Influence des eaux acides sur le gonflement des marnes
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Date
2020
Authors
Journal Title
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Publisher
Université Mouloud Mammeri Tizi Ouzou
Abstract
matières organiques, …), leurs propriétés physiques, minéralogique et mécaniques dépendant
de la nature des assemblages minéraux notamment argileux. Donc certains de ces sols
développent des phénomènes sérieux tel que le gonflement.
Le travail présenté dans ce mémoire, consacré aux comportements gonflant différés des sols
marneux naturel et acidifiés, avait pour but de mieux comprendre les mécanismes régissant le
développement des déformations dues au gonflement de ce matériau et le rôle des acides sur ce
phénomène.
Dans ce travail, une étude en laboratoire du gonflement d’un sol marneux est présentée. Cette
étude est composée de deux grandes parties :
- Une partie bibliographique qui concerne une synthèse de la recherche effectuée sur les
grands titres de ce travail : Le matériau marneux, Le phénomène de gonflement et Les
eaux acides. Cette partie a permis de récolter les informations utiles à la compréhension
des entités de ce travail et les base des différents essais de gonflement au laboratoire
ainsi que de comprendre la relation entre les paramètres de ce phénomène et les
caractéristiques géotechniques du sol.
- Une seconde partie qui porte sur l’étude expérimentale. Cette étude est menée sur deux
types de sols : sols naturel et sol soumis aux acides sulfuriques ou nitrique ou encore
mélanges de ces substances. Elle a été effectuée avec deux types d’essais : les essais
d’identification du sol seul et les essais de gonflement libre et avec chargement à
l’oedomètre des différents sols (avec ou sans acides).
La caractérisation géotechnique du sol effectuée a permis d’identifier le sol étudié et de
déterminer son potentiel de gonflement ainsi que celui des sols acidifiés en utilisant les
paramètres géotechniques du sol. De plus, les essais à l’oedomètre ont concerné 07 échantillons
de sols naturel et à différentes concentrations d’acides et d’humidité. Ils ont montré
d’importantes différences de manifestation qui traduit le rôle des acides dans le phénomène de
gonflement.
Soupçonner préalablement le potentiel de gonflement d’un site avant les essais mécaniques, à
l’aide des caractéristiques du sol, a permis de constater que les sols mélangés aux acides
montrent un comportement gonflant faible à celui du sol naturel sans acides.
En gonflement libre et avec chargement à l’oedomètre, le comportement des sols avec acides
est notamment caractérisé par une réduction des paramètres de gonflement. Cette diminution de la pression de gonflement principalement est plus importante en présence de quantités
importantes d’eau et de sulfates notamment.
Par ailleurs, ces essais ont montré que la marne seule ou avec les différents mélanges des acides
ont une aptitude similaire ou importante au gonflement.
Ces essais de gonflement à l’oedomètre libre ou avec chargement ont mis en évidence
l’influence des acides ajoutés sur le comportement gonflant du sol. Cette observation est jugée
de plus importante pour les acides employés séparément essentiellement les sulfates qui joue
un rôle très important dans la réduction de la pression de gonflement. En effet, cet acide a plutôt
tendance à annuler cette pression. Contrairement aux différents mélanges de ces acides, les sols
qui les comportent montre un comportent semblable ou important (dans le cas du gonflement
libre pour le mélange aux nitrates dominant) que celui de ce sol naturel sans acides.
Les résultats de ces études directes (à l’oedomètre) ou indirectes (par les caractéristiques du sol)
du gonflement des marnes naturelles et soumises à de différents acides montrent de différents
comportements gonflants pour la marne naturelle sans acides et les marnes comportant des
acides. Les marnes avec acides essentiellement séparés ont un gonflement plus faible que la
marne seule ou mélangée avec l’ensemble de ces acides. Cela s'explique par le fait que le
gonflement inclut plusieurs phénomènes physiques, chimiques et mécaniques d'interaction du
sol et de l'eau, imbriqués à différentes échelles. Les minéraux argileux de la marne sont des
composants réactifs avec l’eau et très sensibles aux variations du PH du sol ce qui diminue sa
plasticité ainsi sa pression de gonflement. L’autre constituant de la marne qui est le calcaire a
une réaction importante avec l’eau et les acides. En milieu acide, le CaCO3 se convertit en
bicarbonate de calcium Ca(HCO3)2 sous l’effet de l’acide carbonique (H2CO3). Les réactions
chimiques se produisant entre les minéraux du matériau marneux, détruisent les liaisons entre
les composants de la marne, ce qui induit une diminution du comportement gonflant de ce
matériau. Ces différentes interactions chimiques à l’échelle microscopique sont à l’origine des
différentes manifestations macroscopiques des marnes possédant les acides au phénomène de
gonflement
Description
157 f. : ill. ; cm. (+ CD-ROM)
Keywords
Eaux acide, Gonflement des marnes
Citation
Géotechnique