or more granulometric material

Le dragage des sédiments est nécessaire pour maintenir le transport fluvial mais les sédiments extraits sont souvent pollués. La société Solvay a mis au point un procédé pour les traiter et permettre ainsi d’envisager une valorisation : le procédé Novosol®. Celui-ci permet de fixer les métaux lourds mais aussi de détruire la matière organique. Les principales caractéristiques d'un sédiment traité et sa valorisation en techniques routières sont présentées dans cette thèse. D'un point de vue mécanique, les mélanges réalisés avec les sédiments sont conformes aux normes routières. Les tests environnementaux sur les matériaux incorporant les sédiments traités montrent que le taux de relargage des métaux lourds est similaire à celui sur matériaux témoins. L'ensemble de ces résultats permet d'envisager l'utilisation des sédiments traités Novosol® en techniques routières<br>Dredging sediments is necessary to ensure navigation but extracted sediments are often polluted. The Solvay Company has been working on the development of a treatment: the Novosol® process. It allows fixing heavy metals and eliminating organic matter. This article reports on the characteristics of a treated sediment and on its use in road building techniques. From mechanical point of view, the mixtures incorporating sediments are standard. The environmental tests carried out on the mixtures show that the release of heavy metals and other species is the same whether the materials incorporate the treated sediment or not. These results suggest that the beneficial use of treated sediments in road building techniques is relevant

Le manque de granulats de qualité dans certaines régions françaises tend à devenir un problème majeur pour les entreprises de travaux publics. En effet, avec une consommation annuelle de 200 millions de tonnes de granulats, la route se doit de faire face en imaginant de nouvelles solutions comme la valorisation de certains matériaux.La craie, située entre roche et sol, possède une place particulière dans le monde des travaux publics. En effet, si son usage est relativement bien maîtrisé en vue de la réalisation de remblais ou de couches de forme, il en est tout autrement des couches d'assise de chaussées.Ce type de matériau est usuellement rejeté de la conception des assises de chaussées car il ne s'insère pas dans les guides normatifs utilisés par les professionnels de la route. Les performances mécaniques et la grande sensibilité à l'eau de ce matériau ne lui permettent pas d'entrer dans les spécifications requises par les normes. Cependant, il est tout à fait envisageable que la craie trouve sa place de manière totale ou partielle en assise de chaussée.Ce matériau que l'on trouve en abondance dans certaines régions françaises pauvres en granulats "haut de gamme" (Nord-Pas de Calais, Champagne-Ardenne...), pourrait ainsi palier un certain manque, participer à la préservation de ressources naturelles et économiser frais et pollution générés par un approvisionnement lointain.Ces travaux menés en partenariat entre le Laboratoire de Génie Civil de l'Ecole Centrale de Lille et le Laboratoire Routier Eurovia de Loos ont donc pour but de proposer des pistes d'amélioration des performances mécaniques de la craie en vue de sa valorisation en assise de chaussée routière

La perennisation de la filiere de valorisation des miom en techniques routieres necessite actuellement d'ameliorer leur durabilite geotechnique. Notamment, des phenomenes de gonflement apparaissent, pouvant entrainer la degradation de la chaussee. Cette etude traite du comportement gonflant des machefers, notamment l'impact d'un traitement au liant hydraulique. La premiere etape a consiste a mettre en exergue les conditions favorisant ce phenomene, d'une part en etudiant les consequences de differentes conditions de conservation, et d'autre part, en etudiant l'influence des liants sur les deformations et les pressions de gonflement. Nous avons ainsi montre qu'un traitement a base de cpa reduisaient les gonflements. Cette amelioration de la stabilite dimensionnelle est liee a un ph d'hydratation eleve. Ceci a pour consequence de faire reagir la majeure partie de l'aluminium metal responsable des gonflements, avant la prise du liant. Ainsi le rearrangement de la structure limite les deformations globales. En complement de ces travaux, nous avons concu un dispositif experimental de mesure de pression de gonflement et de permeabilite a l'air, en conditions partiellement saturees. Une approche poromecanique des machefers nous a permis de determiner les pressions de gonflement des machefers soumis a differents liants. Les liants a base de cpa sont a nouveau apparu comme les plus aptes a reduire les pressions de gonflement. Les essais realises dans des conditions partiellement saturees presentent des cinetiques de reaction rapides et pourraient etre appliques a des fins predictives.

Le suivi avec précision de la cinétique d'hydratation et du début de liants hydrauliques présente un grand intérêt pratique. Peu de méthodes non destructives sont actuellement utilisables sur site. A cet effet, le travail présenté ici a eu pour but, dans un premier temps, de mettre au point un dispositif expérimental, automatisé, basé sur la mesure par une méthode impulsionnelle, de l'impédance électrique à la résonance, d'un disque piézoélectrique. Dans un second temps, le disque étant implanté dans le milieu à étudier, ce dispositif est utilisé pour suivre le comportement (prise, gel. . . ) de matériaux évolutifs tels les pâtes de ciment, les bétons et des milieux polyphasiques soumis au gel. Les évolutions de l'impédance électrique sont inversées par rapport à celles observées pour des milieux homogènes. L'interprétation et la modélisation de ce comportement original ont été faites par la théorie de Biot. Une bonne concordance théorie-expérience est observée. La cinétique d'hydratation et le début de prise sont déterminés avec précision. Les changements des propriétés mécaniques sont détectées plus tôt qu'avec les autres techniques de maturométrie. Les effets de la température de cure, du rapport e/c et la présence d'adjuvant sont mis en évidence. Les phénomènes observés lors du gel de milieux poreux sont essentiellement attribuables à la seconde onde de Biot. L'impédance électrique mesurée est indépendante de la taille de l'échantillon, autorisant l'utilisation de la technique sur ouvrage.

En géotechnique routière, la technique de la stabilisation des sols à la chaux et aux liants hydrauliques permet la valorisation des sols des déblais. Malgré un encadrement réglementaire strict, cette technique ne donne pas toujours de résultats satisfaisants. Les<br />entreprises utilisatrices des sols traités et productrices des agents de traitement se sont associées pour lancer des travaux de recherches destinés à comprendre les causes des défaillances.<br />Cette étude a tout d'abord établi un modèle de l'enchaînement des mécanismes qui conduisent à une stabilisation des sols :<br />- la chaux permet la floculation des argiles d'où la formation de grumeaux lors du malaxage. Ce grumeau constitue l'entité caractéristique du sol.<br />- le ciment forme une coque enrobant les grumeaux. Le compactage permet la coalescence de ces pâtes en formant un réseau continu. Le durcissement du ciment permet l'acquisition des caractéristiques mécaniques.<br />- l'excès de chaux en milieu basique conduit à la formation d'une seconde génération d'hydrates calciques (C-S-H) par réaction pouzzolanique aux dépens des argiles. Le développement des hydrates permet la rigidification du coeur du grumeau et l'augmentation correspondante des résistances mécaniques sur plusieurs années.<br />Les perturbations rencontrées lors des chantiers peuvent s'interpréter comme des écarts à ce modèle:<br />- écarts d'ordre microstructural ; dans les sols micacés, le comportement mécanique de ces matériaux est contrôlé par la présence de paillettes de micas dans la coque et de<br />fragments aplatis de roche au sein des grumeaux.<br />- écarts d'ordre physico-chimique ; des composés solubles interfèrent avec les liants :<br />- le soufre favorise le développement d'ettringite selon des faciès qui dépendent de la spéciation du soufre et de la perméabilité du grumeau.<br />- les matières organiques ralentissent l'hydratation du ciment et piègent les ions calcium et hydroxyle et sont ainsi responsables des résistances mécaniques insuffisantes<br />Ayant identifié et analysé les mécanismes des perturbations, nous nous sommes attachés à proposer des essais simples et fiables de caractérisation démontrant rapidement la présence de<br />ces agents perturbateurs au sein des sols :<br />- par la caractérisation de la morphologie des particules<br />- par le retard de début de prise de pâtes pures de ciment gâchées avec des jus extraits de sols pour les matières organiques.

En géotechnique routière, la technique de la stabilisation des sols à la chaux et aux liants hydrauliques permet la valorisation des sols des déblais. Malgré un encadrement réglementaire strict, cette technique ne donne pas toujours de résultats satisfaisants. Les entreprises utilisatrices des sols traités et productrices des agents de traitement se sont associées pour lancer des travaux de recherches destinés à comprendre les causes des défaillances. Cette étude a tout d'abord établi un modèle de l'enchaînement des mécanismes qui conduisent à une stabilisation des sols :la chaux permet la floculation des argiles d'où la formation de grumeaux lors du malaxage. Ce grumeau constitue l'entité caractéristique du sol. Le ciment forme une coque enrobant les grumeaux. Le compactage permet la coalescence de ces pâtes en formant un réseau continu. Le durcissement du ciment permet l&rsquo;acquisition des caractéristiques mécaniques. L'excès de chaux en milieu basique conduit à la formation d'une seconde génération d'hydrates calciques (C-S-H) par réaction pouzzolanique aux dépens des argiles. Le développement des hydrates permet la rigidification du cœur du grumeau et l'augmentation correspondante des résistances mécaniques sur plusieurs années. Les perturbations rencontrées lors des chantiers peuvent s'interpréter comme des écarts à ce modèle: écarts d'ordre microstructural ; dans les sols micacés, le comportement mécanique de ces matériaux est contrôlé par la présence de paillettes de micas dans la coque et de fragments aplatis de roche au sein des grumeaux. écarts d'ordre physico-chimique ; des composés solubles interfèrent avec les liants : le soufre favorise le développement d'ettringite selon des faciès qui dépendent de la spéciation du soufre et de la perméabilité du grumeau. Les matières organiques ralentissent l'hydratation du ciment et piègent les ions calcium et hydroxyle et sont ainsi responsables des résistances mécaniques insuffisantes Ayant identifié et analysé les mécanismes des perturbations, nous nous sommes attachés à proposer des essais simples et fiables de caractérisation démontrant rapidement la présence de ces agents perturbateurs au sein des sols : par la caractérisation de la morphologie des particules par le retard de début de prise de pâtes pures de ciment gâchées avec des jus extraits de sols pour les matières organiques<br>In geotechnic, the stabilization technique with lime and the hydraulic binders allows the valorisation of the soils. In spite of a strict lawful framing, this technique always does not give satisfactory results. The companies users of the treated grounds and producting binders joined for launching research tasks intended to understand the origins of the failures. This study established a model of the step of the mechanisms which lead to a stabilization of the grounds : -lime allows the flocculation of clays from where formation crumbs after blend, -cement forms a hull coating the crumbs. The hardening of cement allows acquisition of mechanical characteristics, -lime excess in basic medium led to the formation of one second generation of C-S-H by pozzolanic reaction with clays. The development of the hydrates allows the rigidification of the crumb and explains the strength increase over several years. The disturbances can be interpreted like variations with this model : -microstructural biases, in the micaceous grounds, the mechanical behaviour of these materials is controlled by the presence of micas flaw in the hull and flat fragments of rock in the crumb, -physicochemical biases, soluble compounds interfere with the binders : sulphur, organic matter. After identification and analysis of the disturbances mechanisms, we proposed simple and reliable tests of disturbing agents characterization : -with particles morphology, with delay of cement pastes catch. This paste wasted with juices extracted from grounds for the organic matter