Caractérisation des réactions d'induration des argiles molles par électro-silicatisation

Abstract

Une technique d'induration des sols par électro-silicatisation est actuellement à l'étude au laboratoire de mécanique des sols de l'Université de Sherbrooke. La compréhension des phénomènes responsables de l'induration doit permettre de mieux maîtriser cette technique. Parallèlement aux essais destinés à une observation macroscopique de l'influence de certains paramètres menés par un collègue au département de génie civil (suite des essais décrits par Dermoune (1992)), une étude de caractérisation de ces réactions d'induration a été menée. Cette étude s'est développée en trois volets. La première étape a consisté à identifier les outils de caractérisation susceptibles de fournir des informations pertinentes quant aux causes de l'induration des sols par électro-silicatisation. Cette étude a été menée sur des sols naturels traités par ce procédé. Elle a de plus permis de mettre en évidence certains facteurs susceptibles de rentrer en jeu dans l'augmentation de la cohésion de ces sols. On y voit notamment l'évolution des analyses thermiques en fonction de la zone de prélèvement de l'échantillon dans le sol traité, l'évolution de l'arrangement des particules, le tout comparé à un essai électrocinétique sans injection de silicate de sodium. La seconde étape a été d'identifier des matériaux susceptibles d'être traités par cette technique afin de faciliter la caractérisation des réactions d'induration, puis de les traiter et enfin d'analyser ces échantillons en différents points. Cette étape a permis entre autres de suivre l'évolution des concentrations de certains éléments comme le fer, le calcium et le chlore à travers l'échantillon. Elle fut également l'occasion de tracer un lien entre les observations des paramètres de suivi du traitement et le résultat de ce dernier. Enfin la dernière étape a consisté à mettre en évidence l'influence des produits injectés ainsi qu'à caractériser le gel formé par le mélange du silicate de sodium et du chlorure de calcium. L'effet défloculant du silicate de sodium, ainsi que ses conséquences sur la rhéologie de pâtes d'argile et l'influence du chlorure de calcium dans de telles pâtes ont été mis en évidence. Une caractérisation au microscope électronique a permis de faire le lien entre la microstructure finale du sol et son comportement macroscopique. Une discussion tente enfin d'interpréter l'ensemble de ces résultats en rappelant point par point l'influence de chacun des paramètres discutés.