STRUCTURE ET COMPORTEMENT DE L'AFFAISSEMENT DU LOESS
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Date
2005
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Abstract
Le lœss a une structure métastable. Une fois soumis à des charges et inondé, il est
susceptible de subir un affaissement structural, menant ainsi par voie de conséquence à des
subsidences et des dégâts aux constructions qui le surmontent. Le lœss était et demeure au
centre des préoccupations des chercheurs. C’est la raison pour laquelle on observe ces
dernières années une focalisations intense des travaux sur l’étude du phénomène et sur la
recherche des moyens adéquats pouvant servir à contrecarrer ses impacts négatifs.
Néanmoins il reste un grand effort expérimental à consentir, afin de mieux appréhender les
différentes incertitudes affectant le phénomène de l’affaissement.
Dans le cadre de ce travail un programme expérimental a été lancé ayant pour objectif
principal l’étude du comportement de l’affaissement du lœss, ainsi que l’appréhension des
caractéristiques principales de la structure métastable qui le contrôle.
Des spécimens de forme de disques de 75 mm de diamètre et de 19 mm de hauteur ont été
préparés à partir de blocs d’échantillons intacts du lœss fragile et légèrement cimenté. Les
matériaux du lœss artificiels ont été préparés en mélangeant des particules du limon (limon
pur à partir de sable écrasé et limon pur provenant du loess) avec deux types d’argiles à savoir
la kaolinite et la bentonite. Il s’agit dans ce contexte de produire des mélanges avec des
différents rapports argile/limon. Les spécimens du sol de la structure métastable ont été crées
à partir des matériaux de lœss naturel et du dit lœss artificiel, et ce en utilisant la technique de
chute dans l’air, permettant ainsi le contrôle complet des paramètres critiques (la masse
volumique sèche initiale, le degré de saturation initial, indice des vides initial, etc.).
Les propriétés des matériaux ont été déterminées expérimentalement moyennant le
MEB, tout en tenant en compte de leurs caractéristiques géométriques. Les caractéristiques de
la compressibilité et le comportement de l’affaissement ont été obtenus par des essais de
compression unidimensionnelle (oedomètre). Deux méthodes d’essais ont été utilisées: essai
oedométrique simple et essai oedométrique double.
Les résultats obtenus attestent que l’approche expérimentale utilisée dans le cadre de
ce travail est efficace, et peut donc être utilisée, sans aucun souci, pour étudier le problème de
l’affaissement des dépôts de lœss. Le modèle du lœss constitué à partir de faible teneur en
argile a été également examiné. Les résultats montrent avec clarté la validité de ce modèle. Le
comportement de l’affaissement des spécimens du lœss reconstitué et celui du lœss intact,
préparés à partir du même matériau sont similaires. En outre il faut noter que les matériaux
reconstitués exposent un degré d'affaissement relativement supérieur à celui des spécimens
intacts, en particulier sous l’effet des contraintes effectives normales faibles. Les spécimens
préparés à partir de limon pur révèlent un très petit affaissement, et ce malgré un indice des
vides relativement élevé en l’occurrence e≥ 0.9. L’existence des matériaux liants, tels que les
minéraux d’argile, se trouvant aux points de contact des particules de limon sont donc d’une
grande importance pour la production de l’affaissement. Les spécimens préparés à partir de
bentonite-limon pur exposent de faibles valeurs d’affaissement comparativement aux
mélanges kaolonite-limon pur. Après illustration des résultats obtenus, il a été observé
l’existence d’une concordance entre la teneur optimale en argile et l’affaissement maximal.
Ce dernier dépend du type d’argile et du niveau de la contrainte appliquée. Le positionnement
et la répartition (la méthode du mélange) des particules de l’argile à l’intérieur de la structure
du sol ont également un effet non-négligeable sur le comportement de l’affaissement.
Il a été confirmé par les essais réalisés dans le cadre de ce travail que les propriétés du
lœss Algérien sont très proches de celles des lœss extraits dans d’autres régions dans le
monde. En outre Le lœss de Ghardia peut même être classé comme étant un lœss limoneux
ayant une haute susceptibilité à l’affaissement structural.