Influence des fibres végétales sur les propriétés de compactage

L’influence des fibres végétales sur les propriétés des sols compactés à usage de construction des routes a été étudiée par plusieurs auteurs. Santhi et al (2009) ont réalisé des essais de compactage à l’optimum Proctor normal (OPN), sur une argile très plastique (At) mélangée avec les fibres de sisal en variant leur longueur (1,5-3 cm de longueur) et leur pourcentage de (0,25-1 %). Les auteurs ont trouvé que la teneur en eau optimale (OMC augmente par rapport au sol non traité) et la densité sèche maximale diminuent lorsque la longueur et la teneur en fibres augmente .

Marandi et al. (2008) ont trouvé une diminution de la densité sèche maximale et une augmentation de la teneur en eau optimale avec l’addition des fibres de palme pour des pourcentages de 0,5 et 1% dans la matrice d’un sable limoneux (SL). Le même résultat est trouvé par (Maity et al. 2011) sur deux types de sable mélangés avec (0,5– 2%) des fibres de jute et de coir.

La diminution de la densité sèche remarquée par les trois auteurs a été expliquée par le faible poids spécifique des filaments de fibres en comparaison avec les grains du sol et les fibres empêchent les particules de sol de s’approcher les unes des autres.

L’augmentation de la teneur en eau optimale remarquée par (Marandi et al. 2008 ; Maity et al. 2011) est très probablement due à la capacité d’absorption d’eau supérieure des fibres (caractère hydrophile des fibres) par rapport au sol.

Santhi et al. (2009) expliquent que la diminution de la teneur en eau optimale observée peut être due à la présence d’une teneur en eau en fibres de sisal. L’addition des fibres de 1,5 cm a conduit à une augmentation de la teneur en eau par rapport à celle du sol brut, tandis que l’augmentation supplémentaire de la longueur de la fibre provoque une diminution de la teneur en eau. L’inclusion initiale de fibre à 0,25% a provoqué une augmentation soudaine de la teneur en eau par rapport du sol seul, et une nouvelle augmentation de la teneur en fibres réduit la teneur en eau. Mais dans tous les cas la teneur en eau est supérieure à celle du sol brut. Cela peut être la raison de l’augmentation initiale de la teneur en eau lorsque les fibres ont été introduites dans le sol.

On remarque que les caractéristiques du compactage telles que la densité sèche maximale et la teneur en eau optimale sont très influencées par l’incorporation des fibres dans la matrice du sol. Leur influence dépend de plusieurs paramètres tels que: la nature du sol (pulvérulent ou cohérent) ; le type des fibres utilisées et leurs morphologies très variées ainsi que les pourcentages et les longueurs des fibres utilisées. En effet, on ne peut pas donner une hypothèse générale de l’effet des fibres végétales sur les caractéristiques de compactage car ça nécessite des recherches sur la microstructure des centaines de types de fibres végétales et aussi sur leur interaction avec l’eau (hydrophile…).

Des essais CBR ont été aussi réalisés par ces auteurs afin d’étudier l’effet des fibres végétales sur la capacité portante des sols. Marandi et al. (2008) ont conclu que l’augmentation de la longueur et le pourcentage des fibres de palme augmentent efficacement la valeur du CBR. Ils ont trouvé une augmentation moyenne de 18-24,8% du CBR dans le cas du sol humide et de 2,9-8,6 % dans le cas du sol saturé. Santhi et al (2009) ont obtenu une valeur maximale de CBR avec 0,50% de fibre de sisal d’une longueur de 2,5cm. La valeur de CBR du sol renforcé avec les fibres de sisal est approximativement trois fois plus que le sol brut. Maity et al. 2011 ont trouvé une augmentation de l’ordre de 41,2 % de la valeur de CBR pour le cas du sable fin renforcé avec 1,5 % de fibre de longueur de 5 mm pour les deux types de fibres de jute et de coir.

Influence des fibres végétales sur les caractéristiques mécaniques des sols

Gray et Ohashi (1983) ont réalisé des essais de cisaillement direct sur un sable sec renforcé par des fibres synthétiques et végétales (roseaux et palmes), en variant plusieurs paramètres tels que : le pourcentage des fibres, l’orientation initiale des fibres et la densité du sable . Les résultats de leurs essais ont montré que le renforcement du sol par les fibres augmente le pic de la résistance au cisaillement et limite les réductions de la résistance résiduelle. La résistance est élevée pour une orientation initiale de 60° par rapport au plan de cisaillement des fibres dans la matrice du sol. Aussi la densité du sable renforcé n’a pas d’influence sur la résistance. Gray et Al-Refeai. (1986) ont effectué des essais triaxiaux sur un sable sec renforcé par des fibres végétales (roseaux) en variant la teneur en fibres dans la matrice du sol de (0,21 à 0,5 et 1%). Ils ont trouvé qu’en augmentant le pourcentage des fibres, il y a une amélioration de la résistance, une augmentation de la déformation axiale à la rupture et une diminution de la perte de la résistance résiduelle .

Ghavami et al. (1999) ont trouvé que l’inclusion de 4% de sisal, ou de fibre de coco, confère une ductilité importante et augmente légèrement la résistance à la compression de la terre crue pour la fabrication des blocs de construction .

Sivakumar babu et al. (2008) ont étudié l’effet des fibres de coir sur l’amélioration des paramètres de résistance au cisaillement d’un sable limoneux sur des chemins triaxiaux (CU). Ils ont trouvé que la teneur en fibres optimale correspondant à une  amélioration maximale de la résistance est de 2 à 2,5% et leur longueur de 15 25mm. Ils ont aussi observé que la rigidité est généralement supérieure à la rigidité du sol brut à chaque niveau de déformation.