La structure interne de la terre fournit des bases plus solides
Les sols non saturés sont le sujet de prédilection des ingénieurs géotechniques du monde entier ainsi que des professionnels concernés par l'interaction d'une structure avec le terrain. L'utilisation de sols non saturés en ingénierie implique d'intégrer dans l'infrastructure des remblais, des dépôts de déchets nucléaires et des systèmes de protection contre les inondations. Dans les sols non saturés, les orifices sont remplis en partie d'eau et d'air. La mécanique des sols non saturés a progressé sous la pression du secteur de la construction afin d'améliorer les techniques de gestion et d'évaluation du comportement de la structure interne de la terre. Afin d'assurer une aptitude à l'usage et une rentabilité à long terme des sols compactés, il est primordial de comprendre les signes annonciateurs de défaillance. Le projet Sladus («Small to large deformations of unsaturated soils: an application to earth structures») visait à étudier le comportement des sols compactés soumis à de faibles contraintes en vue d'une application en ingénierie dynamique. Les données dans ce domaine peuvent également servir à l'analyse de la structure interne de la terre soumise à des charges statiques telles qu'un revêtement de chaussée. Des essais sur le terrain ont été réalisés à Mantoue (Mandova), en Italie, où un remblai en boue argileuse a été construit à des fins de recherche à proximité du système de protection contre les inondations du Pô. Des fragments de terre détachés ont été recueillis en vue de déterminer les propriétés de base du sol ainsi que des échantillons de terre prélevés en profondeur par forage avec un échantillonneur Shelby. L'équipe du projet Sladus a procédé à quatre séries d'essais différents en laboratoire sur l'échantillon de terre prélevée, y compris deux séries d'essais à la colonne de résonance et de cisaillement en torsion, afin d'évaluer le module d'élasticité en cisaillement et les propriétés d'amortissement des sols. Les essais de cellules triaxiales ont renseigné sur la résistance dans différents degrés de compression isotrope et de cisaillement jusqu'au niveau critique. Les essais œdométriques ont mesuré les courbes de rétention d'eau à différents niveaux de contrainte. Le fragment de terre provenant du remblai a servi à déterminer d'autres propriétés telles que les limites d'Atterberg, la gravité spécifique et le contenu organique. En fonction de la teneur en eau, les limites d'Atterberg mesurent le comportement du sol finement granulé (dans ce cas, de la boue argileuse). En comparant les données à celles d'échantillonnages précédents au moyen d'une technique de modélisation constitutive de pointe a permis de constituer un répertoire des différences importantes dans la résistance critique et la solidité aux faibles contraintes de cisaillement. Grâce à la contribution de l'Université de Cassino, l'analyse de la microstructure de l'échantillon à l'aide d'un microscope électronique à balayage a facilité l'interprétation des résultats. Il est souvent possible de retrouver l'origine de la défaillance structurelle des routes et pistes d'atterrissage et des dégâts provoqués par le tassement des fondations pour obtenir un compactage correct du sol. Les travaux du projet Sladus contribueront à empêcher tout risque de déstabilisation et à prévoir le comportement des sols compactés en cas de glissement de terrain suite à un tremblement de terre ou à cause de voies ferrées à grande vitesse, par exemple.