NOTIONS SUR LES GÉOSYNTHÉTIQUES

Le terme « géo synthétique » comporte deux parties : le préfixe « géo », qui fait référence à une utilisation finale associée à l’amélioration de la performance des travaux de génie civil impliquant de la terre, sol, roche, et le suffixe « synthétique », qui fait référence au fait que les matériaux sont presque exclusivement des produits fabriqués par l’homme, les matériaux utilisés dans la fabrication des géo synthétiques sont principalement des polymères synthétiques généralement dérivés de pétrole brut, bien que d’autres matériaux tels que le caoutchouc, la fibre de verre et les bitumes soient parfois aussi utilisés pour la fabrication des géosynthétiques (SHUKLA, 2016). Durant ces dernières années les produits géosynthétiques ont bien révolutionné plusieurs domaines en particulier le domaine de génie civil, c’est pour cela les ingénieurs s’intéressent de plus en plus à ces produits pour résoudre de nombreux problèmes et en même temps protéger l’environnement. Dans ce chapitre, on va donner quelques définitions des produits géosynthétiques leurs déférents types, fonctions, propriétés, avantages, les normes et les essais européens applicables sur ces produits géosynthétiques. Définition Un géosynthétique est défini par le comité D35 des géosynthétiques de la société américaine pour les essais des matériaux (ASTM) comme un produit plan fabriqué à partir d’un matériau polymère utilisé avec le sol, la roche, la terre ou tout autre matériau lié à l’ingénierie comme partie intégrante d’un projet, d’une structure ou d’un système créé par l’homme (tec_textile). Les géosynthétiques sont utilisés dans toutes les facettes de l’industrie des transports, y compris les routes, les aéroports, les chemins de fer et les voies navigables.

Propriétés des géosynthétiques

Les géosynthétiques couvrent un large éventail de matériaux, ils peuvent être utilisés dans plusieurs applications de construction et peuvent servir à protéger l’environnement, donc il est très important d’évaluer les propriétés d’une géosynthétique pour être sûre qu’il remplit sa fonction prévue dans le projet. Propriétés physiques Les propriétés physiques des géosynthétiques qui sont d’un intérêt primordial, la masse par unité de surface, l’épaisseur et la rigidité. Il existe d’autres propriétés physiques, qui ne sont importantes que dans le cas des géogrilles et des géonets. Les propriétés physiques des géosynthétiques dépendent de la température et de l’humidité que celles des sols et des roches. Afin d’obtenir des résultats cohérents en laboratoire, il est donc important d’assurer un bon contrôle de l’environnement pendant les essais. Propriétés mécaniques Les propriétés mécaniques sont importantes dans les applications où un géosynthétique doit jouer un rôle structurel sous les charges appliquées, ou lorsqu’il doit survivre aux dommages de l’installation et aux contraintes localisées.

Il existe plusieurs propriétés mécaniques des géosynthétiques, mais certaines d’entre elles sont importantes telles que (la compressibilité, les propriétés de traction et les propriétés de l’interface sol-géosynthétique). Propriétés d’endurance et de dégradation Les propriétés d’endurance et de dégradation (par exemple le comportement au fluage, la résistance à l’abrasion, la capacité d’écoulement à long terme, la durabilité), des géosynthétiques sont liées à leur comportement dans les conditions de service, y compris la durée d’utilisation. Propriétés hydrauliques Les propriétés hydrauliques des géosynthétiques influencent leur capacité à fonctionner comme des filtres et drains. Contrairement aux essais mécaniques sur les géosynthétique, les essais hydrauliques sont entièrement basés sur des nouveaux concepts, méthodes, dispositifs, interprétations et bases de données originales. Les propriétés hydrauliques les plus importantes des géosynthétiques sont la porosité, perméabilité et la transmissibilité, principalement de géotextile, de géonet et des nombreux géocomposites, qui sont utilisés dans des applications de filtration et de drainage.

UTILISATION DES GÉOSYNTHÉTIQUES DANS LE DOMAINE ROUTIER

L’amélioration des sols était à la fois une science et un art, avec les évolutions observées au cours de l’histoire ancienne. De l’utilisation de la paille comme un mélange des matériaux de remplissage avec des sols pour une plus grande solidité pendant l’antiquité jusqu’aux cinq dernières décennies, où il y avait un progrès significatif dans les techniques d’amélioration de sol (BUDDHIMA, et al., 2015), qui est une partie intégrante de tous les projets du génie civil en particulier les routes qui sont généralement de très grande longueur et souvent doivent être construites sur des sols de faible portance et compressible. La première utilisation de tissus pour renforcer les routes a été tentée par le département des routes de Caroline du Sud en 1926. Un lourd tissu de coton a été placé sur une couche de fondation de sol apprêtée, de l’asphalte chaud a été appliqué sur le tissu, et une fine couche de sable a été placée sur l’asphalte. En 1935, les résultats de ces travaux ont été publiés, décrivant huit expériences de terrain distinctes. Jusqu’à la détérioration des routes, les résultats ont montré que les routes étaient en bon état avec une diminution de fissures (KOERNER, 2005). Aujourd’hui les produits géosynthétiques sont devenus plus utilisés pour la construction et l’amélioration des corps de chaussée suit à leurs différentes fonctions et avantages déjà présentés dans le chapitre 2.

Ce chapitre présente les détails des applications des géosynthétiques dans le domaine routier en passant par les mécanismes de renforcement et la méthode de dimensionnement des chaussées renforcées par géosynthétiques. Choix de la fonction de géosynthétique En raison du large éventail d’application et de la grande variété de géosynthétique disponible, la sélection d’un géosynthétique particulier ayant des propriétés spécifiques est une décision cruciale, elle se fait généralement en gardant à l’esprit d’objectif général de son utilisation. Par exemple, si le géosynthétique sélectionné est utilisé pour fonctionner comme un renforcement, il devra augmenter la stabilité du sol et de réduire sa déformation. Renforcement des chaussées à l’aide des géosynthétiques On s’intéresse à l’action de renforcement des géosynthétiques dans les chaussées souples. En effet, les bénéfices dus à l’utilisation des géosynthétiques sont moins marqués dans le cas d’une chaussée rigide. Les chaussées souples se déforment facilement et permettent d’observer plus clairement la capacité de renforcement d’un géotextile ou d’une géogrille. Comportement mécanique lors du passage des roues Il y a comme un « gonflement » du sol autour des roues, or avec la mise en place du géotextile, ce dernier qui a été étiré lors de son installation dans la chaussée se déforme également. Avec la contrainte exercée par les roues, le géotextile prend une forme arrondie et sa face concave reprend plus d’effort à la verticale du passage des roues par conséquent la couche d’agrégats reprend moins d’efforts (Figure 3-1) (GUILBAUD, 2011).

CONCLUSION GENERALE

Pour conclure, ce mémoire avait pour objectif d’étudier la stabilisation et le renforcement de corps de chaussée par utilisation des géosynthétiques. Tout d’abord, on a commencé notre travail par des notions générales sur la route et la chaussée pour montrer l’importance du réseau routier en Algérie et comprendre quels sont les différents facteurs et familles de dégradations qui influent et causent la dégradation des chaussées souples. Après, une étude bibliographie pour mieux connaître les produits géosynthétiques, leurs différents types, fonctions, caractéristiques, essais et normes applicables dans ce grand secteur et aussi les nombreux avantages apportés par ces derniers dans le secteur de génie civil. Ensuite, une partie théorique pour décrire les différents mécanismes de renforcement et la méthode de dimensionnement des chaussées souples renforcées par géosynthétique (la méthode AASHTO 1993 modifiée). Puis on a passé aux méthodes de conception pour les pistes d’aérodrome (méthode de l’administration fédérale de l’aviation (FAA) et la combinaison de la méthode de barenberg et de la méthode (FAA)). Après, on a appliqué la méthode d’AASHTO 1993 modifié pour le dimensionnement d’une chaussée sans et avec renforcement géogrille. Cette étude que nous avons fait nous a permis de monter l’utilité et les avantages de l’association des produits géosynthétiques dans la structure de chaussée où nous avons eu une réduction de l’épaisseur de la structure de chaussée et d’après les recherches déjà faites, on sait que le renforcement par géosynthétiques apporte une diminution des contraintes qui se produisent à l’intérieur de la structure de chaussée, il augmente aussi sa stabilité et il réduit les fissures et les déformations. Tout ça va nous servir à augmenter la durée de vie de nos chaussées et par conséquent réduire les coûts de maintenance. Enfin, on peut dire que le secteur des produits géosynthétiques est un secteur très vaste et représente le futur du domaine de génie civil, donc il est devenu très nécessaire de commencer à approfondir et investir dans ce grand secteur afin que nous puissions atteindre les pays leaders dans ce secteur.