Approche multi-échelle du traitement des sols à la chaux : études des interactions avec les argiles

par Nicolas Maubec

Thèse de doctorat en Génie civil

Sous la direction de Guy Ouvrard et de Dimitri Deneele.

Soutenue en 2010

à Nantes .


  • Résumé

    Afin de valoriser les matériaux présents sur les sites de projets d’infrastructures, le traitement à la chaux est une technique souvent utilisée, puisqu’elle permet d’améliorer les performances mécaniques et la maniabilité des sols. Toutefois, cette technique trouve ses limites avec les sols argileux où les améliorations escomptées ne sont pas obtenues. Afin d’optimiser cette technique et de valoriser les sols argileux, une étude physico-chimique des interactions entre la chaux et les minéraux argileux et un lien avec l’aspect mécanique est donc essentiel pour comprendre comment la chaux interagit avec les minéraux du sol et modifie le comportement macroscopique. Les effets de l’addition de chaux sur le comportement macroscopique de deux argiles (kaolinite et bentonite calcique) ont donc été étudiés. Les résultats montrent que l’ajout de chaux améliore les performances mécaniques des argiles, quelles que soient les conditions hydriques. Ces améliorations sont plus rapides dans le cas de la bentonite. Le couplage entre l’aspect macroscopique et physicochimique montre que les améliorations sont en lien avec la formation de composés secondaires de type silicates, aluminates et carboaluminates de calcium hydratés qui augmentent la cohésion au sein des matériaux. Les améliorations des comportements mécaniques sont d’autant plus importantes qu’il y a de composés secondaires formés. Les caractérisations physico-chimiques montrent également que tous les minéraux rencontrés dans cette étude (kaolinite, muscovite, montmorillonite, feldspaths, quartz, cristobalite) sont modifiés lors du traitement à la chaux

  • Titre traduit

    Multi-Scale Approach of Soils Treated with Lime – Interactions Study with Clays


  • Résumé

    In order to re-use materials present in the vicinity of earthwork projects, lime treatment is a technique commonly used since it improves mechanical properties and workability of soils. However, this technique is ineffective with clay soils where expected improvements are not reached. In order to develop lime-treatment to clay soils, a physico-chemical study about interactions between lime and clay minerals and a link with the macroscopic aspect is essential to understand how does lime interact with soil minerals and modify macroscopic behaviour. Consequently, the study of lime-treatment on two clays (kaolinite and calcium bentonite) has been performed. Results show an increase of mechanical properties of these clays, for different hydrous conditions. These improvements are faster with calcium bentonite. The coupling between macroscopic and physico-chemical aspects show that these improvements are linked to the development of secondary compounds such as calcium silicate hydrated, calcium aluminate hydrated and calcium carboaluminate hydrated phases. These phases increase cohesion into the materials. The mechanical improvements are as important as there are secondary phases formed. The physico-chemical characterisations show also that all minerals present in the different materials (kaolinite, muscovite, montmorillonite, feldspars, quartz and cristobalite) are modified during the lime-treatment

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Informations

  • Détails : 1 vol. (217 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 209-217 [112 réf.]

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2010 NANT 2092
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