Conclusion

Ce chapitre présente tout d'abord la démarche expérimentale suivie au cours des travaux de thèse et

explique les choix de formulation par rapport aux objectifs initialement fixés. Les sols étudiés sont

réalisés artificiellement en laboratoire de manière à étudier paramétriquement l'influence de

l'argilosité du sol. Les plages de dosage en ciment testés sont calquées sur celles utilisées in situ.

L'approche "béton" sur laquelle est fondée cette étude est finalement rarement adoptée en

Deep Soil Mixing, ainsi un parallèle avec l'approche "géotechnique" est proposé. Une équivalence

entre les différentes façons d'exprimer les dosages en ciment est notamment suggérée. La méthode

de formulation repose sur l'ouvrabilité du mélange qui est définie comme autoplaçante

conformément à la mise en place in situ du matériau. Le réglage de la quantité d'eau des bétons de

sol dépend finalement surtout de la teneur en argile du sol, la quantité d'eau de gâchage nécessaire

augmentant en raison de la capacité de rétention et la forte surface spécifique de l’argile.

La méthode de confection et de conservation des éprouvettes est ensuite détaillée, et souligne

l'importance de facteurs pouvant impacter les caractéristiques du matériau comme le remplissage

des moules, la température et l'humidité pendant la cure. Dans le cadre de la caractérisation

physique et mécanique du matériau, les éprouvettes sont réalisées dans des conditions idéales de

mélange et conservées dans des conditions de cure favorable (cure endogène). Une partie précise

également les différents modes de conservation adoptés afin d'analyser l'influence du type de cure

(cure endogène, à l'eau, et à l'air) sur l'évolution la résistance en compression en fonction du temps.

Et enfin, l'étude de l'influence des inclusions de sol est étudiée expérimentalement. Une méthode

originale est proposée afin de reproduire en laboratoire les problèmes de chantier liés au malaxage

des bétons de sol. L'idée consiste à introduire des boulettes d'argile pendant le remplissage des

moules, afin de mesurer l’impact de la présence de morceaux de sol non mélangés avec le liant sur

les performances mécaniques des bétons de sol.

La caractérisation physique du matériau passe par différents dispositifs classiques de mesure dont le

principe est détaillé. La teneur en air occlus est déterminée à l'aide d'un aéromètre à mortier.

La porosité accessible à l'eau et la masse volumique sèche sont déterminées conformément à la

norme NF P 18-459, cependant la température de séchage est réduite à 60 °C pour ne pas altérer la

microstructure de l'argile. La stabilité dimensionnelle des éprouvettes est mesurée selon la norme

NF P 15-433, à l'aide d'un bâti muni d'un comparateur. Les propriétés de transfert du matériau sont

également déterminées à l'aide d'un appareil triaxial. Le choix de la hauteur de l'échantillon testé

(ht = 25 mm) et du gradient de pression appliqué (ΔP = 25 kPa) sont inspirés de la littérature.

La caractérisation mécanique du matériau a été effectuée à l’aide d’une presse électromécanique

INSTRON et d’une presse hydraulique SCHENK. La résistance en flexion est déterminée sur des

éprouvettes prismatiques de 4×4×16 cm

et donne indirectement une idée de la résistance en

traction du matériau. La résistance en compression simple et le module d'élasticité sont déterminés

sur des éprouvettes de 50 mm de diamètre et 100 mm de hauteur, surfacées manuellement à l'aide

d'un papier de verre. Le module d'élasticité statique est déterminé par instrumentation des

éprouvettes de béton de sol avec des jauges de déformation. Ce module est ensuite comparé au

module d'élasticité dynamique déterminé en mesurant la vitesse de propagation des ondes P à

travers le matériau en utilisant un Pundit 7.

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L'analyse microstructurale et chimique des bétons de sol a été effectuée à l'aide de moyens matériels

sophistiqués dont certains sont disponibles au laboratoire (analyse thermique, microscope

électronique à balayage) mais d'autres ont dû faire appel à l'équipement d'autres laboratoires

(porosité au mercure, analyse par diffraction de rayons X). Le principe de fonctionnement et la

complémentarité de ces différentes méthodes d'analyse est mise en évidence. Les résultats obtenus

par MEB, ATG, ATD, DRX, donnent des informations chimiques et morphologiques sur les produits

issus de l'hydratation du ciment, et les essais par intrusion de mercure donnent la distribution du

diamètre des pores au sein des éprouvettes de béton de sol.

La durabilité des bétons est encore source d'incertitudes bien que la méthode du Deep Soil Mixing

soit aujourd'hui parfaitement reconnue à travers le monde (Denies et al. 2015). Des essais de

vieillissement accélérés sont donc proposés dans cette étude, afin notamment de tester la résistance

des bétons de sol vis-à-vis des cycles humidification/séchage et des attaques sulfatiques externes.

Différents types de cycles H/S sont testés ("accélérés" et "longs") afin d'analyser l'influence de la

vitesse de séchage sur l'endommagement. Le matériau également exposé à une solution dont la

concentration en sulfates de sodium est très élevée (25 g/l) de manière à accélérer l'influence du

Na2SO4. Pour ces différents essais de durabilité, la démarche consiste à suivre continuellement par

pesée le degré de séchage du matériau et son état de fissuration en sondant le matériau par mesures

ultrasonores. Des essais mécaniques (E, fc) et hydriques (k) ont également été programmés à

différentes échéances.

La dernière partie de ce travail s'intéresse au comportement à haute température des bétons de sol,

car les ouvrages tels que les parkings souterrains peuvent être exposés à des incendies. Le

fonctionnement du matériel utilisé pour le chauffage des éprouvettes et la procédure adoptée pour

le relevé des températures à partir de thermocouple sont décrites. La caractérisation du matériau

consiste à chauffer les éprouvettes à 300, 450 et 600 °C. La vitesse de chauffage est fixée à

0,5 °C/min de manière à limiter la valeur du gradient thermique. Au total, 33 éprouvettes par

formulation sont réalisées pour la caractérisation physique et mécanique du matériau. Une étude

complémentaire a également consisté à déterminer la réponse thermique du matériau, en plaçant un

thermocouple au cœur d'éprouvettes 15Ø20 cm.

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