Stage de Fin d'Études - Stabilité Statique et Sismique des Talus en Sols Fins Non Saturés H/F Ingérop

La pratique des terrassements en France se base sur des décennies de pratique et de retours d'expériences attestant du bon comportement des ouvrages et de leur durabilité, traduits à travers des guides méthodologiques et notamment le Guide Technique pour la Réalisation des remblais et des couches de forme (GTR) ou le Guide technique pour le traitement des sols à la chaux et/ou aux liants hydrauliques - Application à la réalisation des remblais et des couches de forme (GTS). Ces pratiques conduisent souvent à exclure le réemploi des sols fins argileux ou à les cantonner à des aménagements connexes ou a des ouvrages de faible hauteur.
Aujourd'hui, l'importance accordée à la réduction de l'empreinte carbone des grands projets d'infrastructures nécessite de pouvoir intégrer ces matériaux de manière plus systématique dans la conception des ouvrages en terre. Ce sujet a été l'objet du programme de recherche TerDOUEST soutenu par l'ANR et piloté par l'IFSTTAR qui s'est déroulé de 2008 à 2012.
Par ailleurs, avec l'accentuation des phénomènes climatiques extrêmes (intempéries, sécheresses), de nombreux désordres sont occasionnés par le comportement de ces sols fins argileux (glissement de terrains, retrait gonflement, ...), le domaine d'étude des sols fins non-saturés a été remis au centre d'attention.

L'évaluation des paramètres mécaniques et hydriques des sols fins non-saturés est particulièrement difficile due à l'interaction du sol avec non seulement l'eau mais également l'air constituant un système triphasique : un concept peu utilisé dans la pratique géotechnique. Par ailleurs, les essais d'identification des sols réalisés classiquement en laboratoire sont insuffisants pour apprécier ces paramètres et le comportement de ces sols notamment dans les phases de compactage et de sollicitation dynamique.
Ajoutant à cela le fait que les équations constitutive gouvernant le comportement des sols non-saturés sont non-linéaires (des courbes de rétention d'eau et leur hystérésis résolus par des équations différentiel partiels). Les essais géotechniques et leur interprétation sont faits sur mesure pour appliquer les principes du domaine de mécanique des sols classiques ou le comportement des sols fins sont assimilé aux deux conditions de bord : S0 ou S=1. Mais dans les derniers décennies plusieurs chercheurs ont mené des études afin d'établir des méthodes pratiques pour extrapoler les principes de mécanique des sols classiques au domaine des sols non-saturés.

La stabilité des pentes sous séisme a été étudiée par plusieurs auteurs principalement dans des sols saturés (exemple : barrages et digues) avec des méthodes pseudo-statiques ou équivalent. La surpression interstitielle provoquée dans le corps du talus en sols fins saturés est au détriment de sa stabilité, contrairement au cas des sols non-saturés où succion se développe. Le développement de la succion dans les sols non-saturés a une tendance à augmenter les modules de cisaillement des sols et diminuer l'amortissement en comparaison avec des sols saturés ou secs dans la gamme des petites déformations.

Geos, filiale géotechnique du groupe d'ingénierie Ingérop, souhaite interposer son savoir-faire de la mécanique des sols classique avec le domaine des sols fins non-saturés en mettant l'accent sur la prise en compte des phénomènes spécifiques à ces matériaux en termes de compactage et de stabilité des talus sous charges statiques et dynamiques. Il est également prévu de mener une réflexion sur l'aspect pratique notamment, dès l'interprétation des essais géotechniques jusqu'à la mise en place, compactage et suivi du comportement des sols fins en ouvrage en terre.

Dans ce cadre, le stage proposé se décompose en trois phases :

- Phase 1 : Etablissement de l'état de l'art des aspects spécifiques aux sols fins non-saturés notamment l'estimation des paramètres statique et dynamique, des essais spécifiques permettant de mieux appréhender les paramètres des sols non-saturés, les dispositions constructives de mise en oeuvre et de compactage et l'impact de l'historique de contrainte et succion sur le comportement dynamique etc.
- Phase 2 : Prise en compte de l'état de saturation et les autres paramètres défini ci-avant dans un modèle élément finis pour un projet du remblaiement jusqu'à 20m de hauteur sous chargement statique et dynamique.
- Phase 3 : Analyse paramétrique afin d'étudier la sensibilité des paramètres impactant la stabilité du talus.

Le stage te donnera l'occasion de mettre en oeuvre une approche de l'ingénierie rigoureuse principalement axée sur la compréhension des phénomènes complexes des sols fins non-saturés peu abordé dans la pratique des projets de terrassement et afin de trouver des solutions pour les problématiques géoenvironnementaux qui prenne plus en plus d'importance dans l'ingénierie des infrastructures.
Tu seras formé aux outils et aux connaissances nécessaires pour ton stage, et notamment à la modélisation en lois de comportement avancées des sols/ roches. Tu seras placé sous la responsabilité d'un géotechnicien expérimenté et d'un ingénieur spécialisé en simulation numérique.