Etude du transfert de charge dans les plateformes renforcées par géosynthétiques sur sol peu porteur

L’expansion urbaine et l’augmentation du trafic de marchandises qui en résulte ont fait que l’homme a construit sur des sols à faible portance. Au fil des années, différentes solutions ont été développées pour améliorer les caractéristiques du sol en place ou renforcer la plateforme construite. L’utilisation de géosynthétiques est considérée comme l’une des plus innovantes de ces dernières décennies tant d’un point de vue technique qu’économique. Le géosynthétique peut avoir une ou plusieurs fonction(s) selon les applications : le renforcement, la séparation, le drainage, la filtration… Dans les applications des routes non revêtues, le géosynthétique est recommandé dans le cas où le sol support a un CBR inférieur à 3% FHWA (2008).

Deux thèses ont été menées sur ce sujet au laboratoire GEOMAS (Khouiery, 2019 et Abou Chaz, 2024). Ces thèses ont permis de développer une expérimentation en laboratoire à échelle 1 pour évaluer l’efficacité des plateformes granulaires renforcées par géosynthétiques sur sol peu porteur soumises à des sollicitations de circulation. Une modélisation par éléments discrets en partenariat avec le laboratoire 3SR de l’UGA a aussi été développée pour analyser finement les mécanismes. L’efficacité d’un géosynthétique pour le renforcement d’une chaussée sur sol peu porteur est une combinaison de nombreux mécanismes d’interaction entre la nappe, le sol en place et la couche d’apport. Les résultats de ces deux thèses et d’autres travaux n’ont pas permis de dégager une méthode de dimensionnement applicable à tous les types de renforcement géosynthétiques. La suite de ces travaux consiste donc à développer un essai de laboratoire courant permettant de caractériser l’efficacité du renforcement géosynthétique sans devoir passer par une planche d’essais in situ.

Une des pistes envisagées est d’utiliser un triaxial de diamètre 300 mm pour évaluer cette efficacité et de modéliser cet essai triaxial par éléments discrets pour proposer à terme un paramètre d’efficacité. A partir de ces résultats, une méthode de dimensionnement s’appliquant à tous les cas de renforcement sera recherchée. Des règles de mise en œuvre précisant la position optimale des géosynthétiques, leur type, leur nombre seront proposées.

Le laboratoire GEOMAS (Géomécanique, Matériaux, Structures) est une équipe d'accueil (EA 7495) de recherche sous la tutelle de l’INSA Lyon.

Le laboratoire est situé sur le campus de Lyon-tech la Doua à Villeurbanne et regroupe des enseignants-chercheurs du Génie Civil et plus particulièrement de la mécanique des structures, des matériaux et de la géomécanique.

L’objectif du laboratoire est de mener une recherche académique d’excellence, adossée à une recherche partenariale, qui vise à répondre aux besoins industriels et sociétaux dans les domaines de la construction au sens large (géomécanique, matériaux et structures) et de l’environnement.

C’est donc une approche expérimentale et numérique du problème qui sera abordée par le doctorant avec un transfert vers l’ingénierie, nécessitant un fort investissement pour être capable d’utiliser des outils de modélisation très différents, de travailler avec des équipes de recherche et des ingénieurs de bureau d’études. Le candidat devra justifier d’une formation en Géotechnique ou Génie Civil, une première expérience en modélisation numérique ou en modélisation physique de problèmes géotechniques serait un plus.