Caractérisation expérimentale du comportement mécanique des sols pulvérulents érodés par suffusion

L’érosion interne est un mécanisme qui apparait dans les ouvrages hydrauliques en terre. Elle est définie comme l’arrachement et le transport de particules sous l’action d’un écoulement hydraulique souterrain au sein d’un massif de sol. C’est un processus interne au sol et invisible de l’extérieur jusqu’à ce que les dégradations deviennent suffisantes pour générer des signes discernables en surface comme des tassements ou une augmentation du débit des fuites dans le cas d’une digue. Cette érosion interne est alors susceptible de s’accélérer et de mener l’ouvrage à la rupture. Le phénomène spécifique d’une érosion par suffusion correspond au cas où seules les particules fines sont arrachées et transportées à travers le squelette formé majoritairement par les grains les plus grossiers. L’apparition de la suffusion entraine souvent une modification de la microstructure initiale, et par conséquent, des caractéristiques physiques et hydrauliques des sols concernés. Ces modifications entrainent à leur tour des conséquences sur le comportement mécanique. Cependant, la prédiction de la réponse mécanique d’un sol érodé par suffusion reste une question ouverte du fait d’une microstructure complexe et difficile à modéliser de par le changement des propriétés physiques du sol (quantification et variation de la distribution spatiale) et de l’apparition de nombreuses hétérogénéités.
Dans cet article, le travail expérimental présenté s’articule autour d’essais de suffusion et d’essais de compression triaxiale en conditions drainées et non drainées sur des échantillons non érodés et érodés afin de mettre en évidence l’effet de la suffusion sur les propriétés de résistance au cisaillement du matériau. Une approche originale permettant de prédire la réponse des sols érodés par suffusion du point de vue mécanique est proposée.