Presses universitaires de Louvain
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Presses universitaires de Louvain
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Thèses de l'Université catholique de Louvain (UCL)
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Thèses de l'École polytechnique de Louvain
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Volume 497
Comportement des sols latéritiques compactés dans les remblais et digues de retenue des rejets miniers du Katanga (RDC)
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Onixsuite Contributor ID
6069
Gustave Mukoko Kalenda
Mukoko Kalenda, Gustave
Gustave
Mukoko Kalenda
<p> Né à Kolwezi (RDC), Gustave Mukoko Kalenda a suivi son parcours en sciences de l'ingénieur, du diplôme d’ingénieur civil des mines (1999 UNILU RDC) aux recherches et formation doctorales en passant par la formation complémentaire à l’UCL. Il est actuellement enseignant à l’UNILU.</p>
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Architecture et génie civil
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Sciences appliquées
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TECHNIQUES ET SCIENCES APPLIQUEES
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Ingénieurs
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<p>
Dans la plupart des cas de ruptures des digues, le claquage hydraulique est la cause principale évoquée. Plusieurs auteurs ont analysé les propriétés des sols sous sollicitations mécanique et hydrique. Toutefois, ces études ne tiennent pas compte de l'influence chimique du liquide percolant la matrice de sol chimisorbé. L'objectif de cette thèse est d’analyser l’impact des effluents liquides émanant des concentrateurs sur le comportement des sols latéritiques compactés dans les digues à rejets miniers. Ce travail met l’accent sur les propriétés hydromécaniques des latérites compactées et percolées par des effluents liquides de nature chimique différente. L'eau déminéralisée a été prise comme prototype. Les tests ont inclus les mesures de la compressibilité, du cisaillement et de la conductivité hydraulique quand les éprouvettes ont été saturées avec les différents liquides. Les résultats montrent que les effluents liquides acide et basique affectent la consistance, les paramètres de compressibilité et de cisaillement. La perméabilité et le module de déformation sont sensiblement modifiés. L'effet des succion et densité initiales avant l'imbibition a été aussi examiné, ce qui révèle que les latérites sont susceptibles à l’effondrement lors du passage de l’état partiellement saturé à l’état saturé. Cependant, des changements structurels causés par la saturation et la densité initiales des éprouvettes semblent être plus importants pour expliquer le comportement volumétrique et déviatorique que l'interaction chimique. Le travail présente enfin une modélisation qui débouche sur des modèles mathématiques de prédiction de la compressibilité, et de la perméabilité des sols latéritiques compactés.</p>
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Dans la plupart des cas de ruptures des digues, le claquage hydraulique est la cause principale évoquée. Ce travail met l'accent sur les propriétés hydromécaniques des latérites compactées et percolées par des effluents liquides de nature chimique...
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<p>
DEDICACE I<br />
REMERCIEMENTS . III<br />
RESUME V<br />
ABSTRACT . VII<br />
TABLE DES MATIERES IX<br />
LISTE DES FIGURES XIII<br />
LISTE DES ANNEXES . XVIII<br />
LISTE DES TABLEAUX . XIX<br />
NOMENCLATURE XXI<br />
INTRODUCTION GENERALE XXV<br />
A. ENJEU ET PROBLEMATIQUE (Le cadre de l'étude) .XXV<br />
B. OBJECTIFS XXVI<br />
C. METHODOLOGIE .XXVII<br />
PREMIERE PARTIE: SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE 1<br />
Chapitre I LES SOLS LATERITIQUES ET LES SITES DE KAKANDA ET<br />
DE KIPUSHI 3<br />
I.1. LES LATERITES ET LES SOLS LATERITIQUES . 3<br />
I.1.1. Les latérites 3<br />
I.1.2. Les sols latéritiques et ferralitiques 9<br />
I.1.3. Les constituants minéraux des latérites . 11<br />
I.1.4. Caractéristiques physico-mécaniques des latérites de la RDC . 15<br />
I.1.5. Conclusion sur les latérites 16<br />
I.2. LES SITES DE KAKANDA ET DE KIPUSHI 16<br />
I.2.1. Introduction 16<br />
I.2.2. Aperçu sur le katanga 17<br />
X CONTENUS<br />
I.2.3. Localisation des sites d'investigation . 18<br />
I.2.4. Aperçu sur les digues de kakanda . 20<br />
I.2.5. Aperçu sur les digues de kipushi . 24<br />
I.2.6. Méthodes de rehaussement des digues de retenue . 27<br />
Chapitre II THEORIE DE CONSOLIDATION ET COMPORTEMENT DES<br />
SOLS SATURES ET NON SATURES COMPACTES . 29<br />
II.1. INTRODUCTION . 29<br />
II.2. RAPPEL SUR LA THEORIE DE LA CONSOLIDATION . 29<br />
II.2.1. Principales causes des variations de volume du sol 30<br />
II.2.2. Conclusion sur les variations de volume du sol 33<br />
II. 3. DIFFERENTS ETATS DE SATURATION D’UN SOL. 33<br />
II.3.1. Définition . 34<br />
II.3.2. L'eau et le gaz dans le sol 35<br />
II. 4. COMPORTEMENT HYDRIQUE ET COURBE DE RETENTION . 40<br />
II.4.1. Mesure de la succion 40<br />
II.4.2. Courbe de rétention 43<br />
II.4.3. Perméabilité à l’eau 46<br />
II.4.4. Caractéristiques de perméabilité 48<br />
II. 5. COMPORTEMENT MECANIQUE 50<br />
II.5.1. Compressibilité - tassement 50<br />
II.5.2. Paramètres de compressibilité et de consolidation 50<br />
II.5.3. Compactage 53<br />
II.6. EVOLUTION DE LA STRUCTURE EN FONCTION DE<br />
DIFFERENTES SOLLICITATIONS 56<br />
II.6.1. Structure des sols. 56<br />
II.6.2. Influence des sollicitations. . 60<br />
II.7. VARIABLES ETUDIEES 61<br />
II.8. CONCLUSION . 62<br />
Chapitre III APERCU SUR LES LOIS DE COMPORTEMENT ET LA<br />
POLLUTION DES SOLS 63<br />
III.1. LOIS DE COMPORTEMENT 63<br />
III.1.1. Méthodes expérimentales et modèles de base . 63<br />
III.1.2. Elaboration d’une loi de comportement . 64<br />
III.2. LOIS DE COMPORTEMENT DES SOLS . 64<br />
III.2.1. Introduction 64<br />
III.2.2. Lois de comportement élastique 65<br />
III.2.3. Lois de comportement élastoplastique 71<br />
III.2.4. Modèle de sol avec écrouissage (hardening soil model). 78<br />
III.2.5. Résumé des lois de comportement . 83<br />
III.2.6. Conclusions sur les lois de comportement 84<br />
III.3. APERCU SUR LA POLLUTION DES SOLS. . 84<br />
III.3.1. Nature de la pollution des sols . 85<br />
III.3.2. Concept de pollution et polluants . 85<br />
TABLE DES MATIERES XI<br />
III.3.3. Sites de decharge de residus miniers dans le copperbelt<br />
Congolais 87<br />
DEUXIEME PARTIE: APPROCHE EXPERIMENTALE. 89<br />
Chapitre IV CARACTERISATION DE LA LATERITE DES DIGUES DE<br />
KAKANDA ET DE KIPUSHI . 91<br />
IV.1. INTRODUCTION 91<br />
IV.2. ECHANTILLONNAGE 92<br />
IV.3. ESSAIS EN LABORATOIRE 96<br />
IV.3.1. Caractérisation physique . 97<br />
IV.3.2. Caractérisation minéralogique . 109<br />
IV.3.3. Caractérisation chimique . 120<br />
IV.3.4. Caractérisation mécanique 133<br />
IV.3.5. Conclusions sur la caractérisation mécanique 167<br />
Chapitre V APPROCHE COMPORTEMENTALE EN COMPRESSIBILITE<br />
ET EN CISAILLEMENT DES LATERITES COMPACTEES 169<br />
V.1. INTRODUCTION . 169<br />
V.2. COMPORTEMENT HYDROMECANIQUE 170<br />
V.2.1. Introduction . 170<br />
V.2.2. Comportement hydrique et courbe de rétention . 171<br />
V.2.3. Comportement mécanique . 182<br />
Chapitre VI IMPACTS DES EFFLUENTS LIQUIDES DES<br />
CONCENTRATEURS SUR LE COMPORTEMENT DES LATERITES<br />
COMPACTEES . 201<br />
VI.1. COMPOSITION CHIMIQUE DES EFFLUENTS LIQUIDES 201<br />
VI.2. INFLUENCE DE LA POLLUTION SUR LES PARAMETRES<br />
GEOTECHNIQUES 204<br />
VI.2.1. Paramètres de consistance: limites et indices d’état 204<br />
VI.2.2. Paramètres de consistance: argilosité 208<br />
VI.3. EFFETS DE LA POLLUTION SUR LES PARAMETRES<br />
CHIMIQUES . 209<br />
VI.3.1. Influence des effluents liquides sur le pH de sol . 209<br />
VI.3.2. Influence des effluents liquides sur la CEC de sol 210<br />
VI.4. IMPACT DE LA POLLUTION SUR LES PARAMETRES<br />
HYDRIQUES 213<br />
VI.4.1. Influence des effluents liquides sur la courbe de retention . 213<br />
VI.4.2. Influence des effluents liquides sur la perméabilité . 214<br />
VI.5. IMPACT DE LA POLLUTION SUR LES PARAMETRES<br />
MECANIQUES . 217<br />
VI.5.1. Effet des effluents liquides sur la compressibilité 217<br />
VI.5.2. Effet des effluents liquides sur les paramètres de cisaillement<br />
228<br />
XII CONTENUS<br />
TROISIEME PARTIE: MODELISATION 237<br />
Chapitre VII MODELES DE PREDICTION DU COMPORTEMENT<br />
MECANIQUE DES SOLS LATERITIQUES COMPACTES . 239<br />
VII.1. MODELE DE MOHR-COULOMB 239<br />
VII.2. APPROXIMATION HYPERBOLIQUE DE KONDNER 241<br />
VII.3. MODELE DE SOL AVEC ECROUISSAGE (HSM) . 244<br />
Chapitre VIII PREDICTION DE LA CONDUCTIVITE HYDRAULIQUE<br />
SATUREE DES SOLS LATERITIQUES COMPACTES 247<br />
VIII.1. EVALUATION DE LA CONDUCTIVITE HYDRAULIQUE 247<br />
VIII.1.1. Modèle de Kozeny-Carman modifié 250<br />
VIII.1.2. Modèle de Carrier et Beckman (1984) 251<br />
VIII.1.3. Modèle de Morris (2003) . 252<br />
VIII.1.4. Modèles proposés par Sivappulaiah et al. (2000) . 253<br />
VIII.2. CONFRONTATION DES CONDUCTIVITES HYDRAULIQUES<br />
PREDITES ET MESUREES 254<br />
VIII.3. INTERPRETATION ET DISCUSSION . 255<br />
VIII.3.1. Comparaison de conductivités hydrauliques . 255<br />
VIII.3.2. Calibrage du coefficient Cg du modèle KCM 256<br />
CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVE . 259<br />
A. SYNTHESE 259<br />
B. CONTRIBUTION 261<br />
C. PERSPECTIVES 263<br />
BIBLIOGRAPHIE 265<br />
ANNEXES . 275</p>
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