Amélioration des propriétés géotechniques des matériaux de fondations routières par un procédé de calcification

«RÉSUMÉ: Le développement accéléré des grandes villes a produit une série de nouveaux défis, affectant la planification, la construction et l'entretien des infrastructures. La dégradation des routes du Québec est un des sujets qui a été largement discuté au cours des dernières années en raison de l'augmentation des dégâts, de la pression de la population et, surtout, du coût élevé de l'entretien. Parmi l’ensemble des techniques d’amélioration des performances des routes, nombreuses sont celles qui portent sur le développement de nouveaux revêtements routiers ou de procédures de réparation. Malgré leur bons résultats techniques, l'application de la plupart de ces méthodes est assez complexe et nécessite des sommes importantes pour être mise en place. Afin de présenter une alternative aux solutions traditionnelles, ce projet introduit la calcification chimique comme outil de contrôle et de réduction des dégâts routiers. Cette technique offre une résistance à la compression simple supérieure à celle d’un béton conventionnel et un potentiel supplémentaire d’auto-réparation, ce qui permet d’envisager des applications dans un contexte de gel-dégel. La calcification chimique est une technique de précipitation induite de carbonates de calcium à partir de l'ajout d'un ou plusieurs produits chimiques au sol. Les précipités forment des liens extrêmement solides entre les particules de sol offrant une résistance et un comportement mécanique améliorés. Afin de fournir le résultat le plus efficace pour la technique, la réaction chimique de base a été retracée et plusieurs optimisations ont été effectuées, notamment en ce qui concerne le temps et la température de cure. Les travaux sur ce projet ont commencé par la sélection de réactifs de base, en examinant le rôle de chacun d'eux dans le potentiel de calcification du sol. À la recherche d'un protocole optimal de traitement du sol, un plan expérimental basé sur la durée de cure, le type et la concentration du réactif, la méthode de préparation et la minéralogie du sol a été mis en pratique. Pour chaque variation effectuée dans les propriétés du protocole, des séries de essais de compression simple ont été effectuées afin de définir les chemins les plus efficaces. Ces optimisations ont généré des échantillons de sol très résistants et homogènes avec une texture proche du béton. À partir du protocole optimal, de nouvelles séries d'échantillons ont été préparées afin de montrer le potentiel de calcification chimique dans des situations proches de la réalité. Des sollicitations comme des cycles gel-dégel, immersions et précipitations ont été appliqués aux échantillons améliorés. Les résultats des essais ont confirmé la faisabilité technique du traitement : une résistance à compression optimale après 30 jours de cure de 37 MPa, une conservation de la rigidité après 30 cycles de gel-dégel, une solidité préservée après 72 heures d'immersion et une résistance à l'érosion pluviale trois fois supérieure à un sol non traité. Les résultats de résistance à la compression sont environ 10 fois supérieurs à un procédé d’amélioration avec ciment. De plus, après 30 cycles gel-dégel, ils représentent une résistance 9 fois supérieure au mélange sol-ciment soumis à 12 cycles.»