Étude parametrique de matériaux modèles : aide au dimensionnement des ouvrages souterrains issus de mélanges sol-ciment

Le Deep Soil Mixing est une technique d’amélioration de sols dont la part de marché devient non négligeable. Les progrès technologiques dans le domaine permettent aujourd’hui d’envisager la réalisation d’ouvrages permanents. L’utilisation structurelle du matériau sol-ciment n’est cependant pas encore réglementée comme le béton avec l’Eurocode 2, ni validée par un nombre suffisant d’études de durabilité. Ces problématiques ont donc fait l’objet d’un travail de recherche au sein du laboratoire de mécanique et matériaux du génie civil (L2MGC) avec le soutien de la Fédération Nationale des Travaux Publics (FNTP) et de l’entreprise « Spie Fondations ». Cet article présente de manière synthétique le résultat des travaux expérimentaux qui ont été conduits afin de mieux comprendre l’influence des paramètres de formulation et des conditions d’exposition sur le comportement du matériau. L’étude met tout d’abord en évidence le lien entre la conductivité hydraulique du matériau et le diamètre caractéristique des pores. Des relations mathématiques sont ensuite proposées afin d’estimer les propriétés mécaniques du matériau. Puis, les propriétés résiduelles du matériau sont analysées en situation de vieillissement accéléré et à haute température.

Écologie, systèmes de culture et utilisations alimentaires des ignames en Afrique tropicale : synthèse bibliographique

Cette revue de littérature couvre la botanique, la domestication, l’écologie, les systèmes de culture, la transformation ainsi que les contraintes et perspectives pour une production durable des ignames en Afrique tropicale. L’igname est un taxon d’espèces essentiellement tropicales qui nécessitent des températures élevées. Ainsi, la germination est optimale entre 25 et 30 °C, alors que des températures inférieures à 15 °C ou supérieures à 35 °C la retardent. La culture de l’igname se pratique avec succès dans des zones où la pluviométrie varie entre 1000 et 1800 mm ; toutefois, il est possible de cultiver l’igname avec une pluviométrie de 600 mm mais le rendement reste faible. L’igname, pour la croissance végétative et une bonne tubérisation, préfère des sols limono-sableux ou sablo limoneux, ayant une conductivité hydraulique de 15 cm/h, une densité apparente comprise entre 1,1 et 1,6 g.cm−3 et surtout légers, profonds (> 0,6 m), bien drainés, riches en matière organique, en azote, en potasse, en magnésium et en calcium ; un pH compris entre 5 et 7 est aussi propice à une bonne culture d’igname. Au-delà des paramètres édaphiques et des facteurs climatiques, les pratiques culturales, notamment le type de cultivar, la densité de plantation, la date de plantation, les adventices, les maladies et ravageurs, sans occulter l’histoire des parcelles et les pratiques paysannes de gestion du sol, ont un effet sur la productivité des ignames. Les facteurs déterminant le choix des variétés d’igname cultivées par les producteurs sont principalement : la qualité culinaire des tubercules, la productivité, la valeur commerciale, la facilité de multiplication, la qualité des cossettes, la précocité de tubérisation, la conservation, la facilité de culture, le rôle dans l’alimentation et l’importance pour les cérémonies rituelles.

Méthode de décomposition modale : description quantitative de la granulométrie et autres paramètres

La méthode de décomposition modale (MDM) a été développée pour extraire d’une courbe granulométrique ses composantes lognormales, et leurs proportions dans l’échantillon analysé. Pour les études des eaux souterraines, on récupère des échantillons de sol de classe 4 ou 5, remaniés à très remaniés. Malgré le remaniement, la MDM récupère l’information sur la stratification. Elle permet alors de bien prédire la conductivité hydraulique, en tenant compte de cette stratification, une information clé pour bien comprendre la migration de l’eau souterraine. De plus, la MDM peut analyser la distribution des valeurs d’autres paramètres géotechniques.

Estimation de la conductivité hydraulique des zones discrètes de réseaux de fractures à partir des charges hydrauliques : application au bassin versant du N’zo (ouest de la Côte d’Ivoire)

L’estimation de la conductivité hydraulique d’un aquifère de socle à l’échelle régionale demeure un défi majeur. À cette échelle, les données sont rares, en quantité et en qualité. Cette étude propose une approche d’estimation de la conductivité hydraulique des aquifères de socle à partir de la calibration d’un modèle d’écoulement au moyen des charges hydrauliques. Elle est appliquée au bassin du N’zo couvrant une superficie de 4 300 km2. La méthodologie adoptée fait l’hypothèse que la perméabilité de l’aquifère est liée à des fractures verticales, perméables sur 100 m à partir de la surface. Elle fait aussi l’hypothèse que ces fractures peuvent être identifiées sous forme de linéaments et que tous les linéaments sont des fractures et sont perméables. La première étape de cette méthodologie est la cartographie des zones discrètes de perméabilité de l’aquifère. Elles sont identifiées à partir de l’analyse de la densité et l’orientation des « fractures » à l’échelle de mailles de travail. Les fractures sont assimilées aux linéaments cartographiés à partir d’une image radar. Six configurations spatiales de zones discrètes de perméabilité sont générées avec des mailles carrées de 2 à 12 km de côté. La deuxième étape porte sur la construction du modèle numérique d’écoulement à partir des limites extérieures du bassin versant, du MNT (Modèle numérique de terrain), du réseau hydrographique et d’une recharge uniforme. Enfin, la troisième étape consiste à transférer chaque configuration de zones discrètes de perméabilité générée au sein du modèle numérique d’écoulement, puis à le calibrer en régime permanent au moyen de charges hydrauliques observées ponctuellement (86 points de mesure). Les résultats indiquent que le modèle optimal de distribution spatiale des zones discrètes de perméabilité est obtenu avec les mailles de 4 km de côté. Les conductivités hydrauliques calculées oscillent entre 1,1 x 10-6 et 2,4 x 10-5 m∙s-1. Cependant, ces valeurs doivent être prises avec précaution, car l’identification des zones homogènes du réseau de fractures est basée sur l’approche très controversée des linéaments et la calibration est effectuée seulement avec des charges hydrauliques et non avec des flux. Le modèle conceptuel ainsi élaboré pourrait être amélioré en caractérisant l’hétérogénéité de l’aquifère de socle à partir d’autres hypothèses telles que la lithologie et par l’introduction d’autres types de données dans la calibration (ex. : débits, carte piézométrique).

Simulations numériques de l’écoulement de l’eau et du transport de contaminants autour de rejets miniers entreposés dans un massif rocheux fracturé

Résumé Des simulations numériques de l’écoulement de l’eau souterraine et du transport de masse ont été réalisées pour étudier l’influence des fractures présentes dans un massif rocheux sur l’écoulement souterrain autour de dépôts miniers entreposés dans une mine à ciel ouvert. Les simulations de l’écoulement et du transport de contaminants ont été effectuées à l’aide du modèle numérique HydroGeosphere. Les analyses présentées ici ont été réalisées en deux dimensions. Les simulations incluent la zone non saturée et utilisent les propriétés des matériaux obtenues expérimentalement. Elles considèrent différentes conditions aux limites. Les effets des propriétés hydrogéologiques des matériaux (c.a.d la courbe de rétention d’eau et la fonction de conductivité hydraulique), des caractéristiques du réseau de fractures (fractures verticales seulement, réseau de fractures orthogonales) et de la perméabilité des fractures ont été étudiés. Les simulations montrent que l’écoulement de l’eau et le transport de contaminants sont fortement affectés par le type de dépôts placés dans la fosse (stériles miniers ou rejets de concentrateurs), la nature des conditions initiales et aux limites imposées et la fracturation du massif rocheux avoisinant. La présence de fractures perméables cause une migration plus rapide des contaminants provenant des rejets et le panache de contamination peut alors atteindre des distances plus élevées, ce qui peut augmenter le risque de contamination des eaux souterraines ou des eaux de surface. La perméabilité de fractures du massif rocheux autour d’une fosse de rejets miniers devrait donc être caractérisée pour améliorer la prédiction de la migration de contaminants à partir de la fosse.

Optimisation de la granulométrie des matériaux granulaires de fondation des chaussées

Les matériaux granulaires de fondations de chaussées jouent un rôle structural important mais sont aussi affectés par l’environnement. La granulométrie et la source de granulats vont changer la façon dont ces matériaux réagissent à ces sollicitations. Cette étude cherche donc à évaluer la performance globale des matériaux granulaires face aux contraintes mécanique et environnementale. Le module réversible, la déformation permanente, la gélivité et la conductivité hydraulique ont été mesurés pour six granulométries et trois sources. Les résultats montrent l’effet significatif de la granulométrie et de la source dans le contexte d’un fuseau granulaire et permettent de suggérer des fenêtres de performance granulométrique adaptées à des contextes de performance typiques. Ces effets de la granulométrie et de la source peuvent atteindre des facteurs 14 et 7 d’un point de sensibilité aux contraintes environnementales et des facteurs 3 et 2,5 d’un point de vue de la sensibilité aux contraintes mécaniques.