Dissertations / Theses: 'Physique des sols'

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Boussaid, Khaled. "Sols intermédiaires pour la modélisation physique." Nantes, 2005. http://www.theses.fr/2005NANT2130.

Abstract:

Pour la modélisation physique dans le domaine géotechnique, un matériau représentatif de sols intermédiaires « intermediate soils », dont le comportement est proche de celui des sols naturels non grossiers, a été étudié. Différents mélanges composés de sable de Fontainebleau, de kaolinite speswhite et d’eau ont été testés. Les effets de la teneur en eau, du taux de kaolinite, de la méthode et de l’intensité du compactage ainsi que de la vitesse d’essai de cisaillement, sur l’évolution du comportement mécanique ont été quantifiés sur des petites éprouvettes de sol. Une méthodologie expérimentale a été développée permettant de reconstituer de gros massifs de sol intermédiaires, homogènes et répétitifs, nécessaires aux essais sur modèles réduits (essais en centrifugeuse, en chambre d’étalonnage, en cuve). Les premières applications ont porté sur le comportement de fondations superficielles dans ces sols intermédiaires. Une série d’essais sur modèles réduits centrifugés a été réalisée avec une semelle circulaire pour l’étude des corrélations entre la charge de rupture et la résistance de pointe du pénétromètre statique. La deuxième série effectuée avec une semelle filante a porté sur la réduction de portance due à la proximité d’un talus. Les résultats obtenus ont été confrontés avec les règles techniques françaises ( Fascicule 62).

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Le, Manh Hai. "Caractérisation physique et mécanique des sols marins d'offshore profond." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00003828.

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Abstract:

L'exploration et la production pétrolière en mer s'étendent vers des profondeurs d'eau sans cesse croissantes. Dans le Golfe de Guinée ou le Golfe du Mexique, les compagnies pétrolières exploitent actuellement des champs situés par des profondeurs d'eau de 1500 m à 2000 m. Les sols marins rencontrés sur ces zones d'offshore très profond présentent des caractéristiques particulières, différentes de celles des sédiments rencontrés sur le plateau continental. Ces sont essentiellement des sédiments argileux très fins normalement consolidés ou sous-consolidés dotés d'un comportement mécanique spécifique et complexe. La résistance au cisaillement non drainé est en général très faible, mais curieusement, sur certaines zones, on trouve en surface une couche avec des cohésions dix fois plus élevées qu'au dessous. Les approches conventionnelles ne permettent pas d'expliquer cette couche indurée. L'objectif de cette thèse a été d'améliorer la compréhension du comportement mécanique de ces sols de grandes profondeurs et d'étudier en particulier l'effet de la minéralogie, de la physico chimie et de la microstructure. Plusieurs hypothèses ont été envisagées pour expliquer l'origine de la couche indurée en surface : effet physico-chimique, bioturbation, vitesse de sédimentation. Les mesures physico chimiques et mécaniques effectuées sur des carottes disponibles ne permettent pas de trancher de façon définitive. Il est probable qu'il n'existe pas une cause unique. Plusieurs améliorations des procédures des essais d'identification des sols ont été proposées (teneur en matière organique, minéralogie, granulométrie). Les propriétés thixotropes de ces sols grands fonds ont été caractérisées par des mesures rhéologiques. Le comportement mécanique des sols a été étudié par des essais oedométriques et des essais triaxiaux. Les sédiments des grands fonds du Golfe de Guinée sont caractérisés par une forte compressibilité, éventuellement liée à la présence importante de smectite. La déstructuration du sol naturel en cours de compression a été bien observée. Les conditions expérimentales et les procédures opérationnelles d'essais triaxiaux drainés et non drainés sous très faibles contraintes ont été améliorées. La sensibilité des sédiments s'est démontrée être un paramètre bien adapté pour décrire le comportement d'un sédiment naturel structuré tel que celui du Golfe de Guinée. La microstructure du sol a été étudiée à l'aide d'analyse de Porosimétrie au Mercure et d'observations au Microscope Électronique à Balayage. Les observations ont apporté des éléments nécessaires pour clarifier le mécanisme de déstructuration du sol au niveau inter-aggrégats.

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Fellague-Chebra, Abdelkader. "Comportement mécanique et propriétés physiques de différents sols." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10033.

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Keita, Emmanuel. "Physique du séchage des sols et des matériaux de construction." Thesis, Paris Est, 2014. http://www.theses.fr/2014PEST1172/document.

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Abstract:

Le séchage des matériaux de construction et des sols a une grande importance sur leurs propriétés finales et est un enjeu critique du point de vue économique et énergétique. Ces matériaux contiennent des grains de toutes tailles (incluant une fraction colloïdale) et de l'eau. Nous étudions les phénomènes physiques essentiels à l'origine de ces propriétés de séchage à partir d'une séparation d'échelle plus nette que dans les matériaux réels entre les tailles caractéristiques de l'échantillon, des pores et des éléments dans le fluide interstitiel. Des milieux poreux 3D sont observés à l'aide de l'IRM et de la tomographie au rayon X, et des milieux poreux modèles à l'aide d'une caméra et d'un microscope confocal. Trois catégories de fluides interstitiels saturant initialement la structure poreuse ont été étudiées : un liquide pur, des suspensions de particules rigides et des suspensions de particules molles. Le séchage d'un liquide pur met en évidence un régime d'évaporation où le taux de séchage est constant. L'eau s'écoule par pompage capillaire pour approvisionner en eau la surface libre où l'évaporation a lieu. Comme l'évaporation est localisée à la surface libre, des simulations par éléments finis mettent en évidence la sensibilité du taux de séchage à la configuration locale de l'interface eau/air. Les suspensions de particules ralentissent toujours la cinétique de séchage en comparaison de l'eau seule. A faible fraction volumique, les particules migrent vers la surface lors du séchage d'un milieu poreux et ralentissent la cinétique de séchage en formant une zone compactée. Les particules molles peuvent se comprimer et augmenter ainsi le nombre de particules par unité de volume ce qui influence la longueur de diffusion de la vapeur d'eau. A fraction volumique élevée, la viscosité du fluide empêche l'écoulement ainsi les cinétiques de séchage sont très lentes et les particules ne se déplacent pas
Drying of building materials and soils plays a major role in their final properties and is a main economics and environmental issue. In this thesis, we study the drying of complex porous media to better understand the impact of particles in the interstitial fluid. With a clear scale separation between the sample, pores and particles sizes, we observe water and particles distributions by camera, MRI, X-ray tomography and confocal microscope. We show that the fluid evolution and the drying kinetics are coupled. We study three kinds of fluids: pure liquid, hard and soft particles suspensions. The drying rate of pure water remains constant and generally persists until the majority of water is evaporated. The fluid flows through the porous network, due to capillary depression, to provide water to the free surface where evaporation occurs. We show, by Finite Elements Method, that the drying rate is very sensitive to the shape of the air/water interface. Particles suspensions always slow down the drying kinetics compare to pure water. At low volume fraction, particles migrate towards the surface and drying rate is linked to the increases of the compacted area. Soft particles can compress, thus the compacted area may shrink and influences drying rate. At high volume fraction, viscous dissipation is high and limit the fluid flow therefore particles do not migrate and the drying kinetics is slow

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Jenck, Orianne Kastner Richard Dias Daniel. "Le Renforcement des sols compressibles par inclusions rigides verticales modélisation physique et numérique /." Villeurbanne : Doc'INSA, 2006. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=jenck.

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Boukelia, Ahmed. "Modélisations physique et numérique des géostructures énergétiques." Thesis, Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0241/document.

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Abstract:

Les géostructures énergétiques sont des ouvrages de génie civil qui intègrent un circuit de fluide caloporteur. Dans cette étude l’installation de circuits géothermiques dans des remblais est envisagé afin d’injecter ou d’extraire de la chaleur. Lors de la construction de ces remblais, deux paramètres sont à contrôler : la teneur en eau w (%) et la masse volumique sèche rd (Mg/m3). Ces deux paramètres ainsi que la nature du sol, le chargement appliqué et la variation cyclique de la température pourraient influencer la capacité de stockage et la stabilité du système. Après une partie synthétisant l’état de l’art sur ces thématiques, cette thèse comprend une partie expérimentale puis une partie numérique appliquée à un cas test de stockage. Dans la partie expérimentale, l’influence de la variation de température induite par l’échange thermique sur les propriétés thermiques et mécaniques du sol est étudiée. Pour cela des essais sont réalisés en laboratoire sur un limon du bassin parisien compacté et soumis à une gamme de variation de température de 20° à 50°C. Les effets de ces variations sur les paramètres mécaniques et les paramètres thermiques sont mesurés. Les résultats obtenus montrent une évolution des paramètres thermiques du matériau du côté sec de la courbe de compactage, particulièrement visible pour les températures importantes. La réversibilité de l’effet du chauffage est obtenue après plusieurs cycles de chauffage-refroidissement. Les propriétés mécaniques mesurées sont la résistance à la compression simple et les paramètres pressiométriques. Pour cela, des essais en laboratoire, à l’échelle métrique, sont réalisés. Un ramollissement du sol sous l’effet du chauffage et une rigidification sous l’effet des cycles thermiques sont constatés. Pour optimiser le système du stockage, une modélisation thermo-hydrique d’un remblai modèle réalisé avec le limon de Plaisir compacté légèrement du côté humide de l’optimum Proctor est effectuée. La comparaison des cas tests a permis de déterminer l’entraxe qui minimise l’interaction entre les sondes thermiques, ainsi que la distance optimale entre les dernières sondes et le pied de remblai. Les scenarii d’injection/extraction étudiés ont montré que le stockage de chaleur dans le remblai est faisable en choisissant un programme thermique adéquat pour l’exploitation du stockage. La mise en place de plusieurs lits de sondes thermiques et d’une isolation thermique sur la partie supérieure du remblai de stockage permet d’augmenter la capacité du remblai à accumuler de la chaleur dans le noyau à la fin de la période de relaxation. La simulation de ce scénario sur 10 ans avec la prise en compte des cycles de température, montre un réchauffement du remblai sur plusieurs années jusqu’à atteindre une évolution équilibrée au bout de la 7 ème année. Arrivé à cet état d’équilibre, l’évolution des températures est reproductible d’une année sur l’autre
Energy geostructures are civil engineering structures equipped with energy exchanger elements in order to store heat seasonally. The aim of this study is the use of compacted soil to store energy through installation of horizontal exchangers in an embankment. During the soil compaction, two parameters were controlled: the water content w and the dry density ρd. This parameters as well as the soil nature, the mechanical load path and the cyclic temperature variation may affect the storage capacity and the system stability. This work includes an experimental part and a modeling part. In the experimental part, the impact of the temperature variation is studied on the thermal and mechanical properties of the compacted soil. The Plaisir loam (PL) extracted from the Paris region was investigated through laboratory tests at a temperatures range of 20 to 50°C. The results showed that the thermal properties of the compacted soils increased on the dry side of the compaction curve. This evolution was clearly confirmed for higher temperatures. The application of cyclic temperature variations showed reversible evolutions in the thermal properties after one cycle. The results of unconfined compressive tests and pressuremeter tests showed that heating induces a softening of the material whereas several temperature cycles induce a stiffening of the material. Thereafter, a coupled thermo-hydraulic modeling of an embankment made of the compacted Plaisir loam is performed in order to optimize the storage system. The comparison of different modelling results, fixed the temperature sensors spacing that minimizes the interactions between them, and the optimal distance between the last sensors and the bottom of the slope. It is shown that if an appropriate thermal program is chosen, the heat storage in the embankment could be possible. A better efficiency of the storage capacity can be reached by introducing 3 temperature sensors rows in the storage and by covering the storage with a thermal insulation. The simulation of this scenario over 10 years including temperature cycles shows a heating of the embankment for several years, until to reach an equilibrium state after the 7th year

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Rémy, Mathieu. "Reconstitution de propriétés physiques d'un sol organique affaissé : essais de différents amendements." Master's thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/66448.

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Abstract:

Les sols organiques sont très productifs et leurs propriétés physiques et chimiques permettent de cultiver des denrées de grande qualité à fort volume. Malheureusement, la qualité des sols organiques et les propriétés qui les rendent si productifs se dégradent rapidement, et ce dès leur mise en culture. Afin de préserver le potentiel agronomique de ces sols, des mesures de protection et de conservation des sols sont à l’étude. Parmi celles-ci, l’apport de biomasse végétale broyée est envisagé afin de ralentir ou de stabiliser les pertes de sols et de maintenir les propriétés physiques de ces sols. Cette méthode est à l’étude avec un dispositif expérimental établi enserre. Deux types de biomasses (miscanthus et saule) à des doses de 15 et 30 t/ha ont été appliqués sur un sol organique affaissé. Quatre mélanges de fibre ayant des tailles variant de5 à 45 mm ont été testés. L’effet des traitements a été étudié sur trois cycles de production successifs de légumes feuilles (épinard, roquette, épinard). Une réduction notable des rendements de la culture avec la dose de biomasse apportée a été obtenue lors du premier cycle de production. Une chute de rendement d’environ 60% a été observée pour les cultures ayant reçu une dose de 30t/ha d’amendement. Aucune fluctuation significative des rendements n’a été notée au deuxième cycle, contrairement au troisième cycle où les rendements ont sensiblement augmenté pour les traitements ayant reçu une dose d’amendement de 30 t/ha. Les différentes mesures prises pour évaluer les propriétés du sol après les trois cycles de culture ne révèlent aucun changement notable des propriétés physiques ou hydrauliques du sol à la suite des applications de biomasse. Des variations significatives de certaines propriétés chimiques ont été obtenues, mais ne permettent pas d’expliquer de façon claire les effets des traitements sur les rendements. L’apport de biomasse est une méthode prometteuse qui nécessite certaines études plus approfondies afin de comprendre les effets observés.
Organic soils are very productive, and their physical and chemical properties allow for the cultivation of high quality, high-volume foodstuffs. Unfortunately, the quality of organic soils and the physical properties that make them so productive quickly deteriorate as soon as they are drained for cultivation. In order to preserve the agronomic potential of these soils, soil protection and conservation measures are being studied. Among these, the addition of crushed plant biomass is considered to help slow down or stabilize soil losses and maintain physical properties of these soils. This method was studied in a greenhouse experimental design. Two types of biomass (miscanthus and willow) at rates of 15 and 30 t/ha were applied to a collapsed organic soil. Four fibre length mixtures ranging from 5 to 45 mm were studied on three cycles of leafy vegetables (spinach, rocket, spinach). A significant reduction in crop yields with increasing biomass dose was noted for the first production cycle. No significant yield fluctuations were noted in the second cycle, in contrast to the third one, where yields increased significantly for treatments with an amendment rate of 30 t/ha. The various measurements taken at the end of the three production cycles to evaluate soil properties did not reveal any significant improvement in the physical or hydraulic properties of the soils following biomass applications. Significant variations were obtained for some chemical characteristics measured, with no clear results to help explain the yield variations obtained. Biomass amendment is a promising method that requires more studies in order to understand the processes involved.

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Ouvry, Jean-Frédéric. "Étude physique et rhéologique des argiles congelées : application à l'argile profonde de Boom (Belgique) /." Orléans : BRGM, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb34875798f.

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Jenck, Orianne. "Le renforcement des sols compressibles par inclusions rigides verticales : modélisation physique et numérique." Phd thesis, INSA de Lyon, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00143331.

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Abstract:

Le renforcement des sols compressibles par inclusions rigides verticales est une technique qui associe un éseau d'inclusions et un matelas constitué de sol granulaire, intercalé entre le sol renforcé et l'ouvrage. Dans ce matelas se développent des voûtes qui transfèrent partiellement les charges vers les inclusions, permettant ainsi la réduction et l'homogénéisation des tassements en surface du massif renforcé. Le renforcement peut être complété par une nappe géosynthétique en base du matelas, fonctionnant en membrane. Les domaines d'application privilégiés sont les fondations de remblais routiers ou ferroviaires et les fondations de zones industrielles. Les différents éléments de ce système sont en interactions complexes.
Ce travail de thèse constitue une contribution à la compréhension du comportement de ce type d'ouvrage, et s'intéresse plus particulièrement à la modélisation des mécanismes se développant dans le matelas de transfert de charge. Il comporte trois parties. La première partie présente le contexte et les objectifs. La deuxième partie est consacrée à la constitution d'une base de données
expérimentale précise et complète en terme d'efforts et de déplacements, afin de servir de référence à diverses approches de modélisation numérique. Pour cela, un modèle physique bidimensionnel mettant en oeuvre des matériaux analogiques est développé.
La troisième partie concerne la modélisation numérique. La première étape consiste en une modélisation bidimensionnelle en milieu continu, validée à partir des résultats expérimentaux obtenus sur le modèle réduit. Des modèles de comportement spécifiques aux divers matériaux sont mis en oeuvre. L'analyse paramétrique peut alors être étendue numériquement. La seconde étape de la modélisation numérique consiste en la mise en oeuvre de simulations tridimensionnelles en milieu continu de cas réalistes. Les comportements du sol du matelas et du sol compressible sont pris en compte par des modèles de diverses complexités. Le système est d'abord pris en compte par une cellule élémentaire du maillage en conditions drainées, puis par une section courante de remblai présentant des talus latéraux.

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Grégoire, Vincent. "L’apport de biomasse végétale et l’amélioration des propriétés hydrauliques des sols organiques cultivés." Master's thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/66302.

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Abstract:

Au sud de Montréal (Québec, Canada), une zone de plus de 12 000 hectares de sol organique est réputée pour sa production maraichère. D’anciens dépôts de végétation forment ce sol se distinguant des sols minéraux typiques, avec des propriétés favorables à cette culture induite par le taux élevé de matière organique. Toutefois, plusieurs mécanismes causent leur dégradation. De plus, différentes propriétés physiques ou hydrauliques se détériorent avec l’évolution du sol, causant également des problèmes de drainage. Ainsi, des mesures de conservation nécessitent d’être mises en place afin d’assurer la pérennité de ces terres agricoles. Parmi les approches envisagées, l’incorporation de biomasse végétale broyée permettrait d’apporter de la matière organique, mais également d’améliorer la qualité physique du sol. Pour valider cette méthode, différentes doses de biomasse végétale d’espèces ligneuses et de graminées ont été incorporées à des échantillons de sol et incubées pendant 12 mois. Des mesures ponctuelles de diverses propriétés physiques et des comportements hydrauliques ont permis d’évaluer l’amplitude et la durée de l’effet des biomasses selon la dose appliquée. Le suivi de la hauteur des échantillons a permis de noter un gain jusqu’à 73 mm de sol organique après l’incorporation d’une forte dose de biomasse, comparativement au témoin. La modélisation de la courbe de rétention a permis d’établir des relations marquées de l’augmentation de la teneur en air de 23,8% à 37,8% selon le dosage durant l’incubation pour le sol de surface, mais sans changements notables en profondeur. Trois indicateurs de performance ont été utilisés pour évaluer le comportement du drainage, qui s’est avéré rapide dans les conditions du dispositif expérimental. Le drainage a ralenti selon la dose de biomasse, mais le sol s’aérait plus rapidement en surface. Les biomasses des espèces ligneuses ont eu une plus grande influence sur les différentes propriétés des sols étudiés que les graminées.
South of Montreal (Québec, Canada), an area of 12 000 hectares is well known for its vegetable production. Accumulated vegetation led an organic soil with advantageous properties for vegetable production when compared to typical mineral soils. However, several degradation processes are affecting soil properties and a too low level (under 40 cm) of the organic layer thickness may be reached within in the next decades if conservation practices are not implemented. Physical and hydraulic properties have shown signs of deterioration leading to drainage problems. Thus, soil conservation strategies need to be developed to ensure the sustainable use of these agricultural land. Incorporation of plant biomass could compensate for losses of organic matter and could also improve the soil physical properties. To validate this mitigation practice, different vegetal biomass rates from woody and grass species were incorporated into undisturbed organic soil cores before an incubation period of 12 months. Discrete measurements allowed for the evaluation of the amplitude and persistency of the biomass effect on various physical and hydraulic properties. After an application of biomass at high rate (20% v/v), the final soil height within the cores increased up to 73 mm when compared to control cores. The modelling of the soil water retention curves led to linear relations between biomass application rates and air content. The latter increasing from 23,8% to 37,8% in the surface soil layer throughout the incubation period, but had only a minor effects on deeper soil layers. Three indicators of performance were chosen to evaluate the drainage behavior, which appeared to be fast under the experimental conditions. Drainage was slowed down with increasing biomass application rate, but surface aeration improved on the other end. In general, wood type biomass had a greater influence than the grass type biomass on the studied variables.

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Attou, Fatiha. "Etude experimentale d'assemblages squelette - argile : apport a la comprehension du comportement physique des sols." Orléans, 1996. http://www.theses.fr/1996ORLE2023.

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Abstract:

Les etudes effectuees ces dernieres annees ont montre que les proprietes physiques de melanges d'argile et de particules de la taille des limons ou des sables ne pouvaient etre deduites d'une simple combinaison des proprietes de ces phases prises de facon isolee. L'objectif de ce travail est d'analyser les proprietes d'assemblages limon (10-50 m) - argile lorque l'on fait varier la proportion d'argile (de 5 a 40%) et le mode d'assemblage des grains de limon avec la phase argileuse. Un assemblage lache (faible interaction) et un assemblage compact (forte interaction) ont ainsi ete etudies. L'etude de l'organisation des assemblages (microscopie electronique a balayage, porosimetrie au mercure et analyse d'image) a montre que les grains de limon au sein des assemblages compacts sont fortement revetus et enrobes par l'argile, formant ainsi des pores fermes de tres petite taille et une phase solide fortement connectee. En revanche, les assemblages laches presentent une phase solide discontinue et des pores fortement connectes et par consequent de plus grande taille. L'analyse d'image donne les memes valeurs de porosite d'assemblage que la porosimetrie au mercure et montre l'effet bouteille d'encre lors des mesures en porosimetrie au mercure. Par ailleurs, l'analyse de la distribution des distances de cordes a confirme l'hypothese selon laquelle les assemblages laches presentaient des distances intergrains de limon qui augmentent avec la teneur en argile, alors que dans le cas des assemblages compacts cette distance est constante. Les resultats ont ete analyses en terme de l'influence de la teneur en argile et du mode d'assemblage sur les proprietes physiques hydriques et mecaniques. Cette analyse a clairement montre que la nature des relations entre squelette et phase argileuse peut avoir des consequences differentes suivant les proprietes considerees. Ainsi, l'etude de la conductivite hydraulique a saturation a montre que les differences de mode d'assemblage limon-argile peuvent, a elles seules, entrainer des differences de comportement tres importantes alors qu'elles sont tres faibles pour les proprietes de retention en eau. Par ailleurs, l'etude du comportement mecanique (resistance en traction et stabilite structurale) a montre que la teneur en argile et le mode d'assemblage intervenaient conjointement

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Baudouin, Gaëlle. "Sols renforcés par inclusions rigides : modélisation physique en centrifugeuse de remblais et de dallage." Nantes, 2010. http://www.theses.fr/2010NANT2046.

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Abstract:

Le renforcement de sol compressible par inclusions rigides verticales consiste à ancrer dans la couche résistante de sol, en deçà du massif compressible, un ensemble d’inclusions selon une maille carrée. Un matelas granulaire de transfert de charge est ensuite déposé sur le sol. Enfin, la surcharge due à l’ouvrage est simplement appliquée. Il n’y a pas de connexion mécanique entre les inclusions et la structure. Le Projet National ASIRI vise à améliorer les connaissances de cette technique du point de vue du comportement et de la conception. L’étude paramétrique réalisée a pour but d’y contribuer. Pour cela, un modèle réduit centrifugé 3D a été mis au point pour étudier l’influence de la hauteur du matelas (constitué d’un mélange de sable d’Hostun), de l’espacement des inclusions et du type de chargement réparti appliqué (remblai ou dallage). Les résultats obtenus portent sur l’interaction entre les différents paramètres sur le comportement du renforcement en termes de réduction des tassements (totaux et différentiels) et de report des charges du sol vers les inclusions
The reinforcement of soft soil by vertical rigid piles consists on anchoring a group of piles in a square mesh, in the bedrock below the soft soil. A granular load transfer mattress is laid on the soil. Finally, the load due to the structure is directly applied. There is no mechanical connection between the structure and the piles. The aim of National Project ASIRI is to improve the knowledge of this technique from the point of views of the behaviour and the design. The parametric study aims at contributing to it. For that, a 3D reduced scale centrifuge model was developed to study the influence of the height of the mattress (a mix of Hostun sands), the pile spacing and the type of the load (embankment or slab). The results concern the interaction between the parameters on the behaviour of the reinforcement in terms of reduction of the settlements (total and differential) and the transfer of the load from the soil to the piles

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Seladji, Samir. "Caractérisation et suivi par méthodes géoélectriques de la dégradation physique des sols agricoles et forestiers liée au tassement." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066522.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse est d’évaluer la capacité de la mesure de la résistivité électrique à caractériser le tassement des sols agricoles (Estrées Mons) et forestiers (Azerailles, Hauts-Bois) à différentes échelles : (1) au laboratoire, à l’échelle centimétrique, sur des échantillons de sols remaniés et (2) au champ, de l’échelle métrique à l’échelle parcellaire, en suivant l’évolution temporelle de la structure du sol. Dans une première étape, nous avons réalisé des mesures électriques au laboratoire sur des éprouvettes de sols agricole et forestier. Ces mesures ont été menées en conditions contrôlées afin de mieux isoler l'effet de la masse volumique sur la mesure électrique. D’une part, nous avons montré que la résistivité électrique rend bien compte de la variation du système poral due au tassement pour les deux types de sol étudié. D'autre part, nous avons mis en évidence l'aptitude du modèle de Waxman et Smits (1968) à représenter la variation de la résistivité électrique liée au changement de masse volumique. Dans une deuxième étape, des expérimentations ont été conduites au champ. Les prospections menées sur le site agricole d’Estrées-Mons ont montré que les méthodes géoélectriques sont capables d’identifier spatialement les volumes tassés mais seulement en présence d’états structuraux très contrastés. L’impact du tassement et la dynamique de restauration sur le sol forestier ont été étudiés sur le site d’Azerailles par un suivi électrique après tassement. L’analyse des résultats a montré que si la résistivité électrique est un bon indicateur d’un tassement très marqué, elle apparaît moins adaptée au suivi fin de l’état structural des sols.

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Ferber, Valéry. "Déformations induites par l'humidification des sols fins compactés : apport d'un modèle de microstructure /." Paris : Laboratoire central des ponts et chaussées, 2006. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb40207289n.

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Abstract:

Texte remanié de: Thèse de doctorat--Génie civil--Nantes, 2005. Titre de soutenance : Sensibilité des sols fins compactés à l'humidification : apport d'un modèle de microstructure.
Bibliogr. p. 278-289. Résumé en français et en anglais.

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Aichi, Hamouda. "Caractérisation des propriétés du sol par télédétection rapprochée et spatiale en milieux tempéré et aride." Rennes, Agrocampus Ouest, 2009. http://www.theses.fr/2009NSARD054.

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Abstract:

La spectrométrie visible proche-infrarouge (Vis-PIR) en combinaison avec la chimiométrie, notamment la régression en moindres carrées partiels (RMCP), constitue un outil prometteur pour quantifier diverses propriétés pédologiques. Quatre bases de données analytiques et pédospectrales ont été constituées. La première correspond à 22 échantillons artificiels. La seconde et la troisième sont deux bases régionales, respectivement formées de 125 échantillons de la région tempérée de Bretagne et de 89 échantillons, collectées dans trois sites distincts de la même région aride du Déjrid. La quatrième est formée de 144 échantillons collectés sur un même site de la région du Dérid (580 ha). Avec la première base, nous avons : i) étudié qualitativement, l’influence des teneurs en carbone organique et en fer total sur la réponse spectrale, ii) estimé les teneurs en carbone organique (C0) et en fer total, iii) étudié la variation des performances des modèles RMCP en fonction de la variation du jeu de calibration. La base bretonne a été analyésée pour le C, l’azote total (Ntot), le pH, la capacité d’échange cationique (CEC), le fer total et les cinq fractions granuolmétriques (argile Ar), limon fin (LF), limon grossier (LG) sable fin (SF) et sable grossier (SG). Puis en utilisant l’analyse e composante principale (ACP), comme procédure de sélection des échantillons de calibration et de prédiction, nous avons calibré des modèles régionaux des 10 propriétés physico-chimique et identifié, pour chaque propriété, laquelle des fenêtres spectrale : combinée Vis-PIR, Vis et PIR offre la meilleure estimation
Spectroscopy in the visible-Near infrared (Vis-Nir) in combination with chemometry (As Partial Least Squares Regression (PLSR)) constitutes a promising tool to quantify various soil properties. Four analytical and soil spectral data bases have been constituted. The first corresponds to 22 artificial samples. The second and the third are two regional bases, respectively compounds of 125 samples from the temperate region of Brittany and 89 samples, collected in three distinct sites of the same arid region of the Djerid. The fourth is a compound of 144 samples collected on a given site of the Djerid region (580 ha). With the first base, we have : i) studied qualitatively, the influence of organic carbon and total iron contents on the spectral behavior then predicted their contents ii) studied the performance variation of the PLSR models according to the calibration set variation. The Brittany base has been analyzed for the organic carbon (CO), the totalnitrogen (Ntot), the pH, the Cation Exchange Capacity (CEC), the total ioron (Fetot) and coarses sand (SG)). Then while using the Principal Compotent Analysis (PCA), as selection procedure of calibration and prediction samples, we calibrated the regional 10 physico-chemical properties models and identified, for each property, which of the spectral ranges : combined Vis-NIR, Vis or NIR, offers the best prediction. The third basis served to study for the total carbon (Ctot) and the electric conductivity (EC), the effect of the calibration mode “specific site” versus” “regional” on the prediction. The third basis served to study, for the total carbon (Ctot) and the electric conductivity (EC), the effect of the calibration mode”specific site” versus “regional” on the prediction

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Colleuille, Hervé. "Approches physique et morphologique de la dynamique structurale des sols. : Application à l'étude de deux séquences pédologiques tropicales." Paris 6, 1993. http://www.theses.fr/1993PA066536.

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Abstract:

Ce travail porte sur la structure du sol, sur sa caractérisation et son implication dans la différenciation des sols et leur comportement physique. Nous présentons une méthode originale permettant de séparer et d'analyser les éléments structuraux (agrégats) correspondant aux premiers niveaux d'organisation du sol. Nous associons une approche morphologique (micromorphologie, analyse d'images) à une approche physique (porosimetrie au mercure, analyse de la courbe de retrait) afin d'appréhender directement ou indirectement ces agrégats et leur mode d'assemblage (structure du sol) à différentes échelles d'investigation et différents états hydriques. Cette démarche est appliquée à des sols largement répandus en zone intertropicale : une séquence de sols ferralitiques et ferrugineux de basse-Casamance (Sénégal), et une séquence de vertisols sales de la moyenne vallée du fleuve Sénégal. Nous montrons que ces deux séquences de sols apparemment fort différentes présentent pourtant certaines convergences d'organisation et de fonctionnement physique: 1) la première convergence est le rôle prépondérant de la phase argileuse sur les propriétés physiques de ces sols. Les caractéristiques des volumes micro poraux (intra-agrégats élémentaires*) et leur capacité de gonflement-retrait, permettent de caractériser globalement l'organisation de la phase argileuse du sol; 2) la deuxième convergence est l'existence pour chacun des sols d'arrangements préférentiels auxquels on a donné le nom d'agrégats élémentaires* ou micro-agrégats. A chaque type d'assemblage d'agrégats élémentaires on a pu associer des propriétés physico-chimiques, des caractéristiques morphologiques à différents niveaux d'organisation structurale, et un comportement au retrait spécifique. De plus, selon la morphologie et l'abondance des discontinuités structurales, le retrait-gonflement des agrégats élémentaires se transmet plus ou moins à un niveau d'organisation supérieur. Malgré la complexité et la diversité des sols, il semble possible de se focaliser sur deux niveaux d'organisations emboitées celui des agrégats élémentaires constitués de particules argileuses, et l'assemblage de ces agrégats avec le squelette pour modéliser l'organisation et la dynamique structurale du sol et pour comprendre ses principales propriétés physiques. *Il s'agit de volumes relativement homogènes, micrométriques (d'environ 30 à 200 m), constitués de l'assemblage de particules fines, indépendamment des particules grossières du squelette (quartz de la taille des limons grossiers aux sables), et séparés entre eux par des traits pédologiques particuliers.

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Al, @Addan Fathel. "Biophysique du sol : étude quantitative des relations entre le travail lombricien et des propriétés de sols méditerranéens." Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20166.

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Abstract:

Les proprietes physiques, d'origine biologique, dependent largement des lombriciens. Ce fait, reconnu depuis au moins darwin (1837) est l'objet de descriptions statiques sur la structure grumeleuse (ex-feces de lombriciens) et l'activite biologique (=galeries de ces animaux). Ces structures ont toutefois une stabilite variable et ont un renouvellement (grumeaux) et un entretien (galeries) qui ne sont plus assures dans certains sols agricoles ou les lombriciens ont ete decimes, d'ou des problemes d'erosion, d'hydromorphie, de battance, voire perte de matiere organique. Dans cette these, on a d'abord selectionne, depuis un echantillon dans divers sols mediterraneens, la typologie centrale de ceux-ci. Puis sur ce type (fersiallitique sous garrigue a scherotheca geants: lombriicens aneciques) une etude ecologique (=refutable in situ) de la production annuelle de grumeaux (315+ ou 45 t/t poids vif acenique) a pu etre mesuree. Les 8,5% deposes en surface ont permis de suivre le rythme d'activite de cette production qui s'est avere suivre un modele d'activite acenique deja propose et ainsi valide. Il a ete montre experimentalement que la production depend bien du niveau de peuplement qui depend de la qualite des litieres. Cette qualite joue directement sur les modalites d'ingestion-digestion puis sur la stabilite structurale supracapillaire (resistance standardisee aux forces capillaires de rehumectation) qui est accrue de 3 a 4 fois suivant les litieres. La percolation de l'eau a travers le profil a pu etre correlee directement aux aneciques createurs des galeries verticales (282 l/m#2/heure pour 100 g d'aneciques, r=0,966, n=17, p 0,01). Les consequences agronomiques et environnementales sont soulignees

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Lafond, Jonathan. "Variabilité multi-échelle de la diffusion des gaz dans le sol." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/27889/27889.pdf.

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Hernandez, Laura. "Dynamique des éléments traces métalliques dans les sols de différents écosystèmes forestiers français : origine, distribution physique et chimique et facteurs de contrôle." Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30067.

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Vissac, Carole. "Les terres rapportées dans les jardins du XVIe au XIXe siècles : caractérisation de l'impact anthropique à différentes échelles d'organisation du sol." Angers, 2002. http://www.theses.fr/2002ANGE0040.

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Abstract:

L'archéologie des jardins a débuté en France dans les années quatre vingt dix. Elle s'intéresse dorénavant à l'importance des terres rapportées dans la création des jardins datés du XVIe au XIXe siècles. Les sols des jardins sont des anthroposols développés par l'accumulation de dépôts à vocation esthétique ou culturale. L'objectif de ce travail est d'étudier le sol à différentes échelles d'observations pour identifier une activité de jardin. Ces recherches nécessitent plusieurs méthodes de sciences du sol. Des prospections géophysiques, la micromorphologie des sols, l'analyse d'image, des analyses physiques et chimiques ainsi que l'analyse de l'azote 15 visent ainsi à favoriser la caractérisation spatiale des dépôts et à déterminer leur attribution fonctionnelle. Le matériel étudié correspond à des sites de jardins datés du XVIe au XIXe siècles : le potager d'O. De Serres au Pradel (Ardèche), le jardin d'agrément du château du Grand-Pressigny (Indre-et-Loire), un jardin d'agrément en contexte urbain à Tours (Indre-et-Loire). Les hypothèses de travail sont propres à la nature de chaque site et à la découverte des vestiges. Elles concernent les propriétés du sol d'origine, la nature des éléments du jardin et des amendements en particulier. Les résultats montrent la pertinence d'utiliser conjointement les différentes techniques pour étudier finement la variabilité anthropique et naturelle de ces sols. Ces études importent à la fois aux sciences archéologique, agronomique et pédologique dans la reconnaissance d'anciens niveaux de surface, la pratique des amendements, la différenciation des dépôts et leur évolution des dépôts dans le temps.

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Ferber, Valéry. "Sensibilité des sols fins compactés à l'humidification : apport d'un modèle de microstructure." Nantes, 2005. http://www.theses.fr/2005NANT2117.

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Abstract:

Les déformations des sols fins dues aux variations d’état hydrique constituent une des causes importantes de désordres des remblais routiers. Cette étude a pour objectif d’évaluer l’influence de la nature et de l’état initial des sols compactés sur ces déformations. Un modèle de microstructure, reposant sur l’organisation de la fraction argileuse en agrégats, a été défini pour distinguer quantitativement le volume des vides inter-agrégats et le volume des vides intra-agrégats. Ce modèle, qui repose uniquement sur des paramètres géotechniques conventionnels, a permis de mettre en évidence une relation linéaire entre l’indice des vides après humidification et l’indice des vides inter-agrégats après compactage, dont l’ordonnée à l’origine et la pente permettent de quantifier l’évolution du volume des agrégats et du volume inter-agrégats. . Le volume final des agrégats dépend essentiellement de la nature du sol et de la contrainte, alors que la variation de volume des vides inter-agrégats est essentiellement gouvernée par la contrainte et l’état hydrique initial. Enfin, les sols très argileux et les sols fins peu argileux présentent un comportement fondamentalement différent lors de l’humidification sous contrainte, qui paraît déterminé par leur proportion de particules argileuses. Outre la contribution à une meilleure description des phénomènes à l’échelle des particules, cette approche permet ainsi de proposer une nouvelle méthodologie d’étude et de prévision des déformations dues à l’humidification.

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Piron, Denis. "Distribution de la drilosphère lombricienne et caractérisation bio-physique des faciès de bioturbation sous gradient de désintensification du travail mécanique des sols." Phd thesis, Université Rennes 1, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00456024.

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Abstract:

L'objectif de la thèse est de développer une approche de caractérisation de la drilosphère lombricienne qui soit transférable vers des contextes agricoles variés. Notre étude a été menée en Bretagne sur un dispositif expérimental comparant trois modes de gestion des sols (labour, travail superficiel et semis direct), associés à deux modes de fertilisation (minérale ou organique). Le concept de "faciès" est introduit afin de définir les entités morphologiques de surface observables sur un profil pédologique, dont les processus structuraux ont une origine anthropique, biologique ou pédoclimatique. Nous présentons ainsi une typologie de 11 faciès (dont 7 d'origine lombricienne) confortée par une approche micromorphologique. Via la cartographie des profils pédologiques, les distributions de faciès sont comparées afin de déterminer les filtres environnementaux affectant la bioturbation lombricienne. Nous avons également étudié sur les faciés les caractéristiques chimiques (C, N) et les structures des communautés bactériennes (diversité d'ADN). Nos résultats indiquent que l'intensification du travail du sol affecte fortement l'organisation spatiale des faciès de bioturbation. En revanche, le mode de fertilisation qui conditionne pourtant les communautés lombriciennes, ne modifie pas la distribution des faciès de bioturbation. Ces résultats indiquent une implication majeure des processus pédoclimatiques sur l'évolution temporelle et spatiale des biostructures lombriciennes. Les approches de biologie moléculaire confirment l'influence des activités lombriciennes sur les structures de communautés bactériennes. La caractérisation des faciès constitue de nouveaux indicateurs de qualité des sols et permet d'appréhender in situ les activités lombriciennes d'un sol.

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Ndira, Victor. "Substances humiques du sol et du compost : analyse élémentaire et groupement atomiques fictifs : vers une approche thermodynamique." Toulouse, INPT, 2006. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000476/.

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Abstract:

Ce travail a porté sur deux volets, l’étude du milieu naturel d’une part et l’étude du milieu artificiel d’autre part. Dans le sol, la stratigraphie temporelle des humus est enregistrée par la succession des couches des litières. En absence de toute perturbation, on peut classer les humus de façon simple, d’après leur morphologie et la succession des horizons organiques. L’évolution au cours du temps, des composés humiques formés lors du compostage peut par comparaison être assimilé à une évolution des composés humiques en milieu naturel. L’analyse élémentaire exploitée par l’établissement des équations stœchiométriques et la méthode des Groupements Atomiques Fictifs a permis d’appréhender plusieurs phénomènes ponctuels de l’évolution d’une litière et d’avoir une vue d’ensemble sur cette évolution. En gardant des conditions physico-chimiques très voisines et en faisant varier la composition de la matière première d’origine l’évolution des litières au cours du temps a permis de constater plusieurs phénomènes généraux : une faible quantité des AF et une augmentation des AH et donc la présence de phénomène de condensation et de l’aromaticité avec l’augmentation du C libre: le rapport C/N diminue avec C, H tandis que O/C augmente montrant une oxydation ménagée des composés extraits, corrélée à un degré d’oxydation du carbone qui augmente (excepté en anaérobiose). Du point de vue atomique, le rapport CH2O/Ct augmente dans les niveaux profonds corrélativement avec la diminution de la réduction du C des AH. Cependant, les AH de chênes restent légèrement plus cellulosique (CH2O/Ct plus élevé) que les AH de pins (CH2O/Ct légèrement plus faible). Plus forte hydratation pour les composés humiques issus de litières de chênes et des valeurs généralement plus faibles de C libre/CH2O permettant de confirmer cette hydratation. Contrairement au milieu oxydé, les molécules des niveaux réduits sont donc plus polymérisées. L’indice de polymérisation (C/CH2O), plus élevé pour les AH de pins, diminue avec l’humification dans les couches profondes. Les AH de pins apparaissent légèrement plus cellulosique (CH2O/Ct) et le pin contient plus de CH2/Ct que le chêne. Dans les composts, en utilisant une seule matière première, la paille, et en faisant varier les conditions physico-chimiques en utilisant des couples aérobiose-anaérobiose, pH acide : 4 - pH basique : 8. 3, température 30°C-60°C, on note : d’une manière générale, au cours de l’évolution du compost (fin de phase de stabilisation et fin de phase de maturation), toutes conditions confondues : la fraction hydrosoluble (HS) diminue fortement (mais peut-être y a t-il un artéfact du aux produits solubles ajoutés en starter (glucose, amidon, peptone). La fraction acide fulvique (AF) diminue également mais de manière progressive et régulière au cours du temps. Une influence prépondérante de l’aération : la fraction acide humique (AH) augmente en aérobiose (et diminue en anaérobiose), la fraction humine (HU) augmente en anaérobiose (et diminue en aérobiose). Une corrélation a été également observée entre fractions humiques et aux caractéristiques physico-chimiques du milieu (pH, nature biochimique du matériel végétal et température, aération). La séparation entre évolution aérobie et anaérobie est très nette. Cette observation semble montrer qu’il existe deux groupes de substances humiques différentes en fonction de l’aération indépendamment des autres facteurs. Cette hypothèse est vérifiée avec l’étude des HS et des AF par spectroscopie UV-visible.

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Duan, Zhibo. "Caractérisation, stabilisation et solidification de sédiments fins marins." Caen, 2008. http://www.theses.fr/2008CAEN2018.

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Abstract:

La propreté et/ou l’accessibilité des ports nécessitent toujours des dragages qui génèrent un volume considérable de sédiments fins. La gestion de ces sédiments pour un développement durable impose la recherche de filières de valorisation, véritables solutions alternatives au rejet en mer ou au dépôt à terre. Pour l’heure, les propositions de valorisation sont diverses, plus ou moins abouties et destinées à un sédiment particulier. Les critères de choix, les limites et les performances ne sont pas toujours clairement établis pour les filières étudiées (Chapitres I et II). Toute étude de valorisation passe par une bonne connaissance du sédiment marin et de la prise en compte de la variabilité de ces propriétés. C’est l’objet de la première partie des travaux : origine et caractérisation de sédiments fins marins étudiés (Chapitres III, IV). Les sédiments fins retenus (9) sont d’origine portuaire. La caractérisation concerne les propriétés physiques, hydrauliques et de consolidation. Un récapitulatif des caractéristiques est donné et quelques critères à retenir sont énoncés pour une caractérisation minimale applicable à tout sédiment susceptible de faire l’objet d’une valorisation. Le choix de la filière dépend d’une part de ces propriétés ou de critères établis à partir de celles-ci et d’autre part, des caractéristiques mécaniques et environnementales attendues pour l’application envisagée. Les sédiments une fois caractérisés ont subi les traitements adéquats pour une réutilisation en matériau de remblai et de sous couches routières. L’amélioration des caractéristiques des sédiments s’est faite par des traitements à base de ciment et de chaux (Chapitres V, VI). La mise en remblai de sédiments naturels non traités ou faiblement améliorés a été abordée (Chapitre VI). Il est discuté des possibilités de réutilisation de sédiments marins en remblai selon les performances mécaniques et environnementales recherchées
Dredged materials are necessary to the give a safe access to the harbours and a high environment quality to them. So an important volume of fine marine sediments is produced. Consequently the management in respect with a sustainable development need to find alternative solutions to the damping at sea or to the storage on shore. Many research works have been run on the valorisation of fine sediments but actually, all of them consider only one specific sediment, and the results are difficult to be applied to other sediments because of the lack of recommendation or criteria for the choice of valorisation in public works or civil engineering (Chapter I and II). For any study of valorisation, all characteristics about marine sediments must be well defined taken into account the variability of them. The chapters (III and IV) are focussed on the properties of a series of harbour sediments (9) according their origin. Physical properties, sedimentation and consolidation parameters are studied and finally a recap of all characteristics are given and a list of them are suggested as a list of parameters required to look at a valorisation of sediments. The choice of the type of valorisation are depending i) on these properties and parameters and ii) on the mechanical and environmental performances relative to the final application. The sediments have been treated to improve their characteristics through a stabilisation / solidification techniques using cement and lime (Chapters V and VI). The reuse for embankment and for road sublayers is considered. The reuse of natural sediment or weakly mixed with cement sediment have been discussed. A construction of an embankment in a confined site is possible in respect with the needed mechanical and environmental properties

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Sai͏̈ssac, Marie-Paule, and Serge Chauzy. "Etude expérimentale et numérique des transferts lents de charges électriques entre le sol et le nuage d'orage." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30129.

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Abstract:

Dans le but de caracteriser la charge d'espace qui s'etablit entre les cellules orageuses et le sol et de quantifier les differentes composantes lentes du courant lie a l'orage, plusieurs etudes experimentales et numeriques ont ete menees. Une premiere etude a ete realisee a partir des donnees experimentales du champ electrique a cinq niveaux dans les cinquante premiers metres d'altitude recueillies sur le site du centre de recherche atmospherique (c. R. A. ) de lannemezan et concerne les variations du champ electrique et celles de la densite de charge. La quantite d'ions emis a la surface par effet de pointe a ete evaluee en variation lente et au moment des eclairs en utilisant les parametres corona prealablement determines et a pu etre comparee a la densite de charge pres du sol estimee par la relation de poisson. L'assimilation de donnees par le modele p. I. C. A. S. S. O. A permis de determiner les parametres sensibles et d'analyser la charge d'espace. Dans une deuxieme phase, un bilan des charges qui remplissent et traversent la couche limite a ete effectue permettant d'estimer la charge susceptible de contribuer a l'electrisation du nuage et de constituer le troisieme pole positif a la base. Une troisieme etude concerne plus particulierement le transport des charges par la precipitation. La confrontation de donnees electriques et de donnees radar a mis en evidence le fait qu'une precipitation chargee proche impose la polarite au champ electrique et a permis d'interpreter les inversions du champ electrique pres du sol. Une autre approche experimentale comprenant la mise au point d'un nouveau capteur de courant de precipitation s'est attachee a caracteriser les pluies orageuses en utilisant les mesures in situ de courant de precipitation obtenues a partir d'un nouveau systeme de mesure

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Sierra, Jorge. "Etude de l'anoxie dans les sols à structure agrégée en relation avec la respiration microbienne." Lyon 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LYO10076.

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Abstract:

L'objectif de cette these etait d'accroitre nos connaissances sur la distribution de l'oxygene et l'anoxie dans des agregats de sol isoles, a l'etat naturel ou apres remaniement. Les experiences visaient a etudier la diffusion de l'oxygene et la respiration microbienne et a decrire le comportement global des agregats: respiration globale et distribution de l'oxygene. Les techniques experimentales principales etaient la chromatographie en phase gazeuse et les microelectrodes a oxygene. Les resultats montrent que la diffusion de l'oxygene peut etre decrite par la loi de fick dans le cas des agregats de sol remanie mais que la presence d'heterogeneites morphologiques necessite de nouveaux developpements pour les agregats naturels. Dans le cas des agregats de sol remanies, la respiration microbienne suit une cinetique de michaelis-menten en fonction de la concentration en oxygene avec une inhibition competitive par le dioxyde de carbone. Une fonction empirique a ete proposee pour decrire la stimulation de la respiration par de faibles concentrations en dioxyde de carbone dans le cas des agregats naturels. Nous avons ameliore la description du transport du dioxyde de carbone par la prise en compte des equilibres chimiques dans la solution du sol. Un modele base sur notre etude decrit bien les resultats experimentaux obtenus sur les agregats de sol remanie. Les heterogeneites physiques et biologiques rendent difficile l'application de ce modele aux agregats naturels. Dans tous les cas, l'amelioration des modeles passes probablement par la prise en compte de la distribution des populations microbiennes

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Barataud, Fabienne. "Analyse physique des transferts hydriques dans un sol forestier à plusieurs échelles spatiales." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1997. http://www.theses.fr/1997INPL026N.

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Abstract:

Le document présente les résultats d'une analyse physique des transferts hydriques dans le système sol-arbre à différentes échelles spatiales. Un modèle original, en régime transitoire, de l'interface sol-racine est inséré dans un modèle global à l'échelle de la parcelle forestière ; cette approche permet de répondre à deux problématiques précises : on montre d'une part que l'interface sol-racine peut être une zone résistive prédominante en cas de situation hydrique limitante ; d'autre part, on explique le fonctionnement hydrique du sol forestier considéré (sol à deux horizons pédologiques limono-argileux séparés par un horizon d'accumulation d'argile imperméable aux remontées capillaires mais cependant traversé par les racines) : l'horizon profond, malgré la faible densité racinaire, constitue une réserve hydrique fondamentale lors d'épisodes de stress hydrique. Enfin, ce modèle global permet d'identifier par méthode inversé certains paramètres hydrauliques du sol inconnus. Ces résultats sont complétés par deux études à des échelles inferieures (carottes de taille centimétrique et cuve lysimétrique à l'échelle métrique). Au laboratoire, l'utilisation d'une technique gammamétrique double-source permet d'identifier les mêmes paramètres hydrauliques sur carottes ; lorsque celles-ci sont non remaniées et donc hétérogènes, la technique doit être adaptée de manière à moyenner les observations sur un volume représentatif du phénomène que l'on souhaite observer. Ces expériences montrent de plus l'influence du remaniement ainsi que des zones fissurées et une étude numérique confirme ces constatations. Le lysmètre vient finalement compléter les études aux deux échelles précédentes : l'expérimentation allie alors des dimensions représentatives de l'échelle du terrain avec des conditions expérimentales contrôlées et précises. Une synthèse confronte les différentes approches.

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Bachmann, Damien. "Modélisation physique tridimensionnelle des mouvements gravitaires de grande ampleur en milieu rocheux." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00133173.

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La gravité est un des principaux facteurs contrôlant l'évolution des chaînes de montagnes. Ses effets les plus connus sont les diverses formes de glissements de terrain. La gravité génère aussi des mouvements évoluant à plus grande échelle d'espace et de temps et dont les effets peuvent passer inaperçus, confondus avec ceux de la tectonique ou masqués par l'érosion. Ces mouvements sont connus sous le nom de DSGSD (Deep Seated Gravitational Slope Deformation). L'enjeu de la compréhension de ce phénomène est important, tant du point de vue de la géologie structurale ou de la géomorphologie que de celui de la prévention des risques naturels. Le manque d'observations en profondeur fait que les modalités de la rupture mises en jeu dans ces mouvements de grande ampleur sont inconnues.
Nous avons étudié ce phénomène par une approche de modélisation physique (expérimentale) tridimensionnelle. Le premier objectif de la thèse à donc été de finaliser la mise au point d'un protocole expérimental original récemment conçu. Cette méthode est fondée sur l'utilisation de nouveaux matériaux analogiques et d'un dispositif de chargement gravitaire original permettant de réaliser des modèles satisfaisant les critères de similarités physique. Ce protocole présente également l'avantage de pouvoir observer la déformation des modèles de manière incrémentale, ainsi que de permettre la réalisation de coupes pour visualiser la déformation en profondeur. Notre étude a permis de montrer que la profondeur maximale de la surface de rupture est comparable à la hauteur de l'édifice affecté. Par ailleurs, au cours de l'évolution de la rupture, ces phénomènes profonds participent au déclenchement de mouvements gravitaires de plus petite taille. Il a également pu être mis en évidence que la topographie à grande échelle est un facteur majeur contrôlant la géométrie et la répartition des mouvements gravitaires.

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Bouvet, Mickaël. "Transfert dans les sols routiers de métaux lourds issus de l'utilisation de déchets." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2005. http://www.theses.fr/2005INPL021N.

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Abstract:

Des enjeux de gestion des déchets poussent à la réutilisation de matériaux alternatifs en construction routière. Dans le cas des MIOM, les principaux polluants sont des métaux lourds qui peuvent être lixiviés et transférés au milieu naturel via le sol routier par les eaux d'infiltration. Le sol routier est défini comme le sol naturel sous-jacent à la chaussée, préalablement décapé et compacté. Il s'agissait de mettre en évidence la rétention de Cr, Cu, Pb et Zn, le mode de fixation de ces polluants dans le sol et les interactions entre le lixiviat et les sols routiers. L'étude sur les interactions entre des sols routiers et un lixiviat de MIOM est réalisée à partir d'essais expérimentaux en laboratoire (isothermes de sorption et simulations en colonnes) et sur le terrain en conditions climatiques réelles (plot d'essai) ainsi que de l'inspection d'un ouvrage ancien. Ces travaux ont permis de mettre en évidence la capacité des sols routiers à fixer les polluants métalliques et de relier cette capacité aux caractéristiques physico-chimiques des sols' (fraction argileuse et CEC). Les caractéristiques des sols sont sensiblement modifiées par l'interaction avec le lixiviat avec une augmentation du pH et des teneurs en Ca. L'étude des phases porteuses par un protocole d'extraction séquentielles (BCR) et des observations au MEB, indique un lien entre la fixation des métaux et la précipitation d'une phase carbonatée ainsi que de possible redistribution des métaux sur les différentes phases du sol à plus long-terme par la comparaison avec les résultats obtenus sur l'ouvrage ancien. Ces travaux sont une approche du transfert de polluants dans un scénario d'utilisation de matériaux alternatif en construction routière avec la prise en compte du rôle du sol routier dans la rétention et le devenir des polluants métalliques
Economic stakes on raw materials and harmful effects linked to waste landfill, lead to the re-use of

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Le, Van Cuong. "Étude sur modèle physique du renforcement des sols par colonnes en « Soil-Mix » : application aux plates-formes ferroviaires." Thesis, Paris Est, 2014. http://www.theses.fr/2014PEST1029/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse porte sur l'étude du renforcement par «soil-mixing» des plateformes ferroviaires en France. Cette recherche, à dominante expérimentale, s'appuie sur une approche du type modélisation physique. Deux cas d'études ont été abordés, la dégradation du frottement à l'interface sol-colonne et le comportement mécanique du matériau « soil-mix » à jeune âge sous l'effet de chargements cycliques. En ce qui concerne l'étude du comportement de l'interface entre la colonne en «soil-mix» et le sol environnant, on a développé un essai de chargement d'un tronçon modèle de colonne instrumenté de capteurs de forces, dans un massif de limon reconstitué. L'objectif principal a été d'évaluer le frottement latéral unitaire le long de ce tronçon de « soil-mix », sous chargements monotones et cycliques. On s'est intéressé, plus particulièrement, à l'évolution du frottement latéral sous chargement cyclique à déplacement contrôlé à grand nombre de cycles (100 000 cycles). Le programme d'essais a permis de mettre en évidence l'influence des paramètres principaux du problème comme l'amplitude du déplacement cyclique, la contrainte verticale appliquée au massif, le sens de chargement. Les résultats obtenus montrent une bonne cohérence avec les résultats de la littérature dans le cas de l'interface entre un pieu métallique et un massif de sable. Dans un second temps, on s'est intéressé à l'effet des chargements cycliques sur le comportement du matériau «soi-mix» pendant les premières heures de prise après la réalisation des colonnes. Ce cas d'étude s'inscrit dans le contexte ferroviaire pour lequel une des contraintes principales est d'assurer la continuité du trafic ferroviaire. Des essais sur un modèle physique simplifié ont permis d'étudier le comportement mécanique du matériau «soil-mix» à 2h, 4h, 6h, 8h, 12h et 24 h après la mise en place du soil mix et après avoir subi un chargement cyclique de 2000 cycles. On a pu montrer que le chargement cyclique ne provoque pas de dégradation du matériau «soil-mix». Au contraire, on observe un accroissement de la résistance à la compression simple d'autant plus fort que le matériau est chargé rapidement après la mise en place du soil mix
The present work deals with the behaviour of soil-mix columns used to reinforce railway platforms in France. This research, mainly experimental, is based on a physical modelling approach. Two case studies have been conducted, the degradation of the local friction mobilized at the interface soil-column and the mechanical behaviour of the material “soil-mix” at young age under cyclic loading. Concerning the degradation of the local friction mobilized at the interface soil-column, an experimental program on a physical model has been carried out. A model of a column slice instrumented with load sensors within a mass of reconstituted silt has been developped. The main objective was to evaluate the local skin friction mobilized along the soil-mix column under monotonic and cyclic loading. The main point of interest was the evolution of skin friction under large number of cycles (100 000 cycles). The experimental program highlighted the influence of key parameters such as the cyclic displacement amplitude, the vertical stress applied to the soil sample, the loading direction. The results obtained show a good consistency with the results of the literature on steel piles in sand. In a second step, we studied the effect of cyclic loading on the behaviour of the material “soil-mix” during the first hours after the realization of the columns. This case is directly related to the railway context in which the constraint of traffic continuity is one strong request of SNCF. Tests on a simplified physical model have been carried out in order to study the mechanical behaviour of the material "soil mix" at 2h, 4h, 6h, 8h, 12h and 24 h after realization of the column and after 2000 loading cycles. It has been shown that the cyclic loading does not cause degradation of the "soil-mix" material. On the contrary, there is an increase of the unconfined compression strength, the higher as the column is loaded rapidly after its realization

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Onier, Charles. "Caractérisation du résultat d'un travail du sol à l'aide d'un capteur micro-ondes : analyse numérique et expérimentale des interactions surfaciques et volumiques des ondes électromagnétiques avec le sol." Avignon, 2007. http://www.theses.fr/2007AVIG0033.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse est d’évaluer les possibilités de caractérisation des sols agricoles à l’aide d’un capteur micro-ondes par une étude des interactions des ondes électromagnétiques avec le sol avec une approche numérique appuyée sur des données expérimentales. Après un tour d’horizon sur la diffusion des ondes électromagnétiques par des milieux rugueux hétérogènes et les modélisations déjà développées, les travaux se sont concentrés sur le développement d’un simulateur. Cela a abouti, d’une part à l’assemblage de différentes méthodes numériques permettant de répondre aux problèmes de la modélisation de la propagation en espace libre avec des milieux semi-infinis 2D à la structure géométrique complexe, et d’autre part, au développement d’un générateur de milieux rugueux hétérogènes permettant de représenter une coupe de sol grâce à une approche « agrégats ». Des tests avec des résultats théoriques et expérimentaux ont ensuite été effectués donnant des résultats satisfaisants sur le plan de la diffusion électromagnétique et sur le plan de la représentation du sol. Enfin, les travaux se sont poursuivis sur l’étude de la caractérisation des sols à l’aide d’un radar. Ainsi, prenant appui sur des données expérimentales pour générer des maquettes de sols représentatives des états à discriminer, des simulations ont été lancées. L’étude des résultats indique qu’une discrimination de différents états structuraux serait possible par des mesures du coefficient de rétrodiffusion à différents angles d’incidence. Ce coefficient est influencé principalement par la rugosité résultant de la présence de mottes en surface. Cependant, la rugosité n’est pas forcément directement reliée aux calibres des mottes présentes et le coefficient de rétrodiffusion est aussi influencé par l’humidité : des investigations sont donc encore nécessaires. Notamment, des informations sur le volume sont visibles dans le signal diffusé et un traitement du signal en temporel pourrait les extraire
The aim of this thesis is to evaluate the soil characterization abilities of microwave sensor thank to a study of the interactions between the electromagnetic waves and the soil. This study follows a numerical approach reinforced by some experimental data. After a short review about the electromagnetic waves scattering by rough heterogeneous media and the existent models, the work focus on the development of a simulator. This leads firstly to a composition of different numerical methods which can model the free-space wave propagation with complex semi-infinite 2D structures, and secondly to a development of a rough heterogeneous medium generator which can represent, thank to an aggregate approach, a soil section. Some tests based on theoretical and experimental data are then performed which show good agreements for either electromagnetic wave scattering or soil representations. At the end, the work focus on the study of the soil characterization using a radar. In that way, experimental data gives the inputs of the soil generator to generate realistic structural states of soil which should be discriminated and simulation series are launched. The results show that different structural states may be discriminated by backscattering coefficient measures at different incidence angles. This coefficient is mainly influenced by the roughness due to the presence of clods at the surface. However, the roughness is not directly linked to the clod size and the backscattering coefficient is also influenced by the moisture : further investigations are still needed. Mainly, information on the volume are visible in the scattering signal and a temporal signal processing may allow to extract them

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Gérard, Émilie. "Caractérisation du cadmium phytodisponible des sols par méthodes isotopiques." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2000. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_2000_GERARD_E.pdf.

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Abstract:

La quantification du cadmium (Cd) phytodisponible des sols est essentielle à l'évaluation du risque de transfert de ce métal toxique vers les plantes. Des méthodes isotopiques (cinétiques d'échange isotopique (CEI), marquage isotopique) couplées à la culture de végétaux, ont été mises en œuvre dans le but d'identifier l'origine du Cd prélevé par la plante et, sur le plan pratique, de définir des méthodes chimiques d'évaluation du Cd phytodisponible. Le ray grass (Lolium perenne L. ), la laitue (Lactuca sativa L. ) et l'hyperaccumulatrice de Cd Thlaspi caerulescens Presl. & C. Presl. Ont été choisis pour leurs prélèvements variés en Cd. Les terres retenues sont polluées par du Cd d'origine industrielle, elles ont des pH différents et représentent une gamme de concentration en Cd total. Les résultats montrent que, dans une tette à tendance acide, toutes les plantes ont accès à un même compartiment, le Cd2+ isotopiquement échangeable. C'est aussi le cas dans des terres carbonatées pour le ray grass mais la laitue et T. Caerulescens ont alors accès à une fraction plus importante et non isotopiquement échangeable du Cd représentant 16 à 52 % des quantités phytodisponibles. La majorité du Cd dans une terre à tendance acide est rapidement isotopiquement échangeable (87 % en 21 jours). Dans les terres carbonatées, le Cd se répartit en deux fractions, l'une très rapidement échangeable et l'autre non échangeable après 21 jours (21 à 70 % du Cd total), en relation avec les faibles quantités de Cd labile dans les poussières à l'origine de la contamination. La mesure en solution de la composition isotopique du Cd2+ et les CEI permettent de quantifier le Cd phytodisponible dans les sols, mais restent peu utilisables en routine. La plupart des réactifs chimiques courants testés (CaCl2, DTPA etc. ) rendent compte du Cd phytodisponible des sols. Cependant, pour les terres carbonatées, le réactif doit parfois être choisi en fonction de la plante.

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Aguilera, Maria Eugenia. "Modélisation physique et prévention de l'endommagement des abords de puits par dépôts asphalténiques." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2006. http://www.theses.fr/2006STR13236.

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Abstract:

Le dépôt d'asphaltènes aux abords de puits provoque l'endommagement de la perméabilité qui cause des baisses sévères de la productivité. Les objectifs de ce travail sont de contribuer à la compréhension de l’endommagement des abords de puits par dépôts asphalténiques et d'explorer de nouvelles voies de prévention de l'endommagement fondées sur l'inhibition de l'adsorption d'asphaltènes sur la roche. Nous avons utilisé les bruts Weyburn, Hassi Messaoud et Arabian Light et des carottes de grès de Fontainebleau. Les résultats des expériences ont validé les lois physiques de l'approche dite colloïdale et ont mis en évidence que les asphaltènes se déposent selon les lois d'échelle efficacité de capture proportionnelle au cisaillement à la puisance -s. Nous avons mis en évidence l'existence de deux régimes de dépôt : (1) la cinétique de dépôt suit la loi d'échelle s=-2/3 (régime Diffusion Limited Deposition), et (2) la cinétique de dépôt suit la loi d'échelle s=-5/3 ou -2, en l’absence et en présence d’une barrière de potentiel, respectivement (régime Shear Limited Deposition). Nous avons mis en évidence l’existence d'un cisaillement critique seuil qui dépend de l'état d'agrégation des asphaltènes et à partir duquel la cinétique de dépôt change du DLD au SLD. Les résultats montrent l'existence d'un cisaillement critique limitant le dépôt. Par rapport à la prévention, nous avons utilisé un copolymère biséquencé dissous dans un solvant sélectif, l'effet inhibiteur du copolymère à été mis en évidence, les effets de la longueur des séquences et de la concentration du copolymère ont été étudiés. La mise en place du copolymère permettrait une protection plus efficace et durable
Asphaltene deposition in the near wellbore region provokes permeability reduction and severe well productivity decline. The aims of this work are to investigate the kinetics of asphaltene deposition and to explore new ways to prevent asphaltene induced formation damage through avoiding asphaltene adsorption onto rock surface. Experiments were performed by injecting Weyburn, Hassi Messaoud and Arabian Light crude oils into sandstone cores. Asphaltene deposition takes place according to the scaling law of Diffusion Limited Deposition (DLD) and Shear Limited Deposition (SLD) regimes (capture efficiency proportional to shear rate at –s power law). The results demonstrated that above a lower critical shear rate, which depends on asphaltene aggregation state, the multilayer deposition kinetics is slowed down upon increasing injection flow rate. The dependence between deposition efficiency and shear rate switches from S = -2/3 (DLD) to -5/3 (SLD). We found that in the presence of an energy barrier the deposition efficiency power law becomes s=-2 in SLD. The results also put into evidence the existence of an upper critical shear rate value beyond which multilayer deposition is hindered. On the other hand, an innovative approach is proposed in order to avoid asphaltene adsorption, this approach consist in a dibloc copolymer adsorption onto porous media surface in order to mitigate asphaltene adsorption. In conclusion, the "colloidal approach" is a valuable route for asphaltene deposition modeling that can be used to develop a more realistic asphaltene near-wellbore damage model. The dibloc copolymer tested is an efficient way to diminish asphaltene induced formation damage

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Lemaire, Thibault. "Couplage électro-chimio-hydro-mécaniques dans les milieux argileux." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2004. http://www.theses.fr/2004INPL116N.

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Abstract:

L'objet de cette étude est de comprendre les phénomènes couplés dont peuvent être le siège les milieux poreux gonflants comme les argiles. Les contributions prises en compte pour analyser les transferts dans de tels minéraux sont de nature électrique, chimique, hydraulique et mécanique. Dans une première partie nous introduisons des considérations minéralogiques et physico- chimiques des milieux argileux. Un objectif important de ce chapitre est de montrer le rôle crucial de leur microstructure. Dans une deuxième partie, un essai d'imbibition dans une poudre de bentonite MX80 est présenté. La décroissance avec la teneur en eau de la diffusivité hydraulique identifiée est expliquée au moyen d'un modèle à double porosité qui met en évidence la disparition progressive des mésopores en réponse aux effets de gonflement à la plus petite échelle. Ainsi une analyse multi-échelle est-elle nécessaire pour proprement décrire le comportement des milieux argileux. Le troisième chapitre expose une telle modélisation multi-échelle (basée sur l'homogénéisation périodique). Reposant sur la théorie de la double-couche, elle introduit un concept novateur de solution d'électrolyte virtuelle. Nous fournissons quelques résultats numériques pour une géométrie simple (plaques en vis-à-vis). Dans la partie suivante, nous exposons des simulations numériques de deux types: la réponse du système à un échelon de concentration et une simulation de l'électro-osmose. La fin de ce chapitre met en exergue la nécessité d'intégrer au modèle les effets du pH. Dans la dernière partie, les échanges surfaciques sont incorporés au modèle afin d'appréhender les rôles du pH et de la force ionique dans le processus électro-osmotique
The aim of fuis study is to understand coupled phenomena that occur in swelling porous materials like clays. Electro-chemo-hydro-mechanical contributions are taken into account to analyze transfers in such minerais. Ln a first fart, an general discussion is proposed to introduce mineralogical and physico- chemical considerations of clayey media. An important objective of this chapter is to show the crucial role of the microstructure. Ln a second part is presented an imbibition test in a MX80 bentonite powder. The hydraulic diffusivity versus water content curve's decrease is explained thanks to a double porosity model that shows the progressive collapse of mesopores due to swelling effects at the microscale. Thus a multi- scale analysis is necessary to weil describe clayey media behaviour. The third chapter exposes such a multi-scale modelling (periodic homogenization). It is based on the double-layer theory and introduces an innovative concept of virtual electrolyte solution. First numerical results are given in a simple geometry (parai lei platelets). Ln the next part are proposed numerical simulations of two kinds : response of the system to a chemical gradient and simulation of electro-osmosis. The end of this chapter puts into relief the necessity to integrate pH effects in the model. In the last part, chemical surface exchanges are incorporated in the modelling to understand pH and ionic force roles in electro-osmotic process

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Védie, Emeric. "Dynamique des versants en contexte périglaciaire : apports de la modélisation physique." Phd thesis, Université de Caen, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00324815.

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Abstract:

La modélisation physique en enceinte de gel est utilisée pour analyser les impacts du réchauffement climatique sur l'évolution des paysages en contexte périglaciaire. Les données expérimentales nous montrent (i) l'importance des conditions de saturation de la couche active dans le déclenchement des mécanismes lents et rapides des sols et (ii) l'impact des perturbations des régimes thermiques et hydriques du sol qui modifient à la fois les taux d'érosion et la dynamique des versants périglaciaires. - Lors de précipitations modérées, cryoexpulsion, cryoreptation/gélifluxion et glissements gravitaires sont autant de processus intervenant dans la modification de la morphologie du versant (érosion régressive). - Lors de précipitations intenses, les processus d'érosion rapide type coulées de débris deviennent prédominants, accélérant la dégradation du versant. Ils s'initient systématiquement (i) au niveau des pentes les plus fortes et (ii) en présence d'un pergélisol qui limite l'infiltration de l'eau en profondeur et joue le rôle de plan de glissement. Les taux d'érosion les plus forts sont enregistrés au cours des précipitations les plus intenses. Ces résultats devraient (i) constituer une aide précieuse pour établir une méthodologie de mesure in situ des systèmes périglaciaires et (ii) améliorer la connaissance sur l'évolution morphologique des versants, lorsque le réchauffement climatique augmente à la fois la profondeur du toit du pergélisol et la quantité d'eau apportée aux versants lors des dégels de printemps. Le travail doit désormais se focaliser sur le contrôle exercé par la dynamique de saturation du sol sur les processus d'érosion de versant.

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Scholtès, Luc. "Modélisation micro-mécanique des milieux granulaires partiellement saturés." Grenoble INPG, 2008. http://www.theses.fr/2008INPG0142.

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Abstract:

L'étude des sols non saturés, et plus généralement des milieux granulaires multiphasiques, a été principalement traitée dans le cadre de la mécanique des milieux continus. Le comportement de ces matériaux trouvant ses origines à l'échelle des particules, nous en proposons une analyse micromécanique, basée sur des simulations numériques utilisant la Méthode des Eléments Discrets. Pour les faibles teneurs en eau, l'eau se concentre sous la forme de ponts liquides intergranulaires dont les propriétés en terme de force et de volume de liquide peuvent être interprétées à travers la théorie de la capillarité. En partant de la description des effets microscopiques de la capillarité, un modèle discret tridimensionnel a été développé. Les propriétés macroscopiques des milieux granulaires faiblement saturés sont ainsi investiguées, aussi bien en terme de rétention d'eau, que de résistance au cisaillement, au travers d'essais réalisés sur des assemblages de grains numériques. En complément d'analyse, les techniques de l'homogénéisation sont mises en oeuvre. Les analyses permettent de mettre en évidence l'importance de la distribution du liquide au sein du milieu, ainsi que le caractère tensoriel des contraintes mécaniques associées aux forces capillaires. La texture du liquide est étudiée, et l'existence d'une contrainte effective est discutée sur des bases microstructurelles. Finalement, une approche est proposée pour simuler l'effondrement au remouillage, caractéristique de la transition d'un état partiellement saturé à un état complètement saturé
Unsaturated soils, and, more generally, multi-phase granular materials, have been mainly studied in the framework of continuum mechanics. As the behavior of these materials depends on particle interactions, a micromechanical approach is proposed, based upon numerical simulations using the Discrete Element Method. At low water contents, the presence of water leads to the formation of menisci between neighboring grains that can be well interpreted by the capillary theory. Starting from the local description of the capillary effects, a 3D discrete model has been developped. Macroscopic properties of low saturated granular materials are then investigated, both in terms of water retention and shear strength, from direct simulations on numerical granular assemblies. Besides, homogenisation techniques are performed. The analyses prove the crucial role of pore fluid distribution in the bulk, and computations allow a capillary stress tensor to be exhibited from capillary forces. Emphasizing this capillary stress contribution, the effective stress is reviewed. Finally, an application is proposed to simulate the wetting induced collapse of unsaturated materials

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Ringuette, Tommy. "Conception et réalisation d'un spectromètre d'absorption par diode laser accordable pour la mesure des concentrations et des flux de CO2 et de CH4 au-dessus des réservoirs hydroélectriques et de divers types de sols." Thesis, Université Laval, 2008. http://www.theses.ulaval.ca/2008/25537/25537.pdf.

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Létourneau, Maryse. "Effet du gel et du dégel sur les propriétés mécaniques et physiques des sols argileux." Thesis, Université Laval, 2012. http://www.theses.ulaval.ca/2012/29219/29219.pdf.

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Dinh, Anh Quan. "Étude sur modèle physique des mécanismes de transfert de charge dans les sols renforcés par inclusions rigides. Application au dimensionnement." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00517738.

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Abstract:

La technique de renforcement des sols compressibles par inclusions rigides a été développée dans les années 70, mais l'utilisation de cette technique en France n'est courante que depuis une dizaine d'années. Dans le cadre du Projet National A.S.I.RI., ce travail de thèse a pour principal objectif d'étudier les mécanismes de report de charge à travers le matelas de répartition, dont la fonction est de transférer la charge provenant de l'ouvrage (remblai, dallage) vers les inclusions rigides, réduisant ainsi les tassements du sol compressible. On a développé et mis en œuvre pour ceci un modèle physique 1g axisymétrique instrumenté permettant de mieux comprendre ces mécanismes en réalisant, en particulier, un programme expérimental destiné à quantifier l'influence de paramètres représentatifs du problème : taux de recouvrement, caractéristiques rhéologiques et épaisseur du matelas ainsi que du sol compressible utilisé. Les résultats obtenus permettent de mettre en évidence l'influence significative des caractéristiques rhéologiques du matelas, de son épaisseur relative et du taux de recouvrement sur le coefficient d'efficacité obtenu ainsi que sur les tassements moyens générés dans le sol compressible. Les résultats expérimentaux obtenus sur le modèle physique sont ensuite confrontés avec ceux résultant de la mise en oeuvre de différentes méthodes de dimensionnement analytiques. Une comparaison est aussi réalisée avec les résultats des essais à l'échelle 1 sur site expérimental ainsi qu'avec les résultats des essais réalisés en centrifugeuse, dans le cadre du Projet National. On présente finalement les résultats d'une modélisation numérique des essais sur le modèle physique, réalisée à partir du logiciel Plaxis. Les résultats numériques sont comparés aux résultats expérimentaux permettant ainsi de faire une validation conjointe du modèle physique et du modèle numérique.

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Rémillard, Jonathan. "Influence de l’altération physique sur les caractéristiques physico-chimiques de monolithes de sols contaminés traités par stabilisation/solidification au ciment." Mémoire, École de technologie supérieure, 2012. http://espace.etsmtl.ca/1105/1/R%C3%89MILLARD_Jonathan.pdf.

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Abstract:

La problématique des terrains contaminés touche des millions de propriétaires d’immeubles à travers le monde. Qu’ils posent un risque pour l’environnement, la santé humaine ou qu’ils nuisent à la valeur des immeubles, la réhabilitation de ces terrains contaminés est devenu un enjeu de tous les jours. La stabilisation/solidification (S/S) de sols contaminés au ciment est une technologie de réhabilitation qui a été développée pour confiner certains contaminants qui ne peuvent être dégradés biologiquement, chimiquement ou thermiquement par d’autres technologies. Les sols traités par S/S forment un monolithe qui peut être enfouis in situ. Toutefois, cette pratique est peu courante au Québec et cette réticence est en partie attribuable aux risques de dégradation des monolithes et au manque de connaissance par rapport au comportement à long terme des monolithes altérés. L’objectif général de ce projet était donc d’évaluer l’impact d’une altération physique causée par des cycles de gel/dégel et de séchage/mouillage sur des propriétés physico-chimiques de monolithes de sols contaminés traités par S/S au ciment, tels la résistance à la compression, la conductivité hydraulique, le pH et la lixiviabilité de cinq éléments traces métalliques (Cd, Cr, Cu, Pb et Zn) utilisés comme contaminants. Différents procédés de S/S ont été étudiés, soit des teneurs en ciment de 15 et 20 %, puis la présence de 5 % par masse de carbonate de calcium. Pour chaque procédé de S/S formulé, les cycles de gel/dégel ont été beaucoup plus efficaces pour altérer physiquement les monolithes. Ces altérations se sont surtout reflétées par des résistances à la compression plus faibles, davantage avec des teneurs en ciment plus faibles. Pour leur part, les cycles de séchage/mouillage ont plutôt créé une altération chimique qui a abaissé le pH des monolithes. Ces altérations chimiques ont aussi nui à l’interprétation des résultats des essais de diffusion, surtout pour le suivre et le zinc, puisqu’il était difficile d’attribuer les effets à l’altération physique ou l’altération chimique. Les résultats ont démontré que seul le chrome a clairement lixivié davantage suite aux altérations physiques. Tous les autres éléments étudiés ont été très peu affectés, et ce, même si certains échantillons étaient fortement altérés. Ceci démontre que dans certains cas, les dégradations peuvent avoir peu d’impacts sur les performances à long terme des monolithes en ce qui concerne l’immobilisation des contaminants. Toutefois, l’intégration de l’étude du comportement à long terme des monolithes dans un processus de formulation d’un mélange de sols contaminés et traités par S/S au ciment peut s’avérer important, tel que constaté dans le cadre du projet pour le chrome.

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Sanchez, Colina Gustavo Antonio. "Physique et ingénierie des catastrophes naturelles : techniques accélérométriques et optiques pour le suivi de pénétration d'intrus solides dans des sols liquifiés." Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAH020/document.

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Abstract:

Cette thèse porte sur le développement de méthodes et techniques expérimentales pour mieux connaître les principes à l’oeuvre dans les glissements de terrains, les avalanches, les écoulements granulaires qui ont un grand rôle dans la liquéfaction des sols, ayant pour conséquences possibles la chute ou l’enfoncement de bâtiments. On conjugue ici des expériences de géophysique expérimentale avec des expériences de physique des milieux granulaires, et en parallèle on développe des appareils de mesure basés sur des microcontrôleurs et capteurs embarqués
The subject of this thesis are the methods and experimental technics to help in the assessment of the underlying principles for the landslides, runaways and the other phenomena playing a main role in soil liquefaction and hence, on the falling or settling of buildings. This thesis conjugates geophysics’ to granular materials physics’ experiments, and it allowed to develop new measurement devices based on embedded microcontrollers

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Civil, Nody. "Identification des mécanismes responsables du transport des particules fines et le processus de colmatage dans les sols de canneberges." Master's thesis, Université Laval, 2017. http://hdl.handle.net/20.500.11794/27872.

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Abstract:

La culture de canneberges, étant intensément drainée souterrainement, peut accélérer le transport des particules fines dans le sol. Ce projet vise à évaluer la migration des particules fines dans les sols de canneberges. Cette expérience a été mise en place sur 3 sites (A, B, C) de production au Québec. Un traceur physique inerte, l'oxyde de zirconium (ZrO2), a été appliqué sur des parcelles de 25 x 25 cm au début de l'été 2014. Les parcelles étaient munies de puits d'observation de la nappe et de tensiomètres (TX3) positionnés sur le drain, au quart de l'écartement et à demi-écartement, à 10 et à 20 cm de profondeur. De plus, deux puits d'observation de la nappe supplémentaires par site ont été installés dans le milieu naturel à côté du champ. Des colonnes de sol de 60 cm de long et de 6 cm de diamètre ont été échantillonnées sur chacun des sites en août 2014 (T1) et juillet 2015 (T2), pour un total de 18 colonnes. Celles-ci ont été coupées et séchées en segments de 2 cm d'épaisseur, donnant ainsi 30 échantillons de sol par colonne. La concentration de ZrO2 a été mesurée par spectromètre de fluorescence rayon-X (EDXRF). La granulométrie a aussi été mesurée sur les mêmes segments afin d'identifier des zones d'accumulation de particules fines. Les résultats obtenus par EDXRF ont montré une migration de ZrO2 sur toutes les colonnes à 10 cm de profondeur au T1, soit la profondeur racinaire de la canneberge. Cependant au T2, les colonnes du site C ont montré une migration entre 15 à 30 cm de profondeur. Le site A et B sont plus susceptibles au problème de colmatage que le site C.

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Bois, Thomas. "Étude du rôle des hétérogénéités structurales et de l'altération sur la déstabilisation des massifs rocheux par une approche couplée de modélisation physique et numérique." Nice, 2010. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00544052.

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Abstract:

Les déformations et ruptures gravitaires sont des phénomènes communs à tout massif rocheux, et se produisant à différentes échelles. Il est largement accepté que ces processus sont influencés par différents facteurs parmi lesquels les hétérogénéités structurales préexistantes (hérités de l’histoire géologique du massif) et les processus d’altération physico-chimique sont de premier ordre. Cependant, l’influence respective de ces paramètres reste floue. Pour avancer dans ce domaine, nous avons utilisé une approche couplée de modélisation physique et numérique en deux et trois dimensions, en se basant sur deux analogues de terrain bien documentés que sont le glissement de La Clapière (Alpes Maritimes, France) et les écroulements de Randa (canton du Valais, Suisse). Le premier objectif de cette thèse a été l’amélioration de la technique de modélisation physique existante afin de pouvoir d’une part introduire un grand nombre de discontinuités (fractures et failles) dans des modèles physiques, et d’autre part afin de produire des modèles en trois dimensions présentant une topographie réaliste issue de modèles numériques de terrain. Un protocole expérimentale de modélisation numérique a ensuite été développé afin d’étudier l’effet de l’altération physico-chimique sur la perte de stabilité des versants rocheux et ce, à grande échelle. Les résultats ont montré, au travers de l’application de la méthode couplée de modélisation physique et numérique (en deux et trois dimensions) que les failles et fractures affectant un massif rocheux (et héritées de son histoire géologique) sont des structures influençant fortement la cinématique des déstabilisations gravitaires et notamment au travers des paramètres propres de ces structures (géométrie, persistance et densité). Il a également été montré que la topographie tridimensionnelle (de premier et de second ordre) ainsi que les propriétés mécaniques à grande échelle (incluant l’altération) ont une grande influence sur le volume mobilisé lors des déstabilisations de versant
Gravitational slope failures are common phenomena involving all rock slopes, at various scales. It is widely accepted that different factors exert an influence on those gravitational process. Among these, structural heterogeneities (inherited from the geological story of the massif) and alteration/weathering process are of first order. However, the relative influence of those parameters is still poorly constraint. To tackle this question, a coupled physical and numerical modelling approach has been developed, considering both two and three dimensional models based on two natural examples : The La Clapière landslide (Alpes Maritimes, France) and the 1991 Randa rockslides (Valais, Suitzerland). The first goal of this PhD Thesis was to improve the existing physical modelling technique. On the one hand in order to introduce a wide/realistic number of discontinuities in physical models, and on the other hand to performed 3-D physical models based on realistic topographies (using DTM data). Then a numerical experimental process has been carried out in order to study the influence of large scale alteration on gravitational slope failure. Results have shown that faults and joints, affecting rock structures, have a strong influence on gravitational failure kinematics and especially through their geometry, persistence and density. It has also been shown that 3-D topography (of first and second order), and large scale mechanical properties (including alteration process) have a great influence on mobilized volume during slope destabilisation

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Régnier, Damien. "Modélisation physique et numérique de la dynamique d’un pergélisol au cours d’un cycle climatique : implications pour le site de Meuse - Haute-Marne." Rennes 1, 2012. http://www.theses.fr/2012REN1S054.

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Abstract:

Ce mémoire présente les travaux réalisés sur la modélisation de la dynamique d’un pergélisol (sol dont la température est inférieure à 0°C durant 2 ans consécutifs) et de son impact sur les circulations hydrogéologiques. Ils contribuent aux études de l’Andra sur le stockage des déchets radioactifs et sur l’étude environnementale du site Meuse/Haute-Marne. Lors d’un cycle climatique, les périodes froides peuvent générer l’installation d’un pergélisol. Cette structure périglaciaire se propage vers les horizons géologiques profonds, et de par sa très faible perméabilité, peut immobiliser des masses d’eau importantes dans les aquifères. Ce travail présente l’élaboration de deux modèles numériques à l’aide du code Cast3M (CEA) : (i) un modèle thermique conductif pur, adaptation d’une procédure existante, pour l’étude de la propagation d’ondes de froid en milieu poreux avec transition de phase eau-glace ; (ii) un modèle élaboré, gérant le couplage thermo-hydraulique des processus du sous-sol (conduction, convection et transition de phase). Validés, ces deux modèles offrent ici trois axes de valorisation : (i) proposition d’un benchmark par l’étude de deux cas tests génériques ; (ii) étude du signal de température imposé en surface : importance des variations climatiques haute fréquence (échelle centennale) sur la propagation et la stabilité d’un pergélisol ; (iii) étude de la dynamique d’une discontinuité thermique dans un système hydrologique type rivière-plaine : temps de fermeture du système par le pergélisol selon différents paramètres (températures, flux géothermique, sens des flux hydrologiques…). Ces points étant directement reliés aux problématiques du site Andra
This manuscript deals about works realized on the permafrost modelling in porous media and its impact on the hydrogeological circulations. These are parts of the Andra’s studies on the nuclear waste storage and, on the environmental studies of the Meuse/Haute-Marne (MHM) site. During a climatic cycle, cold periods can generate permafrost (ground with temperature lower than 0°C for 2 consecutive years). This periglacial structure propagates towards deep geological layers, and, due to its very low permeability, can stop the flow of water bodies like aquifers. This work presents the elaboration of two numerical models (with Cast3M code (CEA)): (i) a model with thermal conduction, used for the study of a cold wave propagation in porous media with phase transition (water-ice); (ii) a more complex model, managing the thermo-hydraulic coupling of ground phenomenon (conduction, convection and transition of phase). After validation, these two models offer three axes of development: (i) benchmark proposition by the study of two generic test-cases; (ii) study of the local air temperature signal on MHM site : importance of high frequency temperature variations (centennial scale) for permafrost depth and stability ; (iii) study of the dynamics of a thermal discontinuity in a typical hydrological system river-plain: closure time of the system by the permafrost according to various parameters (temperatures, geothermal flow, hydrological flow directions). These points are directly linked with the problems of the MHM site

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Kakule, Vyakuno Emmanuel. "Pression anthropique et aménagement rationnel des hautes terres de Lubero en R. D. C. : rapports entre société et milieu physique dans une montagne équatoriale." Toulouse 2, 2006. http://www.theses.fr/2006TOU20006.

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Abstract:

Dans les hautes terres de Lubero, en République Démocratique du Congo, on enregistre des problèmes environnementaux et sociaux dus à des facteurs physiques et anthropiques. Ces problèmes, qui se manifestent après le dépassement de la capacité de charge démographique des milieux, ce sont la dégradation de la végétation, la baisse de la fertilité des terres, l'érosion des sols, la violation des aires protégées, la pénurie des terres et les conflits fonciers. Ils résultent, du point de vue physique, de la raideur des pentes, de la forte altération des roches, de la granulométrie des sols, du faible recouvrement végétal et du potentiel érosif du climat. Du côté social, ils découlent de l'occupation progressive de l'espace, des densités humaines, du régime foncier, de l'utilisation du milieu et des modes de mise en valeur des terres. Pour résoudre ces problèmes, parmi lesquels celui de l'érosion des sols est le plus important, cette thèse propose un aménagement rationnel intégrant une intervention sur le milieu physique et des mesures sociales et économiques. L'arrêt de l'érosion des sols nécessite l'aménagement des terrasses et des haies anti-érosives, la pratique de l'agroforesterie, l'application des méthodes de conservation du sol, le reboisement et un certain degré de mécanisation de l'agriculture. L'exécution de ces travaux exige au préalable la sensibilisation des acteurs et la réforme foncière. Elle s'accompagne de l'émigration de la population, du planning familial et de la diversification des activités autres que l'agriculture. Ainsi, la protection de l'environnement fait apparaître le rapport étroit qui existe entre l'homme et la nature en matière d'aménagement du territoire
In the Lubero highlands, in Democratic Republic of Congo, there are environmental and social problems which depend on natural and social factors. These problems, which appear once the demographic carrying capacity of the lands has been surpassed, are the vegetation degradation, the fall of soils' fertility, the soils' erosion, the protected areas violation, the land scarcity and the land conflicts. As far as the physical environment is concerned, they depend on the slopes, the deep rocks' alteration, the soils' granulometry, the low vegetal cover and the erosive potential of the climate. For the society, they are caused by the progressive occupation of the land, the human densities, the landed system, the exploitation of the nature and the development of lands. To resolve these problems, and more particularly the problem of soils' erosion, which is the most important, this thesis proposes a rational planning integrating an intervention on the physical environment as well as social and economical measures. The controlling of soils' erosion requires the construction of terraces and anti-erosive hedges, the practice of agroforestery, of soil conservation methods, the reforestation and some degree of agricultural mechanization. Execution of these requires foremostly the actors' awareness and the land reforms, accompanied by population emigration, family planning and diversification of activities apart from agriculture. So, the protection of the environment shows that there is a narrow relation between man and nature in territory's planning matter

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Moni, Christophe. "Stabilisation physique et physico-chimique de la matière organique dans les horizons profonds du sol." Paris 6, 2008. http://www.theses.fr/2008PA066196.

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Abstract:

La matière organique des sols (MOS) est un réservoir de carbone majeur dont la moitié se situe dans les horizons profonds du sol. A ce titre, la gestion des stocks de carbone organique (CO) du sol et en particulier ceux des horizons profonds du sol pourrait permettre de réguler les excès actuels de carbone dans l’atmosphère. Afin de mieux comprendre les processus de stabilisation des MOS dans le sol, la stabilisation par protection physique dans les agrégats et les nodules ferro-manganiques ainsi que la stabilisation par adsorption, ont été étudiées dans les deux premiers mètres d’un Cambisol riche en oxyde de fer et d’un Luvisol. Dans les deux sols, nos résultats confirment l’importance des horizons profonds en termes de stock et de stabilisation du COS, et montrent que l’essentiel du COS est associé aux fractions argileuses <2µm dont une grande partie constitue les micro-agrégats <20µm. Dans le Luvisol la quantité de CO associée aux micro-agrégats est toujours supérieure à la quantité de CO adsorbée. Dans le Cambisol, la situation similaire en surface s’inverse en profondeur où 78% de la variabilité du CO est expliquée par les teneurs en oxydes de fer et d’aluminium amorphes, suggérant qu’en profondeur l’essentiel des MOS soit adsorbé aux oxydes. Dans le Cambisol, 15% du CO sont physiquement stabilisés par occlusion dans les nombreux nodules ferro-manganiques du profil. Les nodules >2mm étant systématiquement exclus des évaluation des stocks de COS des sols où ils peuvent pourtant être nombreux, ces résultats suggèrent une sous estimation globale des stocks de CO des sols. Finalement ce travail montre que la hiérarchie des processus de stabilisation des MOS varie en fonction du type de sol et des horizons.

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Fouda, Martin. "L'eau et les sols dans la basse vallée d'Aure inférieure : perspectives d'aménagement." Caen, 1988. http://www.theses.fr/1988CAEN1039.

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Abstract:

Dans la basse vallée d'Aure inférieure, la formation des sols est déterminée par l'histoire du comblement récent détermine la dépression sous la forme d'un colmatage organique en retrait des eaux de mer et d'une sédimentation fine consécutive aux effets conjugués d'une subsidence probable et des mutations agricoles. L’excès d'eau dont souffrent les sols vient d'une forte alimentation pluviométrique et hydrogéologique suivie d'une faiblesse des écoulements. Pour une meilleure gestion des eaux, il faut retrouver une adéquation des niveaux avec les nouveaux objectifs qui se font jour.

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Goutal, Noémie. "Modifications et restauration de propriétés physiques et chimiques de deux sols forestiers soumis au passage d'un engin d'exploitation." Phd thesis, AgroParisTech, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00737884.

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Abstract:

Les risques de dégradation physique des sols forestiers sous l'effet de contraintes mécaniques externes liées à la mécanisation des opérations forestières, augmentent considérablement. Les mécanismes et le temps nécessaires à la restauration non assistée de la qualité des sols forestiers tassés restent encore peu étudiés, et leur identification nécessite de coupler les approches physiques, chimiques et biologiques. L'objectif de ce travail était d'étudier l'impact de la circulation d'un porteur forestier sur les conditions de l'enracinement (aération, régime hydrique et pénétrabilité) ainsi que son évolution à court terme. Ce travail s'appuie sur l'observation de deux sites expérimentaux mis en place dans le Nord Est de la France, concernant des sols de morphologie similaire (couche limono-argileuse de 50 cm d'épaisseur reposant sur un substrat argileux) et ayant subi des contraintes identiques. Des paramètres physiques (température et humidité du sol, densité apparente et résistance à la pénétration) et chimiques (composition de l'atmosphère du sol) ont été suivis pendant trois à quatre ans, à des fréquences allant d'un pas de temps quotidien à annuel. Le suivi du climat du sol et de la composition de son atmosphère a mis en évidence une diminution forte des conditions aérobies pendant un à un an et demi après le passage du porteur. Cet effet initial sur l'aération du sol a diminué subitement dès l'apparition de la première période de sécheresse édaphique, probablement grâce à la formation de fissures dans l'horizon de surface du sol tassé. Cependant un effet significatif du traitement sur la composition de l'atmosphère du sol pouvait toujours être observé trois à quatre ans après tassement. Pour suivre l'évolution des propriétés physiques du sol après circulation du porteur, il a été nécessaire d'opérer une normalisation par rapport à l'humidité au moment du prélèvement. Trois ou quatre ans après la circulation du porteur, une différence toujours significative existe entre les propriétés physiques des sols témoins et celles des sols tassés. Cependant une évolution de l'impact du porteur peut être mise en évidence dans la couche de surface (0-10 cm) des deux sites. Ce début de restauration se traduit, sur un des deux sites, par une différence entre traitement qui n'est plus significative quand les sols sont humides mais qui l'est encore quand les sols sont secs. Sur le deuxième site, cette différence a diminué quelle que ce soit l'humidité du sol. Ainsi, le début de régénération de la structure du sol perturbé ne s'accompagne pas d'une disparition de son comportement de prise en masse lors de son desséchement sur un des deux sites. Ce travail a permis de mettre en évidence une évolution des conséquences du porteur en surface du sol tassé qui serait liée à des processus physiques (gonflement -retrait, gel - dégel). Cependant, l'impact sur les conditions de l'enracinement (forte résistance à la pénétration quand les sols sont secs, faible aération quand ils sont humides) reste élevé de même que sur la résilience à long terme du peuplement.

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Zammit, Christian. "Analyse et évaluation des paramètres des caractéristiques hydrodynamiques des sols : prédiction par un modèle analytique à base physique à partir de données texturales." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1999. http://www.theses.fr/1999GRE10246.

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Bélec, Carl. "Influence de la succession culturale en sols organiques sur les propriétés physiques du sol et le bilan d'azote." Thesis, Université Laval, 2006. http://www.theses.ulaval.ca/2006/23616/23616.pdf.

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Dissertations / Theses on the topic 'Physique des sols'

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