Le traitement à la chaux et/ou au ciment est une solution courante pour améliorer les performances mécaniques des sols fins. Le traitement permet notamment de réduire fortement la susceptibilité des sols argileux au phénomène de retrait et de gonflement. Toutefois, si de nombreuses études en laboratoire ont été réalisées concernant les sols traités, la question de leur évolution in situ n'a été que très peu considérée. En particulier, la question du rôle des cycles de séchage et d'humidification dans l'altération des performances des sols traités, ainsi que de l'effet de leur amplitude, reste en suspens. L'objectif de cette étude est d'analyser l'impact des cycles d'humidification et de séchage sur les performances mécaniques d'un sol argileux traité à la chaux.

Cette étude a été conduite à partir d'échantillons sélectionnés prélevés dans le cœur d'un remblai expérimental construit en 2010. Le sol argileux utilisé (wL = 71 %, Ip = 42 %) avait été traité avec 4 % de chaux vive. Les échantillons prélevés ont été exposés expérimentalement à des cycles hydriques de différentes amplitudes de succion, puis soumis à un chargement mécanique pour évaluer l'impact des sollicitations hydriques sur les performances mécaniques. L'évolution de la microstructure des éprouvettes et de leurs caractéristiques physico-chimiques ont été déterminées afin de mieux comprendre l'impact des cycles hydriques sur le comportement hydromécanique des sols traités.

Les résultats ont montré une dégradation de la limite élastique des éprouvettes soumises aux cycles hydriques. Cette dégradation n'intervient cependant qu'à partir d'une certaine amplitude des cycles hydriques, au-delà de ce seuil la dégradation augmente avec l'amplitude des succions appliquées pendant ces cycles. Des modifications de la structure du sol à l'échelle microscopique ont été évaluées grâce à des essais de porosimétrie par intrusion de mercure qui ont montré que les périodes de séchage et d'humidification ont modifié à la fois la macro-porosité et la micro-porosité du matériau. L'étude de la physico-chimie du sol (fluorescence de rayon X, analyse thermogravimétrique et mesures de pH) a révélé la formation de produits de carbonatation, tout en confirmant que le traitement n'a pas été lessivé pendant les cycles d'humidification et de séchage.

Les résultats obtenus montrent que les cycles hydriques peuvent conduire à une altération de la performance des sols argileux traités à la chaux au-delà d'un certain seuil. Cette dégradation est la conséquence d'une réorganisation de la microstructure des éprouvettes associée à une modification des propriétés physico-chimiques liée notamment à la carbonatation des phases cimentaires.