Mécanique des sols De l'électricité pour stabiliser les sols

Des chercheurs de l'EPFL ont développé une technique pour stabiliser les sols peu perméables. Ils utilisent un courant électrique appliqué grâce à des électrodes plantées dans le sol, à l'image d'une pile géante.

Le Laboratoire de mécanique des sols de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) a déjà élaboré plusieurs procédés de stabilisation durables, notamment grâce au métabolisme d’enzymes. Efficaces pour de nombreux terrains, ils ne sont pas suffisants pour les sols argileux.

Dans une nouvelle étude parue dans la revue Scientific Reports, les chercheurs montrent comment les réactions chimiques peuvent être améliorées grâce à un courant électrique généré à la manière d’une pile électrique.

Depuis quelques années, un biociment produit sur place et à température ambiante semble prometteur pour la stabilisation de nombreux types de terrain. La méthode consiste à lier durablement les particules par des cristaux de calcite en tirant parti du métabolisme de bactéries.

Peu gourmande en énergie et peu onéreuse, elle est prête à se déployer rapidement ces prochaines années. Mais ce processus bio-géo-chimique nécessite l’imprégnation du terrain. Il est donc pour l‘instant difficilement compatible avec des sols argileux et peu perméables.

Désireux de disposer d'une alternative viable, les scientifiques de l’EPFL ont testé avec succès l’effet d’un courant électrique appliqué grâce à des électrodes plantées dans le sol.

Comme une pile géante

«Les résultats montrent la capacité du système géo-électro-chimique d’influencer l’évolution de la calcification et surtout les phases-clés de la formation et de l’agrandissement des cristaux, ces liaisons qui améliorent le comportement de sols», note Dimitrios Terzis, co-auteur de l’article, cité mardi dans un communiqué de la haute école lausannoise.

Dans le procédé menant au biociment, des ions carbonate et calcium dissous entrent en jeu. Ils portent une charge opposée. En créant un champ électrique avec des anodes et des cathodes insérées dans le terrain, un peu à l’image d’une pile géante, ces ions sont forcés à passer à travers les milieux peu perméables. Ils se croisent, se mélangent et finissent par provoquer la réaction attendue.

Le résultat est la croissance de minéraux carbonatés qui agissent comme des liens ou des «ponts» pour améliorer les performances mécaniques et la résistance des sols.

L’observation et la mesure de la qualité de ces ponts minéraux sont au cœur de cette publication qui jette les bases de ce domaine d’étude, selon l'EPFL. D’autres tests à diverses échelles devront encore être effectués avant une utilisation en situation réelle.

Jusqu’à récemment, les sols ont été envisagés comme un mélange de terre solide, d'air et d'eau. «Ce travail met en évidence le potentiel qui réside dans l'interdisciplinarité en introduisant des notions de biologie et d'électrochimie. De nouvelles voies passionnantes s'ouvrent en intégrant des avancées et des mécanismes d'autres domaines de la science», soulignent les co-auteurs.