Etude de l’injection de coulis cimentaire en vue du renforcement des fondations anciennes des piles de ponts en milieu aquatique

Description De nombreux ouvrages sont fondés sur des sols en milieux aquatiques comme les piles de ponts (notamment ferroviaires) construits au début du 20ème siècle. Le béton constitutif de ces fondations de piles de pont est le plus souvent le béton de chaux. Des prélèvements effectués sur ce matériau dans des études assez anciennes et peu nombreuses, montrent qu’il subit une dégradation au cours du temps. Des traitements par injection de coulis sont actuellement réalisés. Ces processus d'injection à base de ciment, gels ou de résines constituent une technique de renforcement/étanchement des sols en place de plus en plus utilisée dans le domaine du génie civil. Dans le cas du béton de chaux, des traitements par injection des coulis de ciment « classique » sont réalisés mais ces traitements restent relativement difficiles à contrôler et leur efficacité reste complexe à évaluer. Objectif L'objectif du stage est de contribuer à une meilleure compréhension des mécanismes d’injection de coulis dans les matériaux de type béton de chaux immergé en vue de mieux contrôler et d’optimiser le processus. Ce stage en laboratoire vise l’étude de l’injectabilité d’un matériau type béton de chaux mais aussi de caractériser l’interaction chaux – coulis d’injection qui se produit lors de la réparation (compatibilité) et du comportement mécanique du matériau injecté (élasticité et rupture en lien avec la prise effective du coulis dans un milieu granulaire susceptible de réagir). Les étapes Etat de l’art Le contexte de l’étude et de la manière dont les chantiers de confortement sont réalisés (injection de coulis dans les milieux aquatiques, étapes sur chantiers établies à partir des dossiers de cas réels, méthodes de suivi des différentes étapes d’un chantier de confortement par injection, caractéristiques des coulis de ciment…) sera appréhendé via des rapports de stage précédemment réalisés, la visite de chantiers (lorsqu’ils se présentent) et les échanges avec des professionnels. Le stagiaire devra également collecter dans la littérature des éléments sur le matériau béton de chaux, les méthodes d’injection, les pathologies pouvant être générées et les paramètres gouvernant le phénomène d’injection. Partie expérimentale en laboratoire Elle se concentre sur une étude de faisabilité de l’injection des matériaux de fondations des piles de pont (béton de chaux…). Ce travail doit compléter la mise à niveau/adaptation d’un système d’injection en place, pour tenir compte des conditions saturées (immergées) du milieu injecté (développement instrumental, formulation d’un coulis, préparation des cellules d’injection avec un matériau fissuré ou granulaire, essai d’injection avec ou sans effet de filtration en faisant varier les paramètres). Les tests effectués avec ce système doivent à terme reproduire les phénomènes in situ sur chantier. Notre référence sera le document AFTES de et la littérature scientifique. Selon l’opportunité pendant la période de stage de prélever du béton de chaux sur un site au niveau de fondations en cours de confortement (un chantier est prévu en mais sans date fixée), d’autres aspects pourront être traités en fonction du temps disponible : - Caractérisatio micro-macro des matériaux prélevés  le stagiaire participera aux essais de caractérisatio micro-macro des matériaux prélevés sur le nouveau chantier ou fabriqués pour les besoins de l’injection, avec des aalyses chimiques, minéralogiques et microstructurales ainsi que des essais hydrauliques pour évaluer le gradient hydraulique (mesure de perméabilité à la presse triaxiale) et des essais mécaniques. Ces matériaux serviront de matrice/granulat pour injection. - Des essais d’iterface&bsp;: il s’agit de poursuivre le développement d’un essai de cisaillement à la boite de Casagrande sur un matériau bicouche. Cet essai validé par les premières tentatives doit permettre de comparer des résistances au cisaillement de différentes interfaces pour évaluer l’interface chaux-ciment ou chaux-chaux (la chaux appartenant aux mortiers anciens de la fondation ou à un coulis d’injection de réparation tel qu’utilisé dans les réparations des bâtiments). Ce test nécessite la préparation d’échantillons composés de 2 couches de matériaux l’une sur l’autre (ou bi-couche) dont on souhaite tester l’adhérence. Il suppose la formulation de mortier de chaux récent comme support du coulis d’injection avant de tester des bicouches comportant un mortier ancien incluant des graviers (ce qui constitue un béton plus complexe à étudier) Un rapport de stage est attendu pour faire un bilan de l’étude (préparation/collecte de béton de chaux, caractéristiques des bétons de chaux anciens et/ou récents, développement instrumental pour tester l’injection en laboratoire). Un projet de thèse sur subvention de l’université Gustave Eiffel sur la thématique du béton de chaux, sa caractérisation et sa réparation avec le contrôle sur site via des méthodes non destructives est en cours (financement non acquis à l’heure actuelle). Sites d’accueil du stage Le stage se fera à l’université Gustave Eiffel, Laboratoire Sols Roches et Ouvrages Géotechniques (Marne-la-Vallée, 77 en Ile de France). Une collaboration avec SNCF RESEAU DTR OA SEP EMF pourrait entrainer des déplacements dans leurs locaux à Saint Denis. Profile Langue: Français pour la partie concernant les données de site mais l’anglais est accepté. Profil : Autonomie, sens de l’initiative, bon contact pour échanger entre plusieurs équipes, curiosité et ouverture à différents domaines d’expertise (interdisciplinarité), rigueur dans le travail expérimental, et gout pour l’ingénierie. Compétences : génie civil, avec forte appétence pour les sciences des matériaux (béton, géomatériaux, matériaux du patrimoine et monuments historiques). Starting date -03-03