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COTITA Centre Est - 30 janvier 2018 - Des sols traités pour des terrassements durables

Convention d’étude sur les sols traités chauffés

Présentation de la démarche – Premiers résultats

Sébastien HERVE – Cerema

Emmanuel LAVALLEE - SPTF


Objectifs de l’étude

Étudier une procédure d’essais accélérés par chauffage des sols traitées en laboratoire

applicable aux chantiers de faible importance(complémentaire, mais ne se substituant pas au GTS)

durée d’étude réduite (< au 3 mois d'une étude GTS)

sur éprouvettes 5x5 cm, si possible

=> apprécier l’effet du chauffage, à 30 et à 40°C, pour comparer la valeur de référence et la valeur accélérée, et apprécier les écarts et incertitudes associés


Partenaires :

Convention d'Action de Partenariat et d'Innovation (API) entre :

◦ le Cerema (Angers, Autun et Nancy)

◦ CIMBéton

◦ SPTF

◦ USIRF (Routes de France)

◦ UPChaux

◦ FNTP


Pour quelles applications

L’ensemble des infrastructures et aménagements urbains Valoriser davantage les matériaux du site: en performances

Favoriser l’équilibre des terres: limiter les excédants

Réduire les apports en matériaux extérieurs: réduire l’impact environnemental et optimisation économique


Contexte Technique maîtrisée, parfaitement codifiée

Technique utilisée depuis des décennies avec succès

Applications: remblais, arases, Couche De Formes, dans les projets routiers et ferroviaires

Application élargie à la réalisation des plates-formes industrielles et commerciales, à la confection des couches d’assises des voiries et routes à faible et moyen trafics

Amélioration Développer davantage le traitement des sols aux projets de

faible importance (raccourcir les délais d’études en laboratoire)

Mieux maîtriser les solutions « variantes » en traitement de sols

Une amélioration aux bénéfices des projets:


Compléter le Guide « GTS »

Guide en vigueur = guide des traitements des sols

(LCPC-SETRA, 2000) Besoin d’attendre la fin de l’étude (3 mois minimum)

=> Délais trop long pour les petites opérations

Qualification des

performances à 90 jours

Notre démarche

Qualification par anticipation

des performances aux jeunes

âges (7, 14 et 28 jours ?)


Programme de l’étude

3 types de sols

2 températures d'étude : 20°C et 40°C

1 température intermédiaire : 30°C

4 liants de comportements bien différenciés L1 : base laitier courant : [K30 S70] DN,

L2 : base clinker prise normale : [K70 L30] DN,

L3 : base clinker prise rapide : [K70 L30] DR,

L4 : base laitier spécifique : [S60 K20, L20] DN.

3 modalités de dosage par liant :– d4 : 4 %

– d5 : 4 % + 1 % de CaO

– d6 : 6 %


Les sols testés

Matériau A1 : limons provenant du chantier RCEA, à proximité du LR Autun (VBS = 1,85),

Matériau A2 : argiles d’Obourg - transférées par l’entreprise au LR Autun (VBS = 3,10),

Matériau B5 : sables de scalpage Urano / Douzy(VBS = 0,45)


Organisation des essais

Essais croisés réalisés par binômes A1 : Cerema Angers + laboratoire ByTP

A2 : Cerema Autun + laboratoire Sigma Béton

B5 : Cerema Nancy + laboratoires Colas et Eiffage

Essais préalables : GTR, aptitude, chimie

Essais complémentaires Cerema

dimensions 5x10, 10x10 et 10x20

mesures à 30°C

= 5400 éprouvettes en 2 ans répartis

sur 7 laboratoires



Mesures des performances Eit/Rit à différents âges◦ 20°C : 7, 14, 28, 60, 90 et 360 jours

◦ 30°C : 7, 14, 28 et 90 jours

◦ 40°C : 4, 7, 14, 28 et 90 jours

=> Effet de la température sur la cinétique de prise ?



Conditions de conservation cure préalable 24h à 20° en conditions saturées

puis température et hygrométrie constantes

sous étuis étanches fermés

en bain thermostaté ou en enceinte hygrométrique



Audits laboratoires et essais croisés préalables sur éprouvettes PVC 5x5

et 5x10, 10x10 et 10x20 Cerema

Paramètres de fabrications masse volumique et teneur en eau

définis conjointement par binômes de laboratoire

matériaux mélangés et échantillonnés par le LR Autun


Quelques premiers résultats sur le matériau A1

Influence dimensions des éprouvettes

Nota : tendances moyennes théoriques toutes configurations confondues, sans signification physique (valeurs en MPa)

résistances comparables pour les 4 dimensions

rapport Eit / Ec de l’ordre de 1,10

dispersion assez forte par rapport à la tendance moyenne

Rapport module / Résistance : 8000 < E/R < 12000


Premiers résultats (exemple)


Résultats L1 D4


Résultats L2 D5


Résultats L4 D6


Synthèse des premiers résultats : zones mécaniques comparées à 20 et 40°C


Premières tendances du matériau A1:

forte sensibilité des résultats aux paramètres de fabrication : reprise de 15 % des essais

imprécisions sur la mesure du module

les valeurs issues de l'essai d'aptitude classique (7 j) sont globalement inférieures au valeurs de référence (20°C - 90 jours)

des tendances intéressantes sur les essais à 14 jours et 28 jours, à confirmer


Perspectives

Fin des essais : printemps 2018

Analyse des résultats : mi-2018

Suites : ◦ modélisation des tendances et des écarts

◦ analyse des incertitudes et étude des risques

◦ calage sur d’autres sols

◦ définition des procédures d'un nouvel essai et modalités d’applications aux petits chantiers ?

Merci de votre attention

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