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Appareil de cisaillement

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Les plantes stabilisent les talus

Les Grecs anciens le savaient déjà: les plantes protègent les versants des glissements et de l'érosion. L'importance de cette protection ne pouvait pas, au moins jusqu'à aujourd'hui, être quantifiée de manière fiable. Les méthodes d'étude classiques arrivent à leurs limites – aussi bien sur le terrain qu'en laboratoire.

Le WSL et le SLF ont donc développé un nouveau dispositif de recherche, un appareil de cisaillement. Les scientifiques ont pour objectif de quantifier le degré de protection des plantes que les ingénieurs pourront intégrer à leurs calculs de sécurité pour les zones menacées par les glissements.

 

Amener la nature en laboratoire

Le nouvel appareil de cisaillement réunit les avantages des méthodes classiques en laboratoire et sur le terrain : des essais maîtrisés et renouvelables autant de fois que nécessaire d'une part, et d'importantes éprouvettes de sol représentant correctement la nature de l'autre.

Pour étudier la stabilité des éprouvettes avec ou sans végétation, les scientifiques les soumettent à des contraintes parfaitement définies, et pas seulement en position horizontale, mais aussi pour des inclinaisons atteignant un angle de 45°. Cela permet pour la première fois d'étudier les sols en laboratoire dans les mêmes conditions qu'à l'air libre sur les pentes. Un autre avantage du nouveau dispositif: la masse des éprouvettes dont les dimensions de 50 x 50 x 40 cm surpassent de beaucoup celles des échantillons classiques en laboratoire. Les chercheurs peuvent ainsi utiliser des sols de composition naturelle, avec des pierres pouvant atteindre 5 cm. Les plantes ont en outre assez de place pour traverser les sols avec leurs racines, comme dans la nature. Les caisses contiennent non seulement un biotope correspondant à chaque espèce de plante, mais également pour des mélanges entre différentes espèces en nombre suffisant. Pour que les plantes et leurs racines se développent comme sur des versants, les caisses à éprouvettes sont positionnées avec une certaine inclinaison dès le début de  la croissance.

Les résultats de ces études aident à effectuer la meilleure sélection d'espèces pour végétaliser les versants menacés par des glissements. Par ailleurs, les chercheurs prévoient également des expériences avec des micro-organismes, notamment des champignons mycorhiziens, pour étudier leur influence sur la stabilité des sols.

Un appareil de cisaillement sous un simulateur de précipitations

Les glissements de terrain sont souvent la conséquence de fortes précipitations. Pour étudier l'influence de celles-ci sur la stabilité des sols, l'atelier du SLF a construit un appareil résistant aux intempéries. Il est donc possible de positionner tout le dispositif avec les caisses à éprouvettes inclinées sous un simulateur de précipitation. Selon le sol et la végétation, une pluie d'orage simulée peut provoquer un glissement sans charge supplémentaire, comme cela se produit souvent dans la nature. Si l'éprouvette résiste aux précipitations, les scientifiques la soumettent immédiatement à un test de cisaillement pour vérifier la résistance résiduelle.

La neige et la glace peuvent être également testées

Ce nouvel appareil de cisaillement est un jalon important pour la recherche sur la stabilité des sols au SLF et au WSL. Les scientifiques en attendent également un grand intérêt pour la pratique. Si la protection exercée par les plantes devient quantifiable, les ingénieurs pourront la prendre en compte de manière beaucoup plus précise pour la stabilisation des zones susceptibles de glisser – que ce soit en complément ou en remplacement des ouvrages de protection.

Le nouvel appareil de cisaillement permet de tester également d'autres matériaux comme la neige ou la glace. Cela ouvre des perspectives pour la recherche sur les avalanches et le pergélisol.

 

POUR EN SAVOIR PLUS