Evaluation de l'état hydrique d'un sol fin par méthodes électriques et électromagnétiques : application géotechnique

par Yves-Laurent Beck

Thèse de doctorat en Génie civil

Sous la direction de Philippe Côte et de Sergio Palma-Lopes.

Soutenue en 2008

à Nantes .


  • Résumé

    En Géotechnique, et plus particulièrement dans le domaine des terrassements, il existe un besoin d’évaluation de l’état hydrique des sols par méthodes non destructives, efficaces et applicables avec les contraintes de site. L’utilisation des méthodes électriques et électromagnétiques issues de la Géophysique Appliquée, intégrantes et rapides à mettre en œuvre, pourrait répondre à ce besoin pour la caractérisation des sols, le suivi de digues et de remblais et l’aide à l’exécution de chantiers. L’étude d’échantillons de sol compacté en laboratoire montre que les paramètres électromagnétiques «effectifs » mesurés (résistivité électrique et constante diélectrique) sont sensibles aux paramètres d’état des sols, à la fois à la teneur en eau massique et à la masse volumique sèche. Ceci suggère que l’utilisation combinée des méthodes électriques et électromagnétiques pourrait permettre de découpler les paramètres d’état des sols qui sont utiles en géotechnique. Les tendances observées sur échantillons contrôlés sont interprétées en s’appuyant sur un modèle microstructural du sol constitué d’agrégats argileux et prenant en compte la distribution de l’eau dans le sol. Afin de pouvoir appliquer in situ les lois établies en laboratoire, des séries de mesures géophysiques sont réalisées sur un site test, à échelle et conditions réelles de chantier, mais dont l’homogénéité, la géométrie, la température, le degré de compactage et la teneur en eau sont contrôlés. Des planches d’essais décamétriques, à différents états du sol, permettent d’évaluer la sensibilité des techniques de mesures et de relier les résultats obtenus au laboratoire à ceux d’un site réel.

  • Titre traduit

    Hydric state evaluation of a fine-grained soil with electrical and electromagnetical methods : geotechnical application


  • Résumé

    With respect to Geotechnics, and in particular earthworks, there is a need regarding the soil hydric state evaluation through methods which are non-destructive, effective and applicable to the site constraints. The use of electrical and electromagnetical methods from Applied Geophysics, which are integrated and quick to carry out, might answer to this need for soil characterising, levees and embankments monitoring and helping earthworks construction site. The laboratory studies on compacted soil specimens show that the effective electromagnetic parameters (electrical resistivity and dielectrical constant) are sensitive to soil state parameters, both gravimetric water content and dry density. This observation suggests that the combined use of electrical and electromagnetic methods could enable one to distinguish between the soil state parameters which are useful for geotechnics. The trends observed on controlled specimens are interpreted on the basis of a soil microstructural model constituted by clayed aggregates and the water distribution in soil. In order to apply the laws from the laboratory, a further set of geophysical measurements are to be carried out on a test site at scale close to real site conditions but where the homogeneity, the geometry, the temperature, the compaction state and the water content are monitored. Further decametric test sites, at different soil sates, allow to evaluate the measurement tools sensitivity and to link up the results obtained from laboratory to real site ones.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (302 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 272-302.

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2008 NANT 2086
  • Bibliothèque : Ecole centrale de Nantes. Médiathèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th. 2245 bis
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