2.1. INTRODUCTION :
Les sols argileux sont connus pour leur forte propension
à réagir avec l'eau. Une humidification des Particules argileuses
provoque le gonflement. Ce phénomène est complexe, il est
dû d'une part à la Saturation des pores du sol qui neutralise les
forces capillaires et d'autre part à l'absorption des molécules
d'eau sur la surface des particules argileuses avec pénétration
d'eau entre les feuillets qui constituent ces particules. En cas
d'évaporation de l'eau contenue dans l'échantillon, une
diminution de volume se produit, ce qui provoque l'apparition de fissures de
retrait.
Ces phénomènes de gonflement et de retrait
causent de nombreux désordres pour les structures de génie civil
fondées en surface des sols gonflants et pour les ouvrages
enterrés. Divers désordres ont été
répertoriés dans ce domaine.
L'étude du comportement des argiles gonflantes est donc
un domaine important qui peut aboutir à améliorer la
maîtrise de leur utilisation et à la réduction des effets
indésirables qu'elles peuvent induire. Le gonflement des argiles met en
jeu un couplage entre plusieurs phénomènes physico-chimiques et
mécaniques. Le gonflement relève de deux phénomènes
principaux : gonflement cristallin par hydratation des espaces inter foliaires
et gonflement osmotique par répulsion entre les feuillets des
particules. Les modifications de l'état de chargement mécanique
et du degré de saturation du sol peuvent influencer
considérablement ces deux mécanismes de base.
Le phénomène de gonflement se développe
à l'échelle microscopique, au niveau des particules. Mais, Dans
la pratique il est préférable de le caractériser par une
approche macroscopique. Des essais peuvent alors servir à quantifier le
processus de gonflement en fournissant des paramètres directement
exploitables dans le dimensionnement des ouvrages de génie civil. Dans
la pratique les essais peuvent être faits soit in-situ soit en
laboratoire.
2.2. MECANISMES DU GONFLEMENT DES ARGILES :
2.2.1. Le Gonflement au sens physico-chimique :
Les phénomènes physico-chimiques et
mécaniques varient. Le gonflement d'un sol peut résulter de la
diminution des contraintes en place à la suite d'un déchargement,
après une excavation, ou par imbibition du sol. Il se traduit par une
augmentation du volume du sol ou un accroissement des pressions régnant
dans le milieu selon que le matériau peut se déformer ou non
(Serratrice et Soyez, 1996). Il est à noter que l'augmentation de la
teneur en eau lors d'une imbibition ne provoque pas toujours une augmentation
de volume suivant la nature du matériau.
En effet, un sol sec essentiellement sableux ou silteux peut
s'humidifier par remplacement de l'air contenu dans les vides, sans
augmentation conséquente de volume. Par contre, dans le cas de sols
argileux, le gonflement résulte de forces de répulsion qui
s'exercent entre les particules argileuses, entraînant une augmentation
de volume à mesure que la teneur en eau augmente. Le gonflement des
particules argileuses, à l'échelle microscopique, est directement
lié à leurs Propriétés minéralogiques,
électrochimiques et à leurs surfaces spécifiques qui
varient d'une famille d'argiles à l'autre. D'après Morel (1996)
et Mouroux et al. (1988), le phénomène de gonflement paraît
relever de deux causes :
- l'hydratation des espaces interfoliaire, entraînant
une augmentation de la porosité interfoliaire (gonflement interfoliaire
ou gonflement cristallin).
- la répulsion entre les particules, soit
l'augmentation de la porosité interfoliaire et inter particulaire
pouvant affecter toutes les argiles (gonflement inter particulaire ou
gonflement osmotique).
CHAPITRE 1 RECHERCHES BIBLIOGRAPHIQUES
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