Analyse de la Stabilité des Assises Non Traitées : Facteurs, Évaluation et Durabilité

Introduction :

Les assises non traitées, constituées de matériaux naturels tels que le sol local, le gravier ou le sable, jouent un rôle crucial dans la construction de routes, de chemins de fer, de plates-formes, et d'autres infrastructures. Comprendre la stabilité de ces assises non traitées est essentiel pour garantir la durabilité et la performance des projets de construction. Cet essai se penchera sur les facteurs qui influencent la stabilité des assises non traitées, les méthodes d'évaluation, et l'importance de maintenir leur intégrité.

Section 1 : Facteurs Influant sur la Stabilité des Assises Non Traitées

• Composition du sol : Expliquer comment la nature des matériaux locaux utilisés comme assises peut influencer la stabilité.

• Humidité : Discuter de l'impact de la teneur en eau du sol sur sa capacité portante.

• Charge et trafic : Analyser comment les charges appliquées à l'assise, telles que le trafic routier ou ferroviaire, affectent sa stabilité.

• Conditions climatiques : Aborder l'effet des conditions météorologiques, comme le gel-dégel ou les précipitations, sur la stabilité.

Section 2 : Méthodes d'Évaluation de la Stabilité

• Essais de laboratoire : Présenter les essais de laboratoire utilisés pour déterminer la capacité portante et la résistance au cisaillement du matériau de l'assise.

• Essais in situ : Expliquer comment les essais sur le terrain, tels que la plaque de chargement, permettent d'évaluer la stabilité des assises non traitées dans des conditions réelles.

• Modélisation informatique : Discuter de l'utilisation de logiciels de modélisation pour prédire le comportement de l'assise sous différentes charges et conditions.

Section 3 : Durabilité des Assises Non Traitées

• Entretien et réhabilitation : Mettre en évidence l'importance de l'entretien régulier pour maintenir la stabilité des assises non traitées au fil du temps.

• Durabilité environnementale : Explorer des méthodes durables pour la construction d'infrastructures tout en préservant les assises naturelles.

• Optimisation des matériaux : Discuter de l'utilisation de techniques de renforcement des sols pour améliorer la stabilité des assises non traitées.

La stabilité est donnée par l’angle de frottement interne du matériau qui est intimement lié à :

-       l’angularité (I.C)

-       la granulométrie

-       La propreté

-       L’IP….

q  La granularité

La granularité est la distribution dimensionnelle des grains d’un granulat. On étudie la granularité en tamisant le matériau sur une série de tamis à maille carrée et on établit une courbe traduisant le pourcentage des passants en fonction des tamis correspondants.

q  La propreté

On entend généralement par propreté l’absence dans le granulat d’éléments fins indésirables ; ce sont soit des fines plastiques liées à la pollution du gisement, soit des fines dues au concassage des roches . On doit distinguer deux aspects dans la notion de propreté :

-       la présence d’éléments fins(<80ì) ;

-       la présence d’éléments fins nocifs (essentiellement des produits argileux).

Pour les gravillons souvent pollués par des particules fines qui adhérent à leur surface, l’essai consiste à mesurer le pourcentage d’éléments fins après lavage.

Pour les sables on utilise l’essai d’équivalent de sable  pour évaluer l’aspect qualitatif et quantitatif des fines.

Pour s’assurer de la non nocivité des fines, on est amené à pratiquer l’essai au bleu qui permet de mesurer la capacité d’adsorption ionique des éléments fins à l’aide du bleu de méthylène.

La valeur au bleu est la quantité de colorant, mesurée par la présence ou non d’une auréole de la tache, sur papier spécial, d’une goutte de la solution sol-eau-bleu après agitation.

Les granulats peuvent être aussi par d’autres corps étrangers d’origine végétale ou animale. Il faut porter une attention spéciale à la présence de matière organiques, lorsqu’il s’agit de granulats destinés à être utilisés avec des liants hydrauliques.

q  La forme

La forme des gravillons est définie par trois dimensions, la longueur L, la grosseur G et l’épaisseur E. L’essai consiste à mesurer le coefficient d’aplatissement G/E d’un granulat en le criblant sur des tamis à fentes.

On appelle coefficient d’aplatissement la proportion des éléments pour lesquels G/E> 1,58.

q  L’angularité

L’angularité est mesurée par le pourcentage d’éléments concassés. Il existe deux notions essentielles :

-       l’indice de concassage qui est la proportion en poids d’éléments supérieurs à D du granulat élaboré, contenu dans le matériau d’origine soumis au concassage.

 

Exemple : un granulat élaboré 0/20 aura un indice de concassage de 70%(IC=70%) si 70% du matériau d’origine a une dimension supérieure à 20mm.

-       le rapport de concassage qui est le rapport entre la plus petite dimension du matériau soumis au premier concassage et la plus grande dimension du granulat obtenu.

Exemple : si une grave 0/20 est obtenue par concassage de la grave brute 20/D, le

                  rapport de concassage est de 1.

                  Si un granulat 0/10 est obtenue à partir du concassage de la grave brute

                  40/D, les rapport de concassage est égale à 4 et dans ce cas on dit que

                  le concassage est pure.

q  La résistance au choc

Elle est mesurée par l’essai Los Angeles (ou par la fragmentation dynamique). L’essai consiste à mesurer la quantité d’éléments inférieurs à 1,6mm produite par le matériau soumis aux chocs de boulets normalisés dans la machine Los Angeles.

Si M est la masse de matériaux soumis à l’essai et m la masse des inférieurs à 1,6mm produits au cours de l’essai, le coefficient Los Angeles (LA) est définit par 100m/M.

q  La résistance à l’usure par frottement

Elle était traditionnellement mesurée par l’essai Deval, mais comme les résultats de cet essai sont assez dispersés, il a été remplacé par l’essai Micro Deval sous l’eau  (MDE). L’essai consiste à mesurer l’usure des granulats par frottement entre eux en présence de billes normalisées. 

On sait que la faiblesse majeure des couches d’assises non traitées provient de leur manque de rigidité d’où la nécessité de :

-       ne les utiliser que pour des trafics faibles à moyens ;

-       les utiliser avec des épaisseurs fortes.

Les couches d’assises en graves non traitées se comportent comme des solides élastiques, ce comportements (dû au fait que la GNT est « en coffrée » dans la chaussée) n’est atteint en fait qu’à environ 1 m du bord de la chaussée.

Dés que ce type de matériau est sollicité « plus qu’il ne faut » il sort de la zone des déformations réversibles et entre dans la zone des déformations permanentes à instabilité qui est due à :

 a-Trafic

Sous l’effet du trafic l’assise peut s’altérer par attrition (manque de dureté) et peut se déformer par manque de stabilité dû à une angularité insuffisante.

b-Ségrégation

La ségrégation accroît la probabilité d’apparition de dégradations de toutes natures.

En effet dans la partie sableuse, la stabilité et la compacité seront insuffisantes par contre dans la partie où prédominent les gros éléments, le pourcentage des vides sera important d’où sensibilité à l’eau et compacité insuffisante.

c-granularité

Un défaut en fines peut entraîner une diminution de la cohésion.

d-Propreté

En présence d’eau la stabilité peut être compromise si les granulats ne sont pas propres.

e- Nature des fines

Ne doit pas être argileuses ou plutôt nocive .

f-Dureté

La caractéristique essentielle pour garantir la permanence des qualités de l’assise

g-Angularité

La présence insuffisante d’arêtes vives ne va pas permettre une bonne interaction des matériaux entre eux et favorisera l’instabilité de l’assise

h-Forme

Un excès d’éléments plats ou allongés suit à la compacité et à la stabilité de la couche.

i-Teneur en eau

Comme on sait que les GNT obéissent aux règles du PROCTOR.

Comme les courbes Proctor sont plates, une faible variation de la teneur en eau n’entraîne qu’une très  faible variation de la densité sèche.

Conclusion :

La stabilité des assises non traitées est cruciale pour la construction d'infrastructures durables. Comprendre les facteurs qui influencent cette stabilité, utiliser des méthodes d'évaluation appropriées, et adopter des pratiques de durabilité sont autant de mesures essentielles pour garantir le succès des projets de construction. Il est important de prendre en compte la variabilité des conditions locales et d'adapter les stratégies en conséquence pour assurer la performance à long terme des assises non traitées.