Comment tester la résistance à la traction des géotextiles

Il existe trois méthodes d’essai reconnues pour déterminer la résistance à la traction des géotextiles. Il s’agit de l’essai d’arrachement, de l’essai de traction sur largeur et de l’essai de fluage sous traction. La désignation de l’American Society for Testing and Materials (ASTM) et la taille de l’échantillon pour chaque essai figurent dans le Tableau 1. Les trois procédures d’essai de traction des géotextiles varient en ce qui concerne le temps nécessaire pour effectuer chaque essai, la mesure de la résistance réelle à la traction et le format des résultats de l’essai. Ces trois méthodes d’essai ont été spécifiquement établies par le comité D 35 de l’ASTM sur les géosynthétiques pour être utilisées sur les géotextiles. Les autres méthodes d’essai ASTM pour épreuves textiles ne doivent pas être utilisées.

Tableau 1. Essais de traction pour les géosynthétiques

Essai d’arrachement 

L’essai selon la norme ASTM D-4632, « Standard Test Method for Grab Breaking Load and Elongation of Geotextiles » est l’essai de traction de base utilisé dans l’industrie des géotextiles. Il fournit un indice de la résistance ultime de l’échantillon à la rupture. En tant qu’indice, il constitue un guide accepté de la résistance des produits, mais il ne peut pas être utilisé directement dans la conception. Par exemple, les géotextiles non tissés présentent une résistance nettement supérieure lorsqu’ils sont intégrés dans les applications finales. Lors de l’essai, chaque échantillon est serré par des pince-mâchoires d’un pouce au centre de la largeur et tiré rapidement. Les résultats de l’essai sont exprimés en unités de charge totale (en livres, par exemple) plutôt qu’en termes de charge par unité de largeur. Cet essai est facile à réaliser, peu coûteux et rapide, puisqu’il ne prend que quelques minutes. Il s’agit donc d’un excellent essai de résistance indicielle pour vérifier la qualité et la constance des produits conformément aux spécifications du fabricant, comme lors du contrôle de la qualité de la construction.  

Essai de traction sur largeur 

L’essai selon la norme ASTM D-4595, « Standard Test Method for Tensile Properties of Geotextiles by the Wide-Width Strip Method », est plus long à réaliser et beaucoup plus coûteux. Dans l’essai de traction sur largeur, chaque échantillon est saisi sur toute sa largeur et tiré lentement. Contrairement à l’essai d’arrachement, les résultats de la résistance sur largeur sont exprimés sous forme de charge par unité de largeur. Par exemple, le géotextile MIRAFI^MD 600X tissé de a une résistance à la traction sur largeur de 160 livres par pouce, alors que la résistance d’arrachement est simplement indiquée comme étant de 315 livres. L’essai de traction sur largeur est rarement utilisé pour les applications de contrôle de la qualité en raison du temps et des coûts qu’il implique. Cependant, l’essai sur largeur fournit une meilleure mesure de la résistance réelle à la traction des géotextiles tissés. Les données de l’essai peuvent être présentées sous la forme d’une courbe contrainte-déformation, à partir de laquelle les valeurs de module peuvent être calculées. Les valeurs de résistance ultime et de module sur largeur peuvent être utilisées pour la conception des géotextiles tissés. Comme l’échantillon testé n’est pas confiné, comme il le serait dans son utilisation finale, cet essai ne donne pas une véritable valeur de conception pour les géotextiles non tissés. 

Essai de fluage sous traction  

L’essai selon la norme ASTM D-5262, « Standard Test Method for Evaluating the Unconfined Tension Creep and Creep Rupture Behavior of Geosynthetics » et l’essai selon la norme ASTM D-6992, « Standard Test Method for Accelerated Tensile Creep and Creep-Rupture of Geosynthetic Materials Based on Time-Temperature Superposition Using the Stepped Isothermal Method » sont réalisées en maintenant une charge sur un échantillon d’essai pendant une période allant jusqu’à 10 000 heures (417 jours). Les échantillons sont saisis sur toute leur largeur. La déformation par fluage ou l’allongement (déformation) de l’échantillon reste sous surveillance pendant la durée de l’essai. À partir de ces résultats, il est également possible de déterminer le temps de rupture à différents niveaux de charge ou le niveau de charge qui provoquera la rupture à un moment donné. 

Tableau 2. Applicabilité des essais de traction

Application de la méthode d’essai 

L’applicabilité des différentes méthodes d’essai de traction est résumée dans le Tableau 2. L’essai d’arrachement est indiqué dans les applications où la force de traction requise pour l’utilisation finale ne peut être quantifiée et où l’approche de sélection de la résistance à la traction requise du géotextile est, par conséquent, largement empirique. Cette catégorie comprend les applications de chaussée, de filtration/drainage, de contrôle permanent de l’érosion et de clôture anti-érosion. L’essai d’arrachement est également une excellente méthode de contrôle de la qualité de la construction pour toutes les applications. Dans les applications où le géotextile est soumis à une contrainte continue à long terme, le fluage sous traction est critique. Dans ce cas, la résistance ultime sur largeur doit être spécifiée avec la limite de fluage. Comme le montre le Tableau 2, il s’agit notamment de murs de soutènement et de pentes abruptes. Dans les remblais construits sur des sols mous, la contrainte de traction du géotextile peut diminuer au fil du temps à mesure que les sols de fondation se consolident. Dans ce cas, le fluage sous traction n’est pas un paramètre de conception applicable. Pour cette application, le module de largeur doit être spécifié à une déformation particulière. Dans la conception, la déformation du géotextile est limitée pour être compatible avec la déformation développée dans la masse de sol. Cette valeur est généralement égale à 5 % de déformation. 

Références 

1. ASTM, 2013, “ASTM D-4632, Standard Test Method for Grab Breaking Load and Elongation of Geotextiles,” American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA. 

2. ASTM, 2011, “ASTM D-4595, Standard Test Method for Tensile Properties of Geotextiles by the Wide[1]Width Strip Method,” American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA. 

3. ASTM, 2011, “ASTM D-4595, Standard Test Method for Tensile Properties of Geotextiles by the Wide[1]Width Strip Method,” American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA. 

4. ASTM, 2009, “ASTM D-6992, Standard Test Method for Accelerated Tensile Creep and Creep-Rupture of Geosynthetic Materials Based on Time-Temperature Superposition Using the Stepped Isothermal Method,” American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA.