Stabilisation à l’aide d’un liant hydraulique

Un des liants hydrauliques envisageables est la chaux vive. Son action au niveau du sol de l’infrastructure ou du talus de remblai se divise en deux types. La réaction causée par l’ajout de la chaux vive au mélange dure quelques jours. Cette réaction réduit rapidement la teneur en eau du mélange et accroît la limite de plasticité, ce qui a pour effet de diminuer l’indice de liquidité et l’indice de plasticité du mélange (Wirtgen, 2013).

De plus, la chaux vive améliore l’aptitude au compactage et diminue la sensibilité à l’eau à court terme. La figure 2.36 présente le déplacement de la courbe Proctor d’un mélange sol liant à différents dosages de chaux vive. Ce graphique affirme que l’ajout de chaux vive au niveau du sol d’infrastructure ou au niveau du talus de remblai améliore sa sensibilité à l’eau et augmente sa capacité portante (Wirtgen, 2013).

Figure 2.35 Protection par enrochement pavé Tiré de Briaud et Maddah (2016)

En outre, une série d’essais d’immersion a été réalisée par Herrier et al. (2015) sur des échantillons de sols naturels et d’autres stabilisés à 2 % de chaux. Les résultats ont démontré l’amélioration que la chaux apporte aux sols en condition d’immersion. La figure 2.37 illustre cette amélioration du comportement.

Figure 2.36 Courbe Proctor avec ajout de chaux vive Tirée de Wirtgen (2013)

Figure 2.37 Comportement en immersion d'un sol naturel versus sol stabilisé à 2 % de chaux

Toujours d’après l’étude menée par Herrier et al. (2015), une évaluation de l’effet de l’ajout de la chaux à un sol sur sa résistance à l’érosion a été réalisé au moyen d’essais à la fois d’érosion interne et d’érosion externe. Les résultats trouvés ont permis de mettre en exergue l’amélioration importante de la résistance à l’érosion suite à l’ajout de la chaux. En effet, un exemple de sol a été traité (Limon du Rhône). Ce sol non traité ayant un seuil d’érodabilité de 2 m/s atteint un seuil de 10 m/s suite à l’ajout de la chaux après 14 jours de cure à l’air. La figure 2.38 illustre les résultats obtenus suite aux essais effectués lors de cette étude, mettant en évidence l’amélioration du comportement à court et à long terme du sol traité (limon du Rhône).

Pour l’érosion de surface, aucun arrachement de particules n’a été enregistré pour l’échantillon traité à la chaux. Cependant, une érosion de surface importante a eu lieu pour le même type de sol non traité (Herrier et al., 2015).

Par ailleurs, une étude menée par Nerincx et al. (2018) s’est intéressée au même type de sol traité avec la même quantité de chaux et dans les mêmes conditions. Lors de cette étude, un scanner 3D au laser a été utilisé afin de mesurer l’érosion en fonction de la vitesse de l’écoulement sur des échantillons de sols. Ces mesures ont permis de dresser des courbes

Figure 2.38 Courbes d'érosion de conduit Adaptée de Herrier et al. (2015)

supplémentaires au diagramme de la figure 2.30. Ces segments de droites horizontales ajoutées à la figure 2.39, représentent les vitesses d’érosion du sol traité versus le même sol non traité.

La figure 2.39 montre une amélioration de 2 m/s dans les vitesses d’érosion d’un même sol traité et non traité à la chaux. Ceci permet de comparer la stabilisation à la chaux aux autres types de protection (Nerincx et al., 2018).

En ce qui concerne la durabilité, lors de cette même étude, Nerincx et al. (2018), ont mentionné un cas de structure ayant été stabilisée. Cette structure est le canal Friant Ken en Californie. Ce canal a été restauré en 1970 avec un sol traité à la chaux. Depuis cette date, aucun dégât n’a été enregistré et la structure est fonctionnelle. Il est important à mentionner que ce canal reçoit continuellement des vitesses de 1 à 2 m/s.

Par ailleurs, l’ajout de ciment constitue un moyen efficace pour augmenter la rigidité du mélange. En effet, en ajoutant le ciment, les granulats se retrouvent entourés de ciment et ce dernier réagit avec l’eau présente dans les vides constituant ainsi une liaison entre les granulats

Figure 2.39 Vitesse d'érosion en fonction des protections à adopter Adaptée de Nerincx et al. (2018)

augmentant la rigidité du mélange. Aussi, un mélange mixte avec des pourcentages combinés appropriés de chaux et ciment présente une solution encore meilleure que l’ajout de chaux vive ou ciment seul. En effet, un ajout mixte procure au mélange les vertus des deux liants (Wirtgen, 2013).

D’un autre côté, d’autres études se sont intéressées à l’ajout de la chaux hydratée à l’enrobé. En effet, l’ajout de la chaux à l’enrobé améliore son comportement par rapport au désenrobage. Ceci résulte de l’amélioration de la liaison granulat-bitume assurée par la chaux hydratée. Aussi, la chaux diminue la formation de composés hydrophiles (composés déplaçables par l’eau) en formant des sels de calcium insolubles maintenant l’eau en dehors du système, suite à sa réaction avec certains composants polaires du bitume (EULA, 2012).

Encore, comme pour le cas des sols traités à la chaux, cette dernière augmente la rigidité du mélange granulats et bitume car la chaux se remplit d’enrobé une fois dans le mélange vu sa nature poreuse. Cette rigidification améliore le comportement de la couche de surface vis-à- vis de l’orniérage et aussi diminue la fragilité du mélange. La chaux constitue un bloquant pour la propagation des microfissures. En outre, suite à l’incorporation de la chaux au mélange, comme indiqué pour le désenrobage, la chaux réagit avec les composants polaires du mélange granulat-bitume. Ainsi, sa présence diminue l’oxydation naturelle de la couche d’enrobé avec l’air et ceci ralentit considérablement le vieillissement du bitume et sa fissuration (EULA, 2012).