Guillaume Flood-Page, doctorant du groupe Géotechnique du laboratoire Navier, soutient sa thèse intitulée « Évaluation du potentiel de liquéfaction dans les sols quasi-saturés » le mardi 16 janvier à 14h00 dans la Ruche du bâtiment Carnot.

Résumé

Il est clairement établi dans la littérature que la présence d’une petite quantité de gaz dans les sols presque saturés peut significativement améliorer leur résistance à la liquéfaction. En parallèle, la présence d’une telle phase gazeuse est régulièrement attestée à proximité de la nappe et dans les sols contenant de la matière organique. Par conséquent, la prise en compte de l’existence potentielle de ce gaz pourrait permettre d’optimiser le dimensionnement des ouvrages au séisme. Toutefois, il reste deux obstacles significatifs du point de vue de l’ingénierie. Le premier est l’absence régulière de données in-situ fiables concernant le degré de saturation des sols. En ce sens, une première partie de la thèse étudie la possibilité d’estimer ce paramètre à partir de données géophysiques obtenus lors d’essais cross-hole. A travers une étude expérimentale, nous montrons que ce type d’approche serait peu fiable à cause de la faible précision des mesures et de phénomènes de dispersion des ondes P dans les milieux poreux quasi-saturés. Toutefois, il est intéressant de remarquer que ce même phénomène de dispersion pourrait aussi devenir un moyen de caractériser la distribution du fluide interstitiel. Le second obstacle à la prise en compte de l’état de saturation dans le dimensionnement des ouvrages au séisme concerne l’absence d’outil numérique adapté à l’ingénierie capable de modéliser le comportement cyclique de ce type de sol. Pour cela, une première approche a été d’implémenter une loi de compressibilité du fluide dans FLAC3D pour la combiner avec des lois de comportement de la famille Sanisand (Dafalias et Manzari, 2004; Cheng et Detournay, 2021). Des réflexions théoriques ont d’abord montré qu’il est impossible de modéliser les sols saturés et quasi-saturés avec un unique jeu de paramètres sans une prise en compte très fine du couplage hydromécanique. Ainsi, un premier travail concerne le choix de paramètres permettant une représentation correcte de ce couplage. Ensuite, la simulation d’essais triaxiaux cycliques sur le sable d’Hostun avec cette méthode permet d’illustrer la difficulté du travail de calage de ces lois de comportement, même lorsque des données de qualité sont disponibles. Au final, les résultats de cette étude montrent que cette approche serait probablement peu fiable pour des applications d’ingénierie. Par conséquent, une deuxième option, plus empirique, est explorée. Basée sur les travaux de Martin et al. (1975) et Byrne (1991), elle permet d’estimer cycle par cycle la montées de pression interstitielle causées par des sollicitations cycliques. Associée à une loi de compressibilité du fluide, le potentiel de cette méthode est démontré sur la base d’essais cycliques réalisés sur des sables quasi-saturés.