Détermination de la taille et du nombre d’échantillons devant être analysés en laboratoire pour la caractérisation statistique de la microstructure d’une roche argileuse

À l’échelle du laboratoire, les roches argileuses sont des matériaux hétérogènes dont le comportement thermo-hydromécanique est en grande partie contrôlé par la microstructure. Le choix du nombre et de la taille des échantillons à étudier en laboratoire est déterminant pour appréhender la variabilité des propriétés de la roche argileuse à petite échelle. Cet article présente une méthode statistique permettant de préciser la surface (ou le volume) et le nombre d’échantillons à prendre en compte pour qu’une propriété p choisie caractérisant la microstructure, soit statistiquement représentative. Initialement établie dans un cas général par Kanit et al. (2003. Determination of the size of the representative volume element for random composites: statistical and numerical approach. Int J Solids Struct 40(13–14): 3647–3679), cette méthode consiste à partitionner un échantillon de propriété moyenne [see formula in PDF] connue, en sous-échantillons de surface D × D afin de calculer l’écart-type et l’erreur relative de la mesure de p en fonction de D. Cette méthode permet ainsi de définir des surfaces élémentaires représentatives de p en tenant compte de l’erreur relative par rapport à [see formula in PDF]. La méthode est d’abord présentée dans des cas généraux en 2D et 3D, et un exemple type est ensuite développé en 2D pour caractériser la fraction argileuse d’une lamine sédimentaire de Bowland (Royaume-Uni). La fraction surfacique argileuse est choisie comme propriété p, à partir d’une image grand-champ en microscopie électronique à balayage. La méthode est applicable en 2D et 3D sur les matériaux finement divisés autant sur les roches que sur les sols argileux, tant que l’échantillon considéré contient suffisamment d’éléments figurés (inclusions rigides ou pores dans une matrice par exemple) pour permettre l’utilisation des statistiques. L’apport principal visé pour la communauté des ingénieurs est dans la mesure du possible un meilleur ciblage de la quantité d’échantillons à prélever en forage pour mieux évaluer la variabilité des paramètres macroscopiques des roches argileuses. Les limites de la méthode sont ensuite discutées.

Mécanismes de gonflement dans les sols fins ; application aux sols gonflants de la région parisienne

La spécificité des sols gonflants est peu abordée dans les formations de mécanique des sols et de géotechnique, malgré la gravité des problèmes qu’ils peuvent engendrer sur les structures géotechniques. Parmi d’autres travaux, la réalisation actuelle du réseau du Grand Paris Express est concernée par les différents niveaux de sols gonflants des dépôts du Bassin Parisien. Après une présentation de quelques caractéristiques typiques des sols gonflants, qui sont saturés, plastiques et surconsolidés dans le cas de la région parisienne, on décrit les mécanismes de base permettant d’expliquer le gonflement des sols argileux. Quelques remarques relatives au comportement macroscopique des sols gonflants du Bassin Parisien, sur lesquels peu de données sont disponibles dans la bibliographie, sont ensuite proposées.

CARTOGRAPHIE PAR TELEDETECTION DE L’EVOLUTION DES PLANTATIONS RESINEUSES DANS L’EST DE LA FORÊT BOREALE CANADIENNE

Au Québec, la remise en production par voie de plantation de résineux a débuté au début des années 1980 et atteint un sommet en 1990. Toutefois, on se demande si les efforts consacrés à la remise en production ont donné fruits compte tenu des problèmes liés à la compétition végétale affectant certaines plantations. Les objectifs du projet étaient de caractériser les changements de composition du couvert forestier de plantations résineuses établies depuis 1985 sur des sols argileux en milieu boréal. La caractérisation a été réalisée à l’aide d’indices de végétation extraits d’images satellitaires Landsat TM et ETM+ pour les périodes 2000, 2005 et 2010. Des orthophotographies numériques et des données terrain ont été utilisées afin de mesurer l’efficacité des indices. L’indice Tasseled Cap Greenness s’est avéré le plus performant à discriminer le type de couvert avec un indice de Kappa de 50 %. Les résultats montrent qu’en 200 plus de 50 % des plantations étaient classifiées comme mixtes et 25 % étaient classifiées comme feuillues, alors qu’en 2010, 51 % des plantations étaient mixtes (mélange feuillus – résineux) et 11 % feuillues. À l’aide d’un modèle généralisé linéaire mixte avec approximation de Laplace nous avons mis en relation les changements de couvert et l’âge de la plantation. La probabilité pour un couvert initial feuillu d’évoluer vers un couvert mixte ou résineux est près de 68 %. Les variables type, âge et couvert de la plantation ainsi que leurs interactions ont des effets significatifs sur la probabilité de changement de couvert avec le temps. Ce projet a permis de faire le bilan de plantations résineuses établies entre 1980 et 1995 sur un territoire de 18 797 ha et confirme que les outils de télédétection sont efficaces pour le suivi d’un grand territoire, en offrant des informations de qualité pour la planification des traitements sylvicoles.