Caractérisation et simulation numérique du comportement volumétrique de sols argileux gonflants de N'Djaména

Abstract

Les sols argileux gonflants sont une réelle problématique au monde. Ils sont particulièrement menaçants dans les régions à climat semi-aride dont le Tchad. La variation de la teneur en eau dans le sol due à l’alternance saison sèche/saison de pluie met le sol argileux potentiellement gonflant dans une instabilité volumétrique. La conséquence est souvent des fissures sévères sur les bâtiments, routes, barrages … Des échantillons d’argiles prélevés à N’Djaména au Tchad ont été testés au laboratoire. Les essais réalisés sont la diffractométrie de rayon X, les limites d’Atterberg, la sédimentométrie, la densité relative, et l’oedométre. La conclusion majeure que l’on peut tirer de ces essais est que les argiles de N’Djaména ont un potentiel de gonflement moyen ou élevé. Le logiciel d’élément finis Abaqus a été utilisé pour simuler le comportement volumétrique des argiles de N’Djaména. Les résultats du modèle d’Abaqus et celui des essais oedométriques concordent bien.

Expansive clay soils represent a problematic reality in our world. They threaten specifically semiarid climatic regions, including that of Chad. The variation of water content in the soil, due to the alternating dry / rainy seasons, produces potentially swelling clays with volumetric instabilities. The consequences resulting from this swelling are severe cracks in buildings, roads, dams... Clay samples collected at the N'Djamena test site in Chad have been tested in the laboratory. The tests that were conducted are: X-ray diffraction, Atterberg limits, sedimentation analysis, relative density measurements and the classical oedometer tests. The major conclusion that can be drawn from this study is that the N'Djamenas’ clays are classified as potentially medium to high swelling clays. The ABAQUS finite element software was used to simulate and corroborate the volumetric behavior of N’Djamena clays. A comparison of the simulation results with results obtained from oedometer tests indicates an excellent conformity.