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Proceedings of the 18
th
International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013
supplémentaire du fait de l’absence d’études ayant porté sur le
bilan environnemental des opérations de traitement des sols.
2 MATÉRIEL ET MÉTHODES
Trois traitements non traditionnels ont été testés sur un
limon. Suivant leur nature, une procédure spécifique est suivie.
2.1
Produits de traitement
Le produit classé dans la famille des produits acides est une
solution aqueuse d’acide sulfurique contenant du limonène
sulfonaté, sous-produit de l’industrie de la transformation des
agrumes. Les résultats expérimentaux obtenus au laboratoire et
ceux issus de la littérature (par ex. Tingle et Santoni 2003,
Rauch
et al.
2003) n’ayant pas montré de sensibilité des
résultats mécaniques par rapport au dosage, un dosage classique
de 0,01 % est utilisé.
Le produit enzymatique est une solution aqueuse organique
dérivée de la transformation des mélasses, un sous-produit de
l’industrie sucrière. Comme les propriétés mécaniques des sols
traités ne semblent pas affectées par des modifications du
dosage (Tingle et Santoni 2003, Velasquez
et al.
2006), un
dosage courant de 0,002 % est utilisé pour ce traitement.
Le troisième produit est une poudre de lignosulfonate de
calcium, polymères organiques dérivant des lignines, sous-
produit des industries papetières. Certaines études ont montré
que les valeurs de résistance à la compression simple sont
maximales pour un dosage de 5 % (Tingle et Santoni 2003,
Santoni
et al.
2002). Dans cette étude, les dosages massiques de
0,5 ; 2,0 et 5,0 % sont donc testés.
2.2
Caractéristiques du limon étudié
Le sol testé est un limon fin (87 % de passant à 80 µm), peu
plastique (w
L
= 34 % ; IP = 14) fréquemment rencontré lors de
travaux de terrassement en France, en région parisienne.
2.3
Procédure de traitement
Pour les traitements au produit acide et à la solution
enzymatique, la première étape de préparation consiste à
humidifier le sol avec de l’eau distillée pour atteindre une teneur
en eau de 3 % inférieure à la teneur en eau finale souhaitée. Le
mélange est effectué à l’aide d’un malaxeur à couteaux puis est
laissé reposé 24 heures en sacs hermétiquement fermés. Le
produit de traitement est alors dilué dans la quantité d’eau
requise pour atteindre la teneur en eau souhaitée puis ajouté
progressivement au sol lors de l’opération de malaxage. Pour le
traitement au lignosulfonate, le produit est directement ajouté au
sol préalablement humidifié. Indépendamment du traitement, un
temps de cure d’une heure est respecté avant compactage.
3 RÉSULTATS EXPÉRIMENTAUX
Les résultats expérimentaux présentés portent sur les
caractéristiques de compactage et de portance du limon traité.
3.1
Propriétés de compactage
Les essais de compactage ont été menés conformément à la
norme NF P 94-093 dans des moules CBR. Pour chaque teneur
en eau, un essai de poinçonnement selon NF P 94-078 permet
de déterminer la valeur de l’Indice Portant Immédiat (IPI) du
sol. Pour le traitement au lignosulfonate, seul le dosage de
2,0 % est représenté sur la figure 1. Il s’agit du dosage pour
lequel l’effet sur la courbe de compactage est maximal.
La figure 1 montre que le traitement à 0,01 % de produit acide
n’entraine pas de changement significatif. En revanche, après
ajout de 0,002 % de solution enzymatique et de 2,0 % de
lignosulfonate, l’optimum Proctor est atteint pour des teneurs en
eau optimales (w
opt
) plus faibles et des masses volumiques
sèches maximales (
dmax
) plus élevées. Ainsi, pour le traitement
enzymatique,
dmax
est de 1,86 Mg/m
3
au lieu de 1,82 Mg/m
3
et
w
opt
de 14,5 % au lieu de 15,5 %. Du côté sec de l’optimum, les
traitements au produit enzymatique et au lignosulfonate
contribuent à augmenter les masses volumiques sèches dans une
gamme de teneurs en eau allant de 8 à 15 %.
0
10
20
30
40
50
60
1,30
1,40
1,50
1,60
1,70
1,80
1,90
8,0
10,0
12,0
14,0
16,0
18,0
20,0
22,0
Indice Portant Immédiat
Masse volumique sèche
d
(Mg/m
3
)
Teneur en eau (%)
non traité
0,01 % acide
0,002 % enzymatique
2,0 % lignosulfonate
masse vol. sèche
IPI
Figure 1. Courbes de compactage et de portance du limon traité avec
trois produits non traditionnels.
3.2
Exemple d’application au traitement d’un sol sec
Les résultats expérimentaux montrent que certains traitements
affectent la courbe de compactage en déplaçant l’optimum vers
le côté sec et en augmentant les densités sèches obtenues. Cet
effet peut trouver des applications intéressantes lors de la mise
en œuvre de sols dont la teneur en eau initiale est située du côté
sec de l’optimum. Ainsi, en supposant que la teneur en eau
initiale du sol soit de 9,0 % (état très sec) et un objectif de
compactage de 1,78 Mg/m
3
, trois variantes de mise en œuvre
peuvent être considérées pour un compactage à l’énergie
Proctor normale (Figure 2) :
- le sol non traité est humidifié jusqu’à une teneur en eau
de 14,0 % puis compacté,
- le sol est traité à 0,002 % de produit enzymatique, la
teneur en eau de compactage requise est alors de
11,5 %,
- le sol est traité au lignosulfonate qui est épandu sous
forme de poudre, puis mélangé au sol. Ensuite, la teneur
en eau du sol est augmentée pour atteindre la valeur de
11,5 % puis le sol est compacté.
1,50
1,60
1,70
1,80
1,90
8,0
10,0
12,0
14,0
16,0
18,0
20,0
22,0
Masse volumique sèche
d
(Mg/m
3
)
Teneur en eau (%)
non traité
0,002 % enzymatique
2,0 % lignosulfonate
masse vol. sèche
IPI
d
= 1,78 Mg/m
3
Humidification
Compactage
w
i
= 9,0 %
Figure 2. Comparaison des variantes de mise en œuvre du limon
considérant une humidification puis un compactage à l’énergie Proctor
normale.
