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Le retrait-gonflement des sols argileux (RGA) constitue un enjeu majeur pour la durabilité des infrastructures routières, notamment en France où près de la moitié du territoire est exposée à ce risque géotechnique. Sensibles aux variations hydriques, ces sols subissent des cycles de dessiccation et de ré-humidification qui induisent des déformations volumiques importantes fragilisant les chaussées et générant des coûts de maintenance élevés. L’objectif de cette thèse est d’analyser, de manière expérimentale et multi-échelle, le comportement hydromécanique des sols argileux sous chaussée et d’évaluer l’efficacité d’une stabilisation innovante par injection de nano-silice. Dans un premier temps, plusieurs argiles naturelles et industrielles sont caractérisées, en termes de propriétés géotechniques, de microstructure (MEB/EDS) et de composition minéralogique (DRX), complétées par une analyse de la porosité (tomographie X et porosimétrie au mercure). Ces investigations ont mis en évidence le rôle déterminant de la minéralogie et de la structure poreuse dans la sensibilité hydrique des sols. Dans un second temps, le comportement hydromécanique des sols soumis à des sollicitations monotones et cycliques de séchage-humidification est étudié. Les essais montrent que les déformations de retrait-gonflement et la fissuration de surface sont fortement corrélées à la teneur en minéraux gonflants. Le suivi par corrélation d’images numériques (CIN) révèle que les fissures apparaissent dès les premiers stades de dessiccation, avant même la désaturation complète, et évoluent de manière cumulative au fil des cycles. Finalement, l’effet de la nano-silice comme stabilisant est analysé avec une évaluation environnementale et économique. Les résultats montrent un comblement partiel des pores et une réorganisation microstructurale, passant d’un état dispersé à une structure floculée, améliorant la compacité et la cohésion. L’ajout de nano-silice réduit de 40 à 55 % les amplitudes de retrait-gonflement au cours des premiers cycles, avec un effet optimal pour des dosages modérés. La stabilité à long terme a été aussi évaluée par des essais de lixiviation. Les résultats confirment une très faible mobilité de la nano-silice, témoignant de sa bonne immobilisation dans la matrice argileuse et sa performante pour les RGA.

Le Département des Alpes-Maritimes a confié au Cerema une analyse de la vulnérabilité au risque de retrait gonflement des sols argileux (RGA) sur l’ensemble de son territoire, en se focalisant sur le réseau routier départemental et l’habitat. Cette analyse s’est basée sur l’élaboration de cartographies réalisées à partir de données issues de bases de données nationales publiques. Trois type de cartographies ont été réalisées : carte d’exposition, cartes de sinistralité et cartes des logements potentiellement vulnérables. L’analyse confirme l’exposition du Département des Alpes-Maritimes au RGA, notamment dans le sud. Le patrimoine routier ainsi que les bâtiments les plus exposés se concentrent également au sud. En lien avec le changement climatique, cette exposition s’intensifie depuis déjà quelques années et gagne progressivement le nord du Département. Au vu de cette première analyse, il est proposé un plan d’actions ciblées, pouvant se décliner tant sur le volet routier que sur le volet habitat.

Le Département de la Vendée a sollicité le Cerema pour étudier des solutions de remédiation des dégradations liées aux problématiques de Retrait-Gonflement des sols Argileux (RGA) et de sols mous, affectant ses voiries situées dans les marais breton et poitevin. Après une analyse des causes et des propositions de différentes solutions envisageables, ayant fait l’objet d’un premier document, ce rapport présente les expérimenta tions menées sur 3 sites tests avec : une géogrille alvéolaire, des injections de solution cationique et de lait de chaux, et des renforcements par injections solides et colonnes de sols traités. Cette étude analyse les conditions de réalisation des chantiers, les suivis mis en oeuvre (topographie et variations hydriques) et les évolutions observées 3 années après les travaux. Enfin, sur la base des solutions ayant montré les résultats les plus favorables, une analyse simplifiée coût bénéfice est proposée pour comparer les options d’entretiens réguliers mis en oeuvre traditionnellement, et les bénéfices apportés par les solutions testées, au regard des coûts initiaux des travaux.

Plus de 150 participants ont suivi la première Journée Technique Nationale "Routes exposées à la sécheresse et au phénomène de RGA" organisée par le Cerema, Institut Carnot Clim'adapt, et Routes de France, le mardi 14 novembre 2023 à Champs-sur-Marne. Un public composé de services de l’Etat, collectivités, entreprises du BTP était présent pour mettre en avant l’impact de la sécheresse des sols argileux sur les routes et les solutions d’adaptation en cours de développement en France. Retrouvez les replays de l'ensemble de la journée technique.