LE TRAITEMENT DES SOLS À LA CHAUX : UNE TECHNIQUE INNOVANTE POUR LA CONSTRUCTION DES OUVRAGES HYDRAULIQUES EN TERRE

Vingt-cinquième congrès des Grands Barrages, Stavanger, NOR, 13-/06/2015 - 20/06/2015International audienceThe technique of soil treatment with lime for the construction of infrastructure has made considerable advances over the past fifty years, and has become widespread in many countries on all continents. This success is due to the many advantages it offers: materials valorisation (with all the attendant environmental benefits), time and cost of construction reduction, etc. However, the hydraulic works community was cautious regarding a technique early in its development. The rustic character of past treatment technologies, the approximate quality control, a ignorance for long-term performance does not meet the requirements that characterize this application field. Fifty years later, advances in terms of technology, methodology, implementation, knowledge of soil-lime interactions and long-term behaviour, justify the interest in in soil treatment with lime. In addition, recent studies in both laboratory and full-scale, showed properties quite interesting about the permeability, resistance to erosion and stability. There are also references to hydraulic structures service that demonstrate the reliability of the technique. Therefore it seems useful and advisable to develop positions on soil treatment with lime technique, applied to hydraulic structures, and inspired by the achievements in other application areas (roads, railways, airports, etc.), keeping in mind the specific requirements of earthen hydraulic structures. Prospects for applications are multiple, in the field of low to medium height structures, located in sites without availability of quality materials, and where the valorisation of local natural soils makes sense, both on technical and economic point of view. Economically, for information, the price of a m• of soil treated with 2% lime in the European context, including extraction, processing, transportation and implementation varies between 15 and 25 euros excluding tax based on volume concerned. This assessment does not include the savings from reduced operating times. In addition, lime, like cement, produced locally or imported, is present in almost all countries, because the product is essential to economic activity (construction, industry, environment, agriculture, etc.). Technically, the perspectives for use are the improvement of the behaviour of the structures versus stresses (mechanical stability, dispersivity, internal and external erosion, etc.). One can foresee: - reuse of heavy clays for levee or dam foundation, thanks to the absence of differential settlement, creep and the stability; - homogeneous embankments in lime-treated soils for warm and dry countries, thanks to the reduction of shrinkage cracks, the improved workability and control of materials preparation and placement ; - construction of future or current levees, in order to make them overflow-resistant.La technique du traitement des sols à la chaux pour la réalisation des infrastructures a fait des progrès considérables ces cinquante dernières années et s'est largement répandue dans de nombreux pays sur tous les continents. Ce succès s'explique par les nombreux avantages qu'elle présente : valorisation des matériaux (avec tous les avantages environnementaux qui en découlent), réduction des délais et des coûts de construction, etc. Toutefois, le milieu des ouvrages hydrauliques s'est montré prudent vis-à-vis de la technique au début de son développement. La rusticité de la technologie de mise en oeuvre de l'époque, la maîtrise approximative de la qualité, une certaine méconnaissance des performances à long terme ne répondaient pas aux exigences qui caractérisent ce domaine. Cinquante ans après, les progrès réalisés, sur le plan de la technologie, de la méthodologie de mise en oeuvre, de la connaissance des interactions sol-chaux et du comportement à long terme, justifient que l'on s'intéresse au traitement des sols à la chaux. En outre, des études récentes, aussi bien en laboratoire qu'en vraie grandeur, ont mis en évidence des propriétés tout à fait intéressantes concernant notamment la perméabilité, la résistance à l ‘érosion et la stabilité. Il existe aussi des références d'ouvrages hydrauliques en service qui témoignent de la fiabilité de la technique. C'est pourquoi il semble utile et opportun de faire évoluer les positions relatives à la technique du traitement des sols à la chaux appliquée aux ouvrages hydrauliques en s'inspirant des acquis dans les autres domaines d'application (routes, voies ferrées, aéroports, etc.), sans perdre de vue les exigences propres au domaine de l'hydraulique. Les perspectives d'application sont multiples dans le domaine des ouvrages de hauteur faible à moyenne situés dans des sites dépourvus de matériaux de bonne qualité où la valorisation de sols naturels locaux prend tout son sens, à la fois technique et économique. Sur le plan économique, à titre indicatif, le prix d'un m3 de sol traité à 2 % de chaux vive dans le contexte européen comprenant extraction, traitement, transport et mise en oeuvre varie entre 15 et 25 euros hors taxe selon le volume concerné. Cette évaluation n'intègre pas l'économie réalisée grâce à la réduction des délais d'exécution. En outre, la chaux, comme le ciment, produite sur place ou importée, est présente dans la quasi-totalité des pays, car le produit est indispensable à l'activité économique (construction, industrie, environnement, agriculture, etc.). Sur le plan technique, il y aura lieu d'évoquer l'amélioration de la tenue des ouvrages aux sollicitations diverses (stabilité mécanique, dispersion, érosion interne et externe, etc.). On peut citer pêle-mêle : - le réutilisation des argiles très plastiques en fondation de digue ou de barrage, grâce à l'absence de tassements différentiels, de fluage et à l'amélioration de leur stabilité ; - les remblais homogènes en zones arides, grâce à la réduction du retrait-gonflement, l'amélioration de la maniabilité et le contrôle de la mise en oeuvre ; - la construction de digues futures ou le renforcement de digues existantes, de façon à les rendre résistantes au déversement