Renforcement des Sols Collapsibles par des Géosynthétiques (Approche expérimentale et analyse géotechnique)

Abstract

Les sols affaissables constituent une catégorie particulière de sols non saturés caractérisés par une structure lâche, poreuse et métastable, susceptible de subir un effondrement brutal lors d’une augmentation de la teneur en eau. Ce phénomène d’affaissement représente un risque majeur pour les ouvrages de génie civil en raison des déformations importantes qu’il peut engendrer au niveau des fondations, remblais et infrastructures routières. Le présent mémoire s’intéresse à l’amélioration du comportement géotechnique des sols affaissables par l’utilisation de géosynthétiques comme technique de renforcement. L’objectif principal de cette étude est d’évaluer l’influence du renforcement sur la compressibilité, la résistance au cisaillement et le potentiel d’affaissement de sols reconstitués en laboratoire. La démarche adoptée repose sur une étude expérimentale menée sur six formulations de sols affaissables reconstitués à partir de deux sables de provenances différentes (Ouargla et Tébessa) mélangés à des particules fines argileuses selon diverses proportions. Deux types de géosynthétiques ont été utilisés comme éléments de renforcement : un géotextile non tissé AS (30) et un géocomposite GEOTER AFPET 200 MONO, choisis pour leurs propriétés mécaniques contrastées et leur capacité d’interaction avec le sol. Le programme expérimental comprend d’abord des essais de caractérisation physique, chimique et géotechnique, notamment l’analyse granulométrique, les limites d’Atterberg, l’équivalent de sable, la teneur en carbonate de calcium, le bleu de méthylène, le pH et les essais Proctor. Ces essais ont permis de déterminer les propriétés fondamentales des matériaux étudiés et de mieux comprendre leur comportement hydro-mécanique. Ensuite, des essais oedométriques ont été réalisés afin d’évaluer le potentiel d’affaissement, tandis que des essais de cisaillement direct ont permis d’analyser l’évolution des paramètres de résistance au cisaillement, en particulier la cohésion et l’angle de frottement interne. Les résultats obtenus montrent que le renforcement par géosynthétiques améliore significativement le comportement mécanique des sols affaissables. Une réduction notable du potentiel d’affaissement a été observée pour les échantillons renforcés, accompagnée d’une diminution des déformations verticales sous humidification. Par ailleurs, les essais de cisaillement ont mis en évidence une augmentation de la résistance au cisaillement, traduite par une amélioration de la cohésion et de l’angle de frottement interne. Parmi les renforts étudiés, le géocomposite a globalement présenté les meilleures performances, en raison de sa rigidité élevée et de sa meilleure capacité à redistribuer les contraintes dans la masse du sol. Cette étude confirme ainsi l’efficacité des géosynthétiques comme solution prometteuse pour le renforcement des sols affaissables. Elle met également en évidence l’importance de l’interaction sol–renfort dans l’amélioration des performances mécaniques des sols. Les résultats obtenus constituent une contribution utile à la compréhension du comportement des sols affaissables renforcés et ouvrent des perspectives intéressantes pour l’optimisation des techniques de stabilisation en géotechnique.