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Technical Committee 101 - Session I /
Comité technique 101 - Session I
Proceedings of the 18
th
International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013
(A)
(B)
(C)
Figure 2. Configuration du dispositif expérimental dans la chambre du
MEBE : doigt de confinement (A) ; capteur de force et bras de levier
(B); fermé avec l’enceinte (C).
Figure 3. Mesure du capteur de force : évolution du poids de
l’échantillon en fonction du temps. Exemple de l’argile verte de
Romainville.
3.3
Protocole expérimental
Les argiles naturelles présentent une cinétique plus lente que les
argiles industrielles car elles présentent une hétérogénéité
minéralogique que ne présentent pas les argiles industrielles. De
fait, un protocole expérimental a été établi afin de respecter
cette cinétique naturelle.
Le protocole expérimental mis en œuvre lors de l’analyse de ces
agrégats consiste à appliquer graduellement des niveaux
d’humidité relative avec des paliers de temps d’équilibre
régulier (de 10 à 60 minutes selon le type d’argile), afin de
laisser suffisamment de temps pour que les processus
d’hydratation et de déshydratation atteignent un état d’équilibre
au sein des agrégats argileux. Le taux d’humidification est ainsi
plus lent et régulier et semble plus proche des conditions in situ.
Le protocole expérimental comporte deux phases : pendant la
première, les paliers de temps sont appliqués pour différents
incréments d’humidité relative (HR) (incréments de 10 % d’HR
jusqu’à 85 % d’HR). Dans la seconde phase, les paliers de
temps sont appliqués pour différents incréments de pression
(incréments de 10 Pa, 5 Pa et 1 Pa) (Figure 4). Avec un tel
protocole, une bonne précision dans l’hydratation des agrégats
argileux et dans les mesures de gonflement aux fortes humidités
relatives, peut être obtenue. L’immersion de la zone
d’observation est retardée grâce au taux d’hydratation modéré,
rendant ainsi possible l’analyse des images acquises lors de
l’essai.
De 50% à 85%: en fonction de l'humidité
relative
> 85%: en fonction de la pression
Figure 4. Humidité relative en fonction du temps : protocole
expérimental utilisé pour les différentes argiles.
Les argiles sont analysées sous forme de poudre (granulométrie
inférieure à 200 µm) et soumises à un cycle d’humidification-
séchage. Afin d’effectuer des observations au MEBE, la poudre
est déposée sur un scotch double face carbone pour éviter le
déplacement des agrégats pendant l’humidification. La
température est maintenue constante à 18°C à l’intérieur du
doigt en cuivre et la pression est contrôlée pour obtenir
l’humidité relative désirée. L’hygrométrie initiale dans la
chambre du MEBE est d’environ 50 % (celle du laboratoire). Le
cycle d’humidification-séchage est appliqué sur l’ensemble de
l’échantillon mais seule une zone est observée.
L’évolution de la surface apparente des agrégats argileux est
suivie en temps réel. La déformation surfacique induite par le
retrait et le gonflement est déduite de l’analyse des images
acquises (de 1500 à 2000 photos en moyenne) avec le logiciel
Scandium (Soft Imaging System). Le terme « déformation
surfacique » est utilisé pour définir le changement relatif de
surface des agrégats au temps t
i
par rapport à l’état initial
(Figure 5) :
0
0
0
S
S
S
S S
i
s
(1)
où S
i
= déformation surfacique au temps t
i
; S
0
= surface initiale
de l’agrégat.
La déformation volumique ε
v
est égale à:
s
v
(2)
où
> 1 est fonction du degré d’isotropie ou d’anisotropie du
gonflement ou du retrait.
Figure 5. Définition de la déformation sur la base des paramètres du
temps, de la surface et de l'humidité relative des agrégats argileux
