Comportement des sols latéritiques compactés dans les remblais et digues de retenue des rejets miniers du Katanga (RDC)

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.


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Spécifications


Éditeur
Presses universitaires de Louvain
Partie du titre
Volume 497
Auteur
Gustave Mukoko Kalenda,
Collection
Thèses de l'École polytechnique de Louvain
Langue
français
Catégorie (éditeur)
Sciences appliquées > Architecture et génie civil
Catégorie (éditeur)
Sciences appliquées
BISAC Subject Heading
TEC000000 TECHNOLOGY & ENGINEERING
Code publique Onix
06 Professional and scholarly
CLIL (Version 2013 )
3069 TECHNIQUES ET SCIENCES APPLIQUEES
Description public visé
Ingénieurs
Date de première publication du titre
14 octobre 2014
Subject Scheme Identifier Code
Thema subject category: T
Type d'ouvrage
Thèse
Avec
Bibliographie

Livre broché


Details de produit
1 A4
Date de publication
14 octobre 2014
ISBN-13
978-2-87558-314-7
Ampleur
Nombre de pages de contenu principal : 320
Dépôt Légal
D/2014/9964/30 Louvain-la-Neuve, Belgique
Code interne
90323
Format
16 x 24 x 1,8 cm
Poids
516 grammes
Type de packaging
Aucun emballage extérieur
Prix
47,54 €
ONIX XML
Version 2.1, Version 3

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Sommaire


DEDICACE  I
REMERCIEMENTS . III
RESUME  V
ABSTRACT . VII
TABLE DES MATIERES  IX
LISTE DES FIGURES  XIII
LISTE DES ANNEXES . XVIII
LISTE DES TABLEAUX . XIX
NOMENCLATURE XXI
INTRODUCTION GENERALE XXV
A. ENJEU ET PROBLEMATIQUE (Le cadre de l'étude) .XXV
B. OBJECTIFS XXVI
C. METHODOLOGIE .XXVII
PREMIERE PARTIE: SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE  1
Chapitre I LES SOLS LATERITIQUES ET LES SITES DE KAKANDA ET
DE KIPUSHI  3
I.1. LES LATERITES ET LES SOLS LATERITIQUES . 3
I.1.1. Les latérites  3
I.1.2. Les sols latéritiques et ferralitiques  9
I.1.3. Les constituants minéraux des latérites . 11
I.1.4. Caractéristiques physico-mécaniques des latérites de la RDC . 15
I.1.5. Conclusion sur les latérites  16
I.2. LES SITES DE KAKANDA ET DE KIPUSHI  16
I.2.1. Introduction  16
I.2.2. Aperçu sur le katanga  17
X CONTENUS
I.2.3. Localisation des sites d'investigation . 18
I.2.4. Aperçu sur les digues de kakanda . 20
I.2.5. Aperçu sur les digues de kipushi . 24
I.2.6. Méthodes de rehaussement des digues de retenue . 27
Chapitre II THEORIE DE CONSOLIDATION ET COMPORTEMENT DES
SOLS SATURES ET NON SATURES COMPACTES . 29
II.1. INTRODUCTION . 29
II.2. RAPPEL SUR LA THEORIE DE LA CONSOLIDATION . 29
II.2.1. Principales causes des variations de volume du sol  30
II.2.2. Conclusion sur les variations de volume du sol  33
II. 3. DIFFERENTS ETATS DE SATURATION D’UN SOL. 33
II.3.1. Définition . 34
II.3.2. L'eau et le gaz dans le sol  35
II. 4. COMPORTEMENT HYDRIQUE ET COURBE DE RETENTION . 40
II.4.1. Mesure de la succion  40
II.4.2. Courbe de rétention  43
II.4.3. Perméabilité à l’eau  46
II.4.4. Caractéristiques de perméabilité  48
II. 5. COMPORTEMENT MECANIQUE  50
II.5.1. Compressibilité - tassement  50
II.5.2. Paramètres de compressibilité et de consolidation  50
II.5.3. Compactage  53
II.6. EVOLUTION DE LA STRUCTURE EN FONCTION DE
DIFFERENTES SOLLICITATIONS  56
II.6.1. Structure des sols.  56
II.6.2. Influence des sollicitations. . 60
II.7. VARIABLES ETUDIEES  61
II.8. CONCLUSION . 62
Chapitre III APERCU SUR LES LOIS DE COMPORTEMENT ET LA
POLLUTION DES SOLS  63
III.1. LOIS DE COMPORTEMENT  63
III.1.1. Méthodes expérimentales et modèles de base . 63
III.1.2. Elaboration d’une loi de comportement . 64
III.2. LOIS DE COMPORTEMENT DES SOLS . 64
III.2.1. Introduction  64
III.2.2. Lois de comportement élastique  65
III.2.3. Lois de comportement élastoplastique  71
III.2.4. Modèle de sol avec écrouissage (hardening soil model).  78
III.2.5. Résumé des lois de comportement . 83
III.2.6. Conclusions sur les lois de comportement  84
III.3. APERCU SUR LA POLLUTION DES SOLS. . 84
III.3.1. Nature de la pollution des sols . 85
III.3.2. Concept de pollution et polluants . 85
TABLE DES MATIERES XI
III.3.3. Sites de decharge de residus miniers dans le copperbelt
Congolais  87
DEUXIEME PARTIE: APPROCHE EXPERIMENTALE. 89
Chapitre IV CARACTERISATION DE LA LATERITE DES DIGUES DE
KAKANDA ET DE KIPUSHI . 91
IV.1. INTRODUCTION  91
IV.2. ECHANTILLONNAGE  92
IV.3. ESSAIS EN LABORATOIRE  96
IV.3.1. Caractérisation physique . 97
IV.3.2. Caractérisation minéralogique . 109
IV.3.3. Caractérisation chimique . 120
IV.3.4. Caractérisation mécanique  133
IV.3.5. Conclusions sur la caractérisation mécanique  167
Chapitre V APPROCHE COMPORTEMENTALE EN COMPRESSIBILITE
ET EN CISAILLEMENT DES LATERITES COMPACTEES  169
V.1. INTRODUCTION . 169
V.2. COMPORTEMENT HYDROMECANIQUE  170
V.2.1. Introduction . 170
V.2.2. Comportement hydrique et courbe de rétention . 171
V.2.3. Comportement mécanique . 182
Chapitre VI IMPACTS DES EFFLUENTS LIQUIDES DES
CONCENTRATEURS SUR LE COMPORTEMENT DES LATERITES
COMPACTEES . 201
VI.1. COMPOSITION CHIMIQUE DES EFFLUENTS LIQUIDES  201
VI.2. INFLUENCE DE LA POLLUTION SUR LES PARAMETRES
GEOTECHNIQUES  204
VI.2.1. Paramètres de consistance: limites et indices d’état  204
VI.2.2. Paramètres de consistance: argilosité  208
VI.3. EFFETS DE LA POLLUTION SUR LES PARAMETRES
CHIMIQUES . 209
VI.3.1. Influence des effluents liquides sur le pH de sol . 209
VI.3.2. Influence des effluents liquides sur la CEC de sol  210
VI.4. IMPACT DE LA POLLUTION SUR LES PARAMETRES
HYDRIQUES  213
VI.4.1. Influence des effluents liquides sur la courbe de retention . 213
VI.4.2. Influence des effluents liquides sur la perméabilité . 214
VI.5. IMPACT DE LA POLLUTION SUR LES PARAMETRES
MECANIQUES . 217
VI.5.1. Effet des effluents liquides sur la compressibilité  217
VI.5.2. Effet des effluents liquides sur les paramètres de cisaillement
228
XII CONTENUS
TROISIEME PARTIE: MODELISATION  237
Chapitre VII MODELES DE PREDICTION DU COMPORTEMENT
MECANIQUE DES SOLS LATERITIQUES COMPACTES . 239
VII.1. MODELE DE MOHR-COULOMB  239
VII.2. APPROXIMATION HYPERBOLIQUE DE KONDNER  241
VII.3. MODELE DE SOL AVEC ECROUISSAGE (HSM) . 244
Chapitre VIII PREDICTION DE LA CONDUCTIVITE HYDRAULIQUE
SATUREE DES SOLS LATERITIQUES COMPACTES  247
VIII.1. EVALUATION DE LA CONDUCTIVITE HYDRAULIQUE  247
VIII.1.1. Modèle de Kozeny-Carman modifié  250
VIII.1.2. Modèle de Carrier et Beckman (1984)  251
VIII.1.3. Modèle de Morris (2003) . 252
VIII.1.4. Modèles proposés par Sivappulaiah et al. (2000) . 253
VIII.2. CONFRONTATION DES CONDUCTIVITES HYDRAULIQUES
PREDITES ET MESUREES  254
VIII.3. INTERPRETATION ET DISCUSSION . 255
VIII.3.1. Comparaison de conductivités hydrauliques . 255
VIII.3.2. Calibrage du coefficient Cg du modèle KCM  256
CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVE . 259
A. SYNTHESE  259
B. CONTRIBUTION  261
C. PERSPECTIVES  263
BIBLIOGRAPHIE 265
ANNEXES . 275


Extrait