Thèse : L’impact des événements climatiques et de la sécheresse sur le phénomène du retrait gonflement des argiles en interaction avec les constructions

Soutenance de thèse : Hossein ASSADOLLAHI

Titre : L’impact des événements climatiques et de la sécheresse sur le phénomène du retrait gonflement des argiles en interaction avec les constructions

Équipe : GC-E

Résumé : Le changement climatique et les événements climatiques sévères tels que les périodes de sécheresse/humidification prolongées sont à l’origine du phénomène de retrait-gonflement dans les sols argileux. Ce phénomène est affecté par les interactions sol-végétation-atmosphère (SVA) et peut causer d’importants dommages structurels aux constructions légères telles que les bâtiments résidentiels. L’objectif de ce travail de recherche est de modéliser le comportement in situ du retrait-gonflement des sols gonflants dans un contexte SVA en se basent sur des outils numériques. Une méthode d’interaction sol-atmosphère est initialement présentée accompagnée d’un modèle couplé hydro-thermique du sol. Cette approche a été principalement mise en place afin de déterminer les conditions aux limites temporelles à la surface du sol en se basent sur la notion du bilan de masse et d’énergie pour déterminer a posteriori, les modifications spatio-temporelles de la succion du sol, de la teneur en eau et de la température. Cette approche a été validée à l’aide des observations in situ des sites instrumentés. Par la suite, l’influence de l’absorption d’eau par les végétations a été intégrée dans le terme source de l’écoulement de l’eau dans un milieu non saturé, à l’aide d’un modèle d’absorption d’eau de racine existant. Les variations temporelles de succion ont été postérieurement reliées au comportement volumique du sol en appliquant une approche simple développée à partir des résultats expérimentaux des essais de séchage/humidification réalisés dans la littérature. Les indices volumétriques associés dans le plan indice des vides-log succion, ainsi que les paramètres complémentaires du modèle linéaire ont été corrélés aux paramètres géotechniques de base. L’approche proposée a été ultérieurement validée avec des données in situ fournies par la surveillance d’un site expérimental. Le site expérimental de Roaillan a été instrumenté afin de surveiller les modifications physiques du sol ainsi que le comportement structurel du bâtiment. Les comparaisons entre les résultats de la modélisation et les observations in situ de la succion du sol, la teneur en eau, la température et les mouvements du sol dans le temps ont montré une performance acceptable du modèle. L’approche a ensuite été appliquée pour étudier l’influence des projections climatiques futures (2050) sur les variables physiques et les mouvements du sol sur ce site. Trois scénarios RCP relatifs aux changements climatiques ont été examinés dans cette étude, qui ont révélé des différents comportements possibles à court terme et à long terme. Finalement, l’approche développée a été appliquée au territoire français en le divisant en six régions climatiques. Différents paramètres de sol ont été attribués à chacune de ces régions climatiques afin de définir les conditions de référence. Par conséquence, l’influence de différents facteurs externes sur les mouvements du sol a été analysée sur une période don-née. Enfin, l’étude suggère les mesures adéquates à prendre pour minimiser l’amplitude du phénomène de retrait et de gonflement dans un contexte SVA.

Le jury est composé de :

• Mme. Farimah MASROURI, Professeur des Universités, Université de Lorraine (ENSG) – Rapporteur
• Mme. Mahida HATTAB, Professeur des Universités, Université de Lorraine – Examinateur
• M. Yu-Jun CUI, Professeur des Universités, Ecole des Ponts ParisTech – Rapporteur
• M. Jean-Marie FLEUREAU, Professeur des Universités, Centrale Supélec (ECP) – Président de Jury
• M. Hossein NOWAMOOZ, Maître de conférences, INSA Strasbourg – Directeur de thèse

La soutenance se tiendra le lundi 17 juin 2019 à 15h00 à l'amphithéâtre Arts et Industries de l'INSA Strasbourg.

Mots clés : Sécheresse, retrait-gonflement des sols argileux, interactions sol-végétation-atmosphère, changement climatique, succion, sols gonflants non saturés, modélisation géotechnique, instrumentation géotechnique.