Contribution à l'étude des effets de l'électro-osmose sur les propriétés physico-chimiques et mécaniques de l'argile de Saint-Hilaire

Abstract

L'Électro-osmose est une technique de consolidation connue depuis plusieurs décennies. Cependant, si les changements qu'elle provoque dans les argiles ont été répertoriés du point de vue macroscopique, il reste encore beaucoup à faire du point de vue de la physico-chimie. Suite à des essais en laboratoire sur l'argile de Saint-Hilaire, une caractérisation de ces phénomènes microscopiques a été entreprise. Les résultats présentés dans la littérature ont été reproduits grâce aux essais classiques de la Mécanique des Sols (essais à l'oedomètre, mesures de résistance au cisaillement, des limites de liquidité et de plasticité, évaluation de la perméabilité, granulométrie). Le plan d'essais et les procédures concernant les essais physico-chimiques ont été définis à partir des recherches sur les colloïdes, et sur les minéraux argileux. La démarche se veut aussi complète que possible. Non seulement l'eau extraite du système a été analysée (pH, conductivité, matières solides, ions), mais aussi le sol lui-même (pH, double couche diffuse, capacité d'échange cationique, surface spécifique). L'utilisation des rayons X et de la microscopie électronique ont permis de compléter ces données. Un soin tout particulier a été apporté à l'étude de l'induration autour des électrodes. L'ensemble de ces données a permis d'établir un schéma de comportement pour l'argile de Saint-Hilaire suite au traitement électrocinétique. Ainsi, si la consolidation du sol semble reliée presque uniquement au mouvement d'eau électro-osmotique, l'augmentation de résistance dépend des phénomènes physico-chimiques: les indurations près des électrodes sont dues au dépôt des espèces en solution (rouille aux anodes, sels, chlorure, et/ou silice aux cathodes), tandis que les changements de la résistance au cisaillement remaniée et de la plasticité sont dus aux variations observées dans la double couche.