Modélisation des chaussées sur sols supports expansibles et estimation de la pression de gonflement : Cas de la région de Tébessa (N .E Algérie)

Abstract

Dans ce travail de thèse, une analyse de comportement des chaussées souples par rapport aux déformations induites par le sol support gonflant a été réalisée, par une modélisation numérique, et avec l’élaboration d’une équation qui estime la pression de gonflement dans la ville de Tébessa (Algérie). 40 échantillons ont été prélevés de la zone d’étude pour identifier les paramètres géotechniques du sol support, et de connaitre la pression de gonflement pour bien redimensionner les structures de chaussées existantes. Les essais ont été effectués sur des échantillons non remaniés, prélevés le long de certaines sections des routes nationales de la ville (RN10, RN16 et RN82).Les résultats des essais d’identification classiques et par DRX ont révélé que les sols de la zone d’études sont des marnes argileuses avec 64% de calcite et 35% d'aluminosilicate. Une nouvelle équation pour estimer la pression de gonflement des sols supports a été développée sur la base d’une analyse de régression multiple entre les résultats des essais de gonflement, mesurés par l’essai oedométrique à gonflement libre, et la densité sèche d, la teneur en eau w et la limite plastique wP. La performance du modèle a été contrôlée par la méthode FIV pour examiner la multicolinéarité. L'équation proposée présentait un coefficient de corrélation R² élevé, estimé à 0.887. Pour prévoir le comportement de la structure de chaussée souple sur sols expansifs, une chaussée a été soumise à différents essais in situ et au laboratoire. Cette dernière a été remplacée et redimensionnée par une nouvelle structure selon la méthode CBR, et soumise à différente charge de trafic de 12.1 à 155.52 kcycles par des essieux standards à double roue de 80 kN, sur une période de 6 mois. Les déflexions ont été mesurées par une station totale sur des distances différentes et en fonctions de nombre de cycles de charge de trafic. Le transfert de la pression des pneus à la chaussée est un problème tridimensionnel ; néanmoins, il a été calculé et résolu en conditions bidimensionnelles. La modélisation a été effectuée par le code de calcul Plaxis, version 2012. Le modèle a été soumis à un chargement statique en utilisant le facteur de charge dynamique, avec des conditions saturées drainées et non drainées, tout en considérant des modèles non linéaires : Mohr-Coulomb pour les couches de la chaussée et le modèle des sols mous le sol support gonflant. La simulation a révélé que, les valeurs de déflexions mesurées et simulées sont plus proches dans les conditions saturées drainées.