Séismes : comment limiter les dommages provoqués par la liquéfaction des sols ?

Séismes : comment limiter les dommages provoqués par la liquéfaction des sols ? - Ifsttar - Isolate-img

© Perduta / Wikimedia Commons - CC BY-SA 3.0

Mieux comprendre et prévenir la liquéfaction des sols en cas de séisme. Voilà le principal objectif d’ISOLATE. Ce nouveau projet collaboratif s’appuie notamment sur la centrifugeuse géotechnique du site nantais de l’Ifsttar. Il vise aussi à tester une méthode innovante de réduction du risque à l’aide de… bactéries.

Elle est littéralement capable de faire glisser un immeuble, d’endommager un barrage ou de provoquer un geyser en pleine rue. Elle, c’est la liquéfaction. « Ce phénomène induit par un séisme fait passer le sol de l’état solide à liquide. Il se produit quand un sol sableux et saturé en eau est soumis à de fortes pressions comme lors d’un tremblement de terre » explique Jean-François Semblat, professeur à l’ENSTA et spécialiste en géotechnique et sismologie. Cet ancien directeur adjoint du département GERS coordonne ISOLATE. Lancé cette année pour une durée de 4 ans, ce projet ANR associe une vingtaine de chercheurs issus de différents laboratoires de l’Ifsttar (Navier, SV, SRO), du CEA de Saclay, de CentraleSupelec, de l’École nationale des ponts et chaussées ainsi que deux grands acteurs industriels : EDF et Soletanche-Bachy, entreprise générale de fondations et de technologies du sol. ISOLATE est né d’un besoin d’EDF de mieux quantifier et de réduire les risques liés à la liquéfaction des sols sous ses ouvrages, en particulier pour ses barrages hydrauliques. Il s’articule autour de trois objectifs : améliorer la compréhension du phénomène de liquéfaction des sols naturels, en réduire les risques et formuler des recommandations pratiques pour les professionnels.

L’originalité d’ISOLATE ? S’intéresser aux sols naturels : « La plupart des recherches sur la liquéfaction portent sur des sols constitués de sable de même granulométrie. Or ce n’est pas représentatif de la réalité du terrain où l’on trouve dans un même sol différentes grosseurs de grains » souligne Jean-François Semblat. L’équipe scientifique entend donc étudier la liquéfaction avec plusieurs densités et granulométries de sol mais aussi à différentes échelles  et sur différents types d’ouvrage (digues, barrages, murs…). Elle dispose pour cela de plusieurs dispositifs expérimentaux dont une colonne résonnante et une centrifugeuse géotechnique installée sur le site de Nantes. « Cet équipement unique en France permet de simuler des séismes et de reproduire, à échelle réduite (1/50), le comportement d’une colonne de sol susceptible de se liquéfier » précise Jean-François Semblat.

Des bactéries pour renforcer les sols

« Avec ISOLATE nous allons également tester une méthode innovante de réduction du risque de liquéfaction : la biocalcification » poursuit le coordinateur du projet. Le procédé, nommé Biocalcis®, est breveté par l’entreprise Soletanche-Bachy. Il consiste à injecter des bactéries - Sporosarcina pasteurii - dans un sol susceptible de se liquéfier puis à les stimuler à l’aide d’une solution calcifiante. Cela les conduit à créer des « ponts » de calcite - du carbonate de calcium cristallisé - entre les particules du sol, formant ainsi une sorte de ciment biologique. « L’intérêt est d’améliorer la résistance des sols tout en limitant l’impact environnemental. C’est une alternative aux solutions actuelles d’injection de coulis à base de produits chimiques. » Les résultats des travaux menés dans le cadre d’ISOLATE seront traduits en recommandations, outils, méthodes, guides pratiques... Ils bénéficieront aux professionnels du secteur et à des organisations comme l’Association française du génie parasismique ou la Société internationale de mécanique des sols.

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