a Sur sables traités STLH

IV.1.2. Essai de traction directe ... 101 IV.1.2.a. Appareillage ... 101 IV.1.2.b. Fonctionnement ... 103 IV.1.2.c. Expression des résultats... 103

IV.2.

Cas des sables traités aux liants hydrauliques ... 104

IV.2.1. Résistance à la traction des STLH ... 105

IV.2.2. Module d’élasticité ... 106

IV.2.3. Influence des sédiments traités NOVOSOL® ... 109

IV.2.4. Classement des sables traités STLH ... 110

IV.3.

Cas des graves traitées aux liants hydrauliques ... 112

IV.3.1. Résistance à la traction par l’essai de compression diamétrale ... 112

IV.3.2. Résistance et module d’élasticité à la traction par l’essai de traction directe ... 113

IV.3.3. Classement des graves traitées GTLH ... 115

Chapitre IV : Table des illustrations

Figure IV-1 : Représentation schématique des corps d’épreuves et des essais pour l’étude de MTLH en technique routière [Voirin et al., 2001]... 98 Figure IV-2 : Essai de compression diamétrale - extensomètres pour mesurer la déformation de l’éprouvette ... 99 Figure IV-3 : Presse de compression diamétrale pour des STLH... 100 Figure IV-4 : Essai de compression diamétrale des GTLH ... 101 Figure IV-5 : Essai de traction directe des GTLH... 102 Figure IV-6 : Courbe force-déformation de l’essai de traction directe des GTLH ... 104 Figure IV-7 : Résistance à la traction des STLH ... 105 Figure IV-8 : Vitesse d’évolution de la résistance des STLH durant la période de 90 à 360 jours ... 105 Figure IV-9 : Module d’élasticité des STLH ... 107 Figure IV-10 : Evolution de la résistance à la traction directe des STLH à 360 jours, en fonction de la teneur en sédiments traités NOVOSOL® incorporés... 109 Figure IV-11 : Evolution du module d’élasticité des STLH à 360 jours, en fonction de la teneur en SédTN® incorporés ... 109 Figure IV-12 : Structure et mode de chargement pour la détermination de l’IQE ... 110 Figure IV-13 : Classement des sables traités aux liants hydrauliques [NF P 98-113] ... 111 Figure IV-14 : Evolution de la résistance à la traction des GTLH par l’essai de compression diamétrale ... 112 Figure IV-15 : Evolution de la résistance à la traction des GTLH par l’essai de traction directe ... 114 Figure IV-16 : Evolution du module d’élasticité des GTLH par l’essai de traction directe ... 114 Figure IV-17 : Classement des graves traitées aux liants hydrauliques [NF P 98-116]... 115 Tableau IV-1 : Ages et valeurs des coefficients de correspondance Rtj/Rt360 pour différentes

techniques d’assises de chaussées [LCPC et SETRA, 1998b] ... 108

Tableau IV-2: Coefficients de correspondance de Rt60j / Rt360j, Et60j / Et360j des STLH... 108

Chapitre IV :

Performances mécaniques des

matériaux traités aux liants hydrauliques

L’étude de valorisation des sédiments traités NOVOSOL® (SédTN®) dans les formules de MTLH comporte trois étapes principales : l’identification des composants, la détermination des pourcentages des différents composants et la mesure de la performance mécaniques des matériaux durcis. Les deux premiers points ont été traités dans le chapitre précédent. Ce chapitre concernant le dernier point consiste à mesurer la résistance en traction et le module d’élasticité des sables et des graves traités aux liants hydrauliques ; ces grandeurs sont les paramètres d’entrée pour le dimensionnement d’une chaussée constituée avec ces types de matériaux. Pour cela, les essais mécaniques sont d’abord décrits. Ensuite, l’évolution des propriétés mécaniques des STLH et des GTLH en fonction du temps est présentée. Les valeurs obtenues à 360 jours ont servi pour le classement des matériaux. Enfin, l’influence des sédiments traités NOVOSOL® sur les performances mécaniques des MTLH est analysée.

IV.1. Essais de caractérisation mécanique

La résistance en traction et le module de rigidité des MTLH doit être mesurée directement par l’essai de traction directe NF EN 13286-40 sur des grandes éprouvettes D160H320 de forme diabolo. Ils peuvent être également évalués de façon indirecte par l’essai de compression diamétrale NF EN 13286-42 (ou fendage) sur des éprouvettes cylindriques de différentes dimensions (Figure IV-1). Nous allons d’abord présenter l’essai de traction indirecte qui est plus rapide à mettre en œuvre. L’essai de traction directe est ensuite décrit.

Figure IV-1 : Représentation schématique des corps d’épreuves et des essais pour l’étude de MTLH en technique routière [Voirin et al., 2001]

IV.1.1.

Essai de compression diamétrale

IV.1.1.a.

Sur sables traités STLH

Cet essai est réalisé sur des éprouvettes cylindriques D50H50. Celles-ci sont soumises à une force de compression appliquée le long de deux génératrices opposées jusqu’à la rupture (Figure IV-2). La force à la rupture Fr sert à la détermination de la résistance à la traction indirecte. Les déformations suivant le plan horizontal et le plan incliné d’un angle de 60° avec l’horizontale sont mesurées pour calculer le coefficient de Poisson qui servira ensuite à calculer le module d’élasticité de l’éprouvette [Nguyen et Derkx, 1997]. Une chaîne d’acquisition numérique des données du capteur de force et des capteurs de déplacement permet d’enregistrer ces données.

plateaux de la presse 6₀ ° Eprouvette anneaux de l'extensomètre F F A B C D

a) vue en face a) vue en perspective

Figure IV-2 : Essai de compression diamétrale - extensomètres pour mesurer la déformation de l’éprouvette

La résistance à la traction indirecte de l’éprouvette est déterminée selon la formule (NF EN 13286-42) : 2 _r it F R HD π = où :

Rit : la résistance à la traction indirecte (MPa) ; Fr : la force maximale à la rupture (N) ;

H : la longueur de l’éprouvette (mm) ; D : le diamètre de l’éprouvette (mm) ;

Le module d’élasticité est déterminé selon la norme NF EN 13286-43 :

2 0 0,3 1 (0,273 0,726 ) r i t F E H ν ν φ = + + × × ∆ où 1 0,4 1,74 1,07 ν = + Ξ − Ξ avec :

Eit : le module d’élasticité déterminé par l’essai de traction indirecte (MPa) ; ν : le coefficient de Poisson ; Ξ : la valeur de 60 0 φ φ ∆ ∆ ; 60 φ

∆ : la variation de la longueur du diamètre horizontal AB, lorsque F = 0,3Fr ;

0 φ

∆ : la variation de la longueur du diamètre CD incliné à 60°, lorsque F = 0,3Fr ; F : la force appliquée à l’éprouvette pendant l’essai (N) ;

Fr : la force maximale (à la rupture) (N) ; H : la longueur de l’éprouvette (mm) .

Cependant, lors de l’essai sur des petites éprouvettes D50H50 de sables ou de sols traités aux liants hydrauliques, la mise en place des deux extensomètres en même temps n’est pas pratique, voire impossible. Un seul extensomètre est placé dans le diamètre horizontal AB (Figure IV-3). L’allongement ∆φ₀ du diamètre AB est lié à la force F par la relation [Nguyen et Derkx, 1991] : 0 F k E φ

∆ = , d’où le module d’élasticité

0 F E k φ = ∆

Le coefficient k de 0,291 a été déterminé expérimentalement par des études statistiques sur des éprouvettes de sables et sols fin traités aux liants hydrauliques. Le module E est déterminé pour la valeur de la force F = 0,3Fr et pour la déformation correspondante. Cet essai de compression diamétrale a été réalisé au Laboratoire Régional des Ponts et Chaussées de Toulouse (LRPC Toulouse) suivant cette méthode. L’enregistrement simultanément la courbe force-déformation permet de calculer la résistance à la rupture et le module d’élasticité correspondant à 30% de la force de la rupture (Figure IV-3).

Figure IV-3 : Presse de compression diamétrale pour des STLH Force Fr 0,3Fr

F

F

ε

ε