Etude des propriétés dynamiques des milieux granulaires par propagation d’ondes

Abstract

La détermination de la réponse des sols aux sollicitations diverses requiert une connaissance approfondie de leurs lois de comportement à implémenter dans des modèles. Cette connaissance est fortement tributaire de l’expérimentation qui prend alors une part importante pour la compréhension des différents phénomènes et mécanismes qui entrent en jeu dans le comportement de ces matériaux. Le travail de cette thèse porte sur la caractérisation dynamique des matériaux granulaires à travers la détermination des propriétés quasi-élastiques , à savoir le module de cisaillement maximum Gmax et le rapport d'amortissement Dmin dans le domaine des petites déformations en cisaillement. Les matériaux granulaires étudiés sont un sable normalisé (sable d’Hostun) et un mélange dense de ce sable avec des fractions volumiques de granulés de caoutchouc. Ces matériaux granulaires sont caractérisés par la propagation d’ondes de cisaillement générées par des capteurs piézoélectriques (bender elements) insérés dans une cellule triaxiale modifiée. Les essais sont menés dans une gamme de pressions de confinement variant de 50 à 500 kPa. Des résultats obtenus, il ressort que la présence d’un liquide interstitiel affecte de manière significative les caractéristiques dynamiques des échantillons de sable, et ce dans toute la gamme des pressions de confinement. L'influence d’une addition d’une fraction modérée de caoutchouc (moins de 50%) sur les propriétés dynamiques des mélanges granulaires et des pressions de confinement a été également mises en exergue. Une augmentation sensible de l’amortissement matériel sans perte de rigidité, indépendamment du confinement isotrope, a été mise en évidence pour des rajouts de faibles proportions de particules souples.