3. Consolidation Sous Poids Propre MB 27 9

Etude en centrifugeuse dela consolidation sous poidspropre de sols trs mous

Dpt de vase de laRochelle-Pallice

13.Modles avancs geotech

Plan

Introduction Description de louvrage standard Description du prototype Description du modle rduit en centrifugeuse Observations et interprtations


IntroductionRejets en mer Boues de dragage

Risque de pollution dans le milieu marin

Recours au stockage des dpts dans des airespour les utiliser comme matriau remblai

Transformer ces dpts considrscomme des sols mous en remblai Phnomne de consolidation


Description de louvrage standardLe dpt de vase de la Rochelle-Pallice, issu de lextension du port, est refoul parvoie hydraulique dans une superficie de 33 hectares sur une hauteur variant de 5m 13 m.Laire de stockage repose sur un substratum rocheux impermable et se dcomposeen trois casiers (C1 , C2, et C3) de superficies gales, dlimits par des diguesdlimites par des cltures tanches en matriaux macro-calcaires.

Casier C1: il est quip dun dispositif de drainage double (par la surface et par le fond)

Casiers C2 et C3: drainage par la surface43.Modles avancs geotech

Description du prototype Mesures effectues pour les trois casiers:

tassement de la vase, niveau de la nappe affleurant.

Pour le casier C1: 20 sondes pour mesurer la pression interstitielle. Des pntrogramme-densimtres pour suivre lvolution du poids volumique. Des scissomtres pour suivre lvolution des profils de la cohsion non draine.

Profil Hauteur de la vaseH0p (m) Casier(s)1 5 C2 C32 10 C2 C33 13 C1C2 C3

Profils tudis


Poids volumique total 12-14 kN/m3

Matires volatiles 9.7%Indice de plasticit Ip 70-80

Indice de compression CC 0.82 1.65Coefficient de consolidation cV 1.4 10-5 3.5 10-5 cm2/s

Description du prototypeCaractristiques du sol mou


Description du modle rduit en centrifugeuseMoules utiliss pour les essais encentrifugeuse :

Largeur: 300 mm paisseur: 6 mm Hauteur: 200 mm Matriau: Acier

Remarque: Afin de limiter les variations de la temprature de lair ambiant durantlessai, un capot de matriau isolant est prvu dans la nacelle.

Capteurs: Mesure du niveau (eau, sol) : descomparateurs inductifs Mesure de la pression interstitielle: sondesminiatures jauges dformables


Rappels des conditions de similitude

8

Pour un phnomne de consolidation unidimensionnelle, on a:

Et en utilisant la loi de Darcy, on trouve:


Prototype Essai en centrifugeuse

N Type H0p (m) N H0 (mm) Hf (mm) H/ H0 (%) t (mn)

1 S 10 100 100 72 28 920

2 S 5 100 50 31 38 562

3 S 5 75 67 42 37 316

4 S 13 100 130 94 24 787

5 SF 13 100 130 95 27 941

9

S: drainage par la surfaceSF: drainage par la surface et par le fond


Observations et interprtations

-60-55-50-45-40-35-30-25-20-15-10-5010 -1 10 0 10 1 10 2 10 3

tem ps (m n )

Tass

emen

ts (m

m)

Essa i 1E ssa i 2

-3 0

-2 5

-2 0

-1 5

-1 0

-5

00 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0

te m p s (m n )

S urp

res s

ion s

(k P

a )

E s s a i 1 E s s a i 2

Cas du dpt simplement drain en surface

Evolution des tassements pourles essais 1 et 2

Evolution des surpressionsinterstitielles pour les essais 1 et 2

Evolution des tassements et des surpressions interstitielles pour lessai 1 (H0p= 10m)et lessai 2 (H0p= 5m) partir des rsultats obtenus en centrifugeuse



- 2 ,5

- 2 ,0

- 1 ,5

- 1 ,0

- 0 ,5

0 ,01 0 - 1 1 0 0 1 0 1 1 0 2

t e m p s (m o is )

T as s

e me n

ts (m

)

E s s a i 2 E s s a i 3

Une mme hauteur du prototype (H0p=5m) deux chelles diffrentes des longueurs (N =100: essai 2 et N =75: essai 3 )Echelle des grandeurs gomtriques: (1/N); Echelle des temps: (1/N).

Les rsultats fournis par la centrifugeuse sont extrapols vers lchelle relle


- 4 , 0

- 3 , 5

- 3 , 0

- 2 , 5

- 2 , 0

- 1 , 5

- 1 , 0

- 0 , 5

0 , 01 0 - 2 1 0 - 1 1 0 0 1 0 1 1 0 2 1 0 3

t e m p s ( m o i s )

T as s

e me n

t s ( m

)

E s s a i 1 E s s a i 2 E s s a i 3 E s s a i 4 H 0 p = 5 m H 0 p = 1 0 m H 0 p = 1 3 m

Observations et interprtationsComparaison entre les mesures sur le site (pendant 50 mois) et les rsultats en

centrifugeuse extrapols lchelle relle


Observations et interprtations Les rsultats des essais sur le prototype et des essais en centrifugeuse sontcomparables.

Essai Ecart (modlerduit/prototype)Essai 1 8%

Essais 2 & 3 16%Essai 4 20%

Les carts observs entre louvrage rel et les essais 2, 3 et 4 peuvent tre justifispar linstabilit de la hauteur du prototype. En effet, en raison de la forte liquidit(vase) il y aura un dplacement des matriaux des zones tassement faible vers leszones o le tassement est important.


0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 00

1 0

2 0

3 0

4 0

5 0

6 0

7 0S

u rp r

e ss i

o ns

i nt e

r st i t

i el l e

s ( k

Pa )


E s s a i 1 E s s a i s 2 e t 3 E s s a i 4

Observations et interprtationsEvolution de la pression interstitielle en fonction du temps partir des essais en

centrifugeuse

La dissipation des surpressions interstitielles est trs lente, ce qui traduit une faiblevitesse de consolidation (cv).


Essai 1 Essais 2 et 3 Essai 4e mesur 2,15 2,7 2,08

(e) (kPa) 13 21 6 10 15 23 (kPa) 143 76 183

-(e) (kPa) 122 130 66 70 160 168u mesure 124 68 168f (kPa) 33 16 42


' -5 3.45 -3.45p e =7.95 10 I e

Tableau rcapitulatif des rsultats dvaluation de la consolidation partir desessais 1, 2, 3 et 4

Les contraintes effectives sont dduites partir de la corrlation propose parCarrier et al (1983) :


Observations et interprtationsRemarques: Le rapport entre les surpressions dissipes et les pressions initialesindique que le degr de consolidation reste infrieur 60% Les valeurs des contraintes effectives restent infrieures auxvaleurs des contraintes effectives correspondant la consolidationcomplte f La comparaison entre les essais faits sur le prototype et les essaiscentrifugs a prouv la validit des facteurs dchelle adopts poursimuler le modle rduit.


Cas du dpt drain par la surface et par le fond


- 4 , 0

- 3 , 5

- 3 , 0

- 2 , 5

- 2 , 0

- 1 , 5

- 1 , 0

- 0 , 5

0 , 01 0 - 2 1 0 - 1 1 0 0 1 0 1 1 0 2 1 0 3

Ta

s se

me

nt s

(m)

E s s a i 5 E s s a i 4 M e s u r e s


Evolution du tassement pour les essais (4 et 5) en centrifugeuse et les rsultats sur lesite pour le casier C1

Linfluence du systme de drainage est remarquable173.Modles avancs geotech

Observations et interprtationsRemarques: Aprs 158 mois sur lchelle des temps en prototype les valeurs dutassement enregistres partir de lessai n5 dpassent de 13% celles de lessain4. Aprs 50 mois, les tassements dessai du casier mesur en vraie grandeurdpassent de 27% ceux obtenus partir de lessai n5.

Interprtations: Les tassements remarquables traduisent une acclration significative de laconsolidation, ce qui valorise lefficacit de drainage. Les tassements du site rel sont suprieurs ceux dduits partir des essaiscentrifugs, ce qui implique que le modle rduit ne respecte pas 100% lesconditions relles du drainage du casier .


Conclusion Lessai en centrifugeuse permet de prdire lesamnagements raliser en vue des travauxde dragage en mer (entretien dun chenal).

Valorisation des sdiments marins dans laconstruction: Rsoudre un problmeenvironnemental

3.Modles avancs geotech 19

Etude en centrifugeuse de la consolidation sous poids propre de sols trs mousPlanIntroductionDescription de louvrage standardDescription du prototypeDescription du prototypeDescription du modle rduit en centrifugeuseRappels des conditions de similitudeSlide7Observations et interprtationsObservations et interprtationsObservations et interprtationsObservations et interprtationsObservations et interprtationsObservations et interprtationsObservations et interprtationsObservations et interprtationsObservations et interprtationsConclusion

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