Mécanismes de gonflement et d'altération des schistes carton

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Les schistes carton sont constitués par des marnes feuilletées d'apparence schisteuse et fortement surconsolidées. À l'état sain ils sont très compacts. À l'état altéré, ils deviennent très friables et se transforment en argile très plastique. Cette altération provoque deux types de problèmes en géotechnique: la stabilité des pentes et les désordres causés par le gonflement. L’altération et le gonflement des schistes carton s'effectuent en deux phases: la première phase d'altération par fissurations, provoque des gonflements indépendants de la présence des minéraux argileux et des déchargements. Les fissurations par rupture de liens interparticules sont dues aux pressions capillaires et se produisent lorsque la valeur de succion appliquée dépasse celle de la pression d'entrée d'air du matériau. Ce phénomène, mis en évidence lors de la dessiccation du matériau, prend toute son ampleur lors des restaurations ultérieures. Des essais cycliques d'humidification-dessiccation nous ont permis de reproduire les phénomènes observes in-situ. L’étude de gonflement aboutit à la proposition d'un modèle restreint pour le gonflement du matériau. Une caractérisation de ses propriétés hydrauliques lors du séchage a été également mise en œuvre dans le but de connaitre l'évolution d'un front de dessiccation lors de travaux de déblayage. La deuxième phase d'altération est due à des transformations minéralogiques. L’oxydation de la pyrite en est la principale ; elle peut s'effectuer chimiquement en présence d'oxygène. Cependant, la présence des bactéries Thiobacilles ferrooxydans augmente considérablement la vitesse d'oxydation. Cette oxydation produit de l'acide sulfurique et des sulfates de fer ferriques qui attaquent d'autres minéraux pour former du gypse, de la jarosite et de la goethite. Ceci provoque à nouveau un gonflement et une dégradation du matériau