I. 2.3.1.3 Les géotextiles tricotés
I.4 Principaux caractéristiques des géosynthétiques
Une inclusion géosynthétique de renforcement doit remplir les deux fonctions suivantes:
• Avoir une bonne résistance à la rupture • mobiliser le frottement du sol
- Résistance et déformabilité
La résistance des géogrilles croît avec la pression de confinement exercée par le sol sur la géogrille. L‟essai adapté par Mc Gown et al(1982) pour la déformabilité et la résistance est l‟essai d‟extraction de géotextile confiné.
Ce dernier est réalisé par un appareil très simple (Figure 1.18) proposé par Cristopher (1983) et permettant de déterminer la courbe effort-déformation en traction d‟une géogrille enterrée (Figure 1.19).
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Figure 1.18 Essai de traction
Le fonctionnement à la traction est caractérisé par son module de raideur en traction (J) :
J = T
d/
d
Figure 1.19 Comportement typique d‟une inclusion géosynthétique à la traction.
- Frottement sol-géogrille
Il est souvent nécessaire de connaître le comportement en frottement du système sol- géogrille surtout lorsque les géogrilles sont utilisées comme éléments de renfort dans les ouvrages.
Le frottement dépend :
des caractéristiques de résistance au cisaillement du sol,
de l‟extensibilité de la géogrille,
de l‟angularité des grains,
de la contrainte normale, Tf – Résistance à la traction ultime; ε f – Déformation à la rupture; Td – Résistance à la traction de calcul; εd – Déformation de calcul
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et de la densité du sol.
Pour mesurer le frottement sol- géogrille, on utilise l‟essai de cisaillement direct
(Figure 1.20). Le sol placé dans la demi boîte supérieure est bien frotté sur la
géogrille qui est placée à la surface de la demi boîte inférieure. Cet essai ne nécessite pas d‟appareillage complexe.
Figure 1.20 Boîte de cisaillement
g
tg .
Avec : :Contrainte normale
2
m kN . : Contrainte de cisaillement
2
m kN . g : Angle de frottement sol-géotextile.
Le comportement à l‟interface est caractérisé par la loi de frottement élastoplastique à l‟interface sol / géosynthétique. Elle se présente schématiquement de la façon suivante :
Figure 1.21 Loi de frottement schématique à l‟interface sol/inclusion.
avec
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La majorité des valeurs du coefficient de frottement disponibles est issue d‟essais réalisés sur sable et géotextiles types. Ces coefficients varient entre 0,6 et 0,9 dans le cas des sols conventionnels et lorsqu‟on utilise des géotextiles.
Le coefficient de frottement est déterminé généralement au moyen de l‟essai de cisaillement direct ou dans un essai d‟extraction.
-Resistance a l’endommagement
L'endommagement peut avoir lieu de différentes manières en fonction du type de géosynthétique utilisé, du type de sol, du compactage, de la présence de branches ou de débris...
Des essais types permettant de comparer le comportement des différents produits face au poinçonnement ou aux déchirures éventuelles peuvent être mis en œuvre suivant les spécificités du chantier.
Il semble ressortir de l'expérience actuelle que les produits les plus résistants à l'endommagement sont, par ordre décroissant, les géogrilles, géotextiles tissés puis les non-tissés (fibres longues puis courtes). Cet aspect devra être pris en considération pour l'utilisation des sols grossiers particulièrement agressifs mécaniquement.
I.5 Conditions de mise en œuvre
La mise en œuvre du géosynthétqiue se fait classiquement sur une couche de sol compacté. L'interface sol / géosynthétique est plane, ce qui peut en faire une surface de glissement préférentielle ( < 1).
Lorsqu'on utilise des sols grossiers (particulièrement pour les matériaux provenant d'éboulements), il peut subsister des branches, des blocs anguleux qui poinçonnent le géotextile. Il est difficile de prévoir si ce phénomène contribue à l'ancrage de la nappe dans le sol ou si au contraire cela nuit à la résistance du produit.
Il serait donc intéressant d'étudier l'influence des poinçonnements sur les géotextiles (et notamment sur les produits tissés) grâce à des essais spécifiques.
La mise en oeuvre du géosynthétique sur un sol non compacté (le compactage étant effectué après recouvrement par une nouvelle couche de remblai) permettrait le "festonnage" et apporterait un plus en terme de frottement et d'ancrage.
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Par contre le compactage provoque un endommagement du géotextile plus important, surtout dans le cas de sols à éléments anguleux. L'effet du compactage par réalisation de chargements répétés sur un sandwich sol / géosynthétique a été étudié (Gourc, 1982). Ces tests mettent en évidence une perte de résistance à la traction de 5 à 35 % après compactage. L'angularité des grains ne semble toutefois pas être le seul facteur d'endommagement. En effet les étirements répétés subis par le géotextile à chaque passage du rouleau compresseur provoquent une fatigue accélérée de ce dernier. Ceci est d'autant plus vrai que la différence de déformabilité entre le sol et le renforcement est importante. La teneur en eau joue un rôle essentiel.
I.6 Développement futur
De nouveaux produits géotextiles devraient voir le jour dans le futur afin de répondre à des problématiques plus sophistiquées que celles auxquelles la gamme de géotextiles actuels, aussi large soit elle, peut répondre.
Parmi ceux ci, plusieurs devraient être le fruit de l'utilisation conjointe des techniques conventionnelles de fabrication des géotextiles et des technologies nouvelles de "finition" des matériaux textiles, telles les technologies de fonctionnalisation par plasma. Dans ce cadre, on peut imaginer l'application des géotextiles dans une gamme diversifiée de nouvelles applications :
- Contrôle des odeurs
- Réduction de la pollution diffuse d'origine agricole - Traitement de l'eau (potable, usée domestique, etc.) - Traitement des sols contaminés
- Désalinisation de l'eau - Barrière de gel
- Supports de croissance (aquaculture, etc.)
Les géotextiles devraient aussi augmenter leur marché dans une multitude de nouvelles applications, en combinaison avec d'autres matériaux.
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Chapitre II
Généralités sur la capacité portante des sols.
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II.1 Généralités sur la capacité portante des sols non renforcés