Etude des interactions sol-outil dans le cas du taupage

par TIANG NAN CHEN

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de F. ANDREUX.

Soutenue en 1996

à Dijon .


  • Résumé

    La technique du drainage taupe s'est montree efficace et peu couteuse. Toutefois la perennite de la galerie pouvant etre courte, le renouvellement frequent du taupage peut devenir dissuasif. La stabilite de la galerie depend essentiellement des proprietes physico-chimiques et des modifications du sol, elle peut etre amelioree par une maitrise de ces dernieres. L'objectif de ce travail contribue a experimenter le drainage taupe en sol argileux humide. Les observations in situ et les moulages polyurethanne de galerie permettent de distinguer trois types de mecanisme de modifications du sol: ecoulement visqueux, liquefaction partielle, et rupture par cisaillement. Ces mecanismes sont relies au comportement energetique des horizons contenant les galeries, defini par la notion de contrainte equivalente ceq. Les modifications du sol se repartissent en phenomenes de tassement ou de compactage et d'ameublissement ou de fissuration. La fissuration sur le profil longitudinal de la galerie est evaluee a partir de l'analyse spectrale des forces de traction de la charrue taupe. La densite spectrale de puissance montre que la force de traction est aleatoire et gaussienne avec des composantes determinees. Le spectre des forces peut etre divise en trois intervalles: les tres basses frequences liees aux effets aleatoires, les hautes frequences correspondant aux vibrations du systeme tracteur outil et les frequences de fissuration entre les deux precedentes. Ce resultat est conforme aux observations notees sur profils culturaux et sur moulages polyurethanne. Le tassement ou le compactage evalue par les indices de vide, d'eau, d'air de mottes prelevees autour de la galerie n'a montre de modification que dans une couche tres proche de la paroi de la galerie. La porosite est analysee par traitement d'image sur lames minces d'echantillons preleves autour de la galerie suivant le diametre equivalent, le coefficient de forme et l'orientation des pores. Les pores fins non detruits changent seulement de forme et d'orientation. On ne note une compression et une fissuration que dans la voute et sur le cote a un centimetre autour de la galerie. Dans le reste du profil, le sol est plus fissure que comprime. Les fissures se developpent suivant une prefissuration naturelle et le plan de rupture par cisaillement. L'etude morphologique des galeries a l'aide de moulages montre qu'une galerie correctement formee avec une charrue taupe classique est de section presque circulaire et qu'une detente d'environ 25% s'y produit regulierement. Quatre pieces travaillantes ont ete testees. Avec les pieces travaillantes classiques, le boulet, sans effet sur la paroi, n'est pas necessaire. Dans nos essais, un obus et un boulet de petits diametres ne sont pas avantageux, la section de la galerie apres detente etant trop faible. Un etancon incline, un obus et un boulet excentres semblent ameliorer la stabilite de la galerie. La demande en force de traction, la compression autour de la galerie et la regularite de la fissuration augmentent avec la profondeur de taupage. La fissuration semble plus nette et reguliere avec une plus grande vitesse de travail


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  • Détails : 156 P.
  • Annexes : 94 REF.

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