Interprétation et modélisation numérique d'essais oedométriques et de perméabilité à niveau variable réalisés sur des argiles Champlain

La détermination de la conductivité hydraulique k des matériaux peu perméables est une étape incontournable dans la conception de nombreux ouvrages de génie civil. Ce paramètre peut être déterminé in situ ou en laboratoire. Dans ce deuxième cas, il existe une variété de tests et de méthodes visant à évaluer les propriétés hydrauliques. Les travaux présentés ici s'appuient sur des essais de consolidation oedométrique pour lesquels des essais de perméabilité à charge variable ont été réalisés entre les paliers de chargement. Avec ce type de test, k peut être évaluée de deux manières: les méthodes de détermination indirecte (théorie de Terzaghi) et directe (méthodes graphiques traditionnelle ln(ht=0/h) vs temps et des vitesses Δh/Δt vs hm ). L'objectif est de comparer ces différentes méthodes d'interprétation, en se basant sur un important nombre d'essais en laboratoire réalisé sur des argiles Champlain de la localité de Lachenaie et des mélanges sable-bentonite, et tenter d'expliquer les divergences observées sur les résultats. Les travaux se décomposent donc en deux parties, une analyse détaillée de la méthode du graphique des vitesses (Chapuis et al., 1981) et la réalisation d'un modèle numérique permettant de reproduire les essais en laboratoire. La déformabilité des échantillons au cours de l'essai de perméabilité suite à l'application d'une charge hydraulique importante, tend à courber le début du graphique des vitesses et ainsi surestimer la conductivité hydraulique et l'erreur piézométrique h0. La méthode du graphique des vitesses fournit une bonne estimation de k lorsque les essais sont prolongés et les vitesses décrivent parfaitement la partie linéaire du graphique. Ainsi, une valeur de h0 inférieure à 20 cm, réduit l'écart entre les valeurs de perméabilité déduites des méthodes traditionnelles et des vitesses à un ordre de grandeur. Cependant, une erreur piézométrique subsiste lorsque les essais sont prolongés. Des gradients de type chimiques et le phénomène d'osmose peuvent en être à l'origine. Le modèle numérique a permis d'obtenir des résultats additionnels. Les surpressions interstitielles, persistant suite à l'essai de consolidation, peuvent impacter les résultats de l'essai de perméabilité en modifiant les gradients d'écoulements. Le tassement secondaire semble être effectif tout au long de la consolidation, mais sa variation temporelle n'est pas considérée dans le modèle.