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Mémoire Online étude de l’influence des sels sur le taux et l’amplitude de l’affaissement d’un sol a effondrement brusque par différentes contraintes verticales, tutoriel & guide de travaux pratiques en pdf.
CHAPITRE: NOTIONS SUR LES SOLS NON SATURES
Introduction
La mécanique des sols s’est pendant très longtemps intéressée uniquement au cas des sols saturés. Cependant, il est indispensable de prendre en considération le comportement des sols non saturés et ce surtout dans les pays à climat désertique ou sec où l’on est en permanence confronté à ce type de sol pour la plupart des ouvrages.
Les sols naturels non saturés sont pourtant très fréquents dans les régions arides ou semi-arides (Dudley, 1970). Dans ces régions, il existe une grande variété de sols non saturés tels que les argiles gonflantes très plastiques (gonflement et retrait suite à des cycles d’humidification et séchage, respectivement), les dépôts alluviaux (risque d’effondrement s’ils présentent une structure ouverte), les sols colluviaux ou encore les sols éoliens dont le lœss entre autres.
Cette partie présente tout d’abord la composition des différentes familles d’argile, leur stabilité et leur affinité avec l’eau qui est l’origine des effondrements des sols, pour aborder ensuite la définition du sol non saturé et la succion. Dans un dernier point sont exposées les microstructures des sols non saturés.
Les argiles
Les argiles sont très abondantes dans la nature et couvrent environ 42 % du volume de l’écorce terrestre (Levêque, 1984).
Il n’existe pas de définition unique du terme « argile ». Le mot « argile » englobe deux connotations dont l’une liée à la taille des grains et l’autre à la minéralogie. La définition dépend de la discipline concernée.
Le géologue ou le pédologue considère comme « argile » tout minéral de faible granulométrie, la limite étant fixée à 2 ou 4 microns selon les cas (Caillère et al, 1982).
Les céramistes définissent l’argile comme une matière première qui, en présence d’eau, forme une pâte plastique qui durcit après cuisson (Voinovich, 1971) Pour l’ingénieur du génie civil, le sol argileux désigne un sol qui contient un certain pourcentage de minéraux argileux et dont le comportement est influencé par la présence de ces derniers. Un sol argileux est un sol fin, plastique et cohérent, actif sur le plan électrochimique et dont le comportement est très sensible à la présence de l’eau. L’influence de la proportion en argiles sur les propriétés du sol augmente avec la quantité d’eau. Lorsque la quantité d’argile excède 50% en masse, le comportement du mélange est gouverné par l’effet de l’argile (Khattab, 2002).
Minéralogie des argiles
Les argiles sont les produits de décomposition des roches siliceuses par désagrégation physique et mécanique puis par altération chimique. La famille des minéraux argileux regroupe tous les silicates hydratés appartenant au groupe des phyllosillicates. Les minéraux argileux sont assimilés à des colloïdes, ce qui signifie qu’ils sont capables de fixer facilement de grandes quantités de phase liquide continue (Caillère et al, 1982).
Structure minéralogique de base
Les minéraux argileux sont caractérisés par leur structure en feuillets superposés. La structure de base du feuillet est une couche ionique élémentaire qui peut être constituée (Caillère et al, 1982) :
– Soit seulement d’atomes d’oxygène (O2-), auquel cas l’organisation des anions est de type hexagonal ;
– Soit seulement d’hydroxyles (OH-) agencés sous forme d’une couche dite compacte ;
– Soit d’un assemblage régulier d’oxygène et d’hydroxyles sous la forme de couche compacte.
La superposition d’une couche hexagonale d’oxygène et d’une couche compacte d’hydroxyles et oxygènes conduit à une couche dite « tétraédrique », alors que la superposition d’une couche compacte d’hydroxyles et d’oxygènes et d’une couche compacte d’hydroxyles conduit à une couche dite « octaédrique »
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