Conclusion générale et perspectives
La consolidation est la diminution du volume d'un sol due au
drainage de l'eau qu'il contient dans ses pores. Dans les sols fins le
tassement principal est celui de consolidation. Pouvoir prédire avec
exactitude cette consolidation c'est avoir les moyens pour faire face au
tassement des ouvrages et assurer leur stabilité. Avec le
développement informatique des méthodes de résolution
numérique comme celle de la méthode des éléments
finis sont d'actualité. Pour résoudre un problème physique
avec cette méthode on passe par trois phases à savoir la
modélisation, la discrétisation et la résolution
numérique.
En 1923, Karl Terzaghi modélise la consolidation
unidimensionnelle. Avec de nombreuses hypothèses, en combinant les
équations de conservations de masse, de compressibilité du
squelette, d'écoulement hydraulique de Darcy il établit une
équation aux dérivées partielles du second ordre à
coefficient constant. Cette équation de couplage hydromécanique
est fortement sujette à caution. Les hypothèses émises par
Terzaghi sont parfois des approximations de la réalité du
phénomène physique. Elles présentent des limites si bien
qu'elles ne peuvent pas reproduire fidèlement l'état de tous les
sols fins. Au fil des années d'autres théories sont nées
pour rectifier ces hypothèses. En témoigne celle de la
consolidation bidimensionnelle ou tridimensionnelle par exemple. La
multiplicité des sols et la difficulté de couplage sont telles
qu'il est difficile de trouver une théorie adéquate qu'on puisse
appliquer de façon systématique aux sols.
On note quand même que la théorie de la
consolidation de Terzaghi est toujours la référence dans le
calcul de consolidation. A l'instant initial de la consolidation, la pression
interstitielle est nulle aux limites perméables et égale à
la surcharge appliquée dans le reste de l'élément de sol.
Les éléments finis sont incapables de modéliser cette
singularité. Des erreurs apparaissent dès lors dans les
résultats aux premiers instants de la consolidation. Ces erreurs
s'estompent dans le temps et les résultats finissent par se superposer
aux résultats du calcul analytique. La résolution par
éléments finis est donc satisfaisante pour ce problème
sauf dans le cas de sols à couches distinctes. Dans ce cas de figure il
convient de ne pas utiliser le coefficient de consolidation c, mais
plutôt de le décomposer.
La consolidation est un phénomène complexe. On
sait qu'en plus du couplage hydromécanique un paramètre comme la
température influe également sur la consolidation. Une suite de
ce travail pourrait être une réflexion sur le couplage thermo
hydromécanique de la consolidation.
Mémoire de Master 30 Yamné
A.K. KOUAMA
UFR/SI
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