Performance des colonnes en pierres encastrées dans un treillis mural utilisant du béton en caoutchouc recyclé et des agrégats d’asphalte pour une géotechnique durable

Transformer les déchets en sol plus résistant

Chaque année, les villes du monde entier produisent des montagnes de béton brisé, d’anciennes chaussées et de pneus usés. Une grande partie de ces déchets est enfouie ou incinérée, tandis que les constructeurs continuent d’extraire de nouvelles pierres et du gravier pour soutenir routes, ponts et bâtiments sur des sols mous et incapables de porter de lourdes charges. Cette étude pose une question simple mais puissante : peut-on remplacer en toute sécurité une partie de ces matériaux naturels par des déchets soigneusement traités tout en conservant la stabilité des structures ?

Comment les colonnes en pierre aident les bâtiments à tenir sur des sols mous

De nombreux projets modernes sont construits sur des argiles molles qui se compriment et s’affaissent sous les charges lourdes. Une solution répandue consiste à installer des « colonnes en pierre » : des puits verticaux remplis de gravier compacté ou d’un matériau similaire. Ces colonnes agissent comme des piliers rigides dans le sol : elles prennent davantage de charge, réduisent la tassement du terrain et créent des voies de drainage pour l’eau, ce qui permet au sol de se consolider plus rapidement. Enrober les colonnes d’un treillis synthétique solide apporte un avantage supplémentaire. Le treillis maintient la colonne et empêche son gonflement latéral, lui permettant de supporter des charges plus élevées avec moins de déformation.

Des débris de démolition à un matériau de construction utile

Les auteurs ont cherché à vérifier si les flux de déchets provenant de la construction et de l’industrie pneumatique pouvaient remplacer en toute sécurité une partie du gravier naturel à l’intérieur de ces colonnes encerclées par un treillis. Ils ont utilisé trois ingrédients recyclés principaux : du béton concassé provenant de démolitions, des fragments broyés d’anciennes chaussées en bitume et du caoutchouc de pneus déchiqueté en petits morceaux. Dans une grande caisse d’essai en acier remplie d’argile molle, ils ont construit 34 colonnes modèles avec différentes recettes. Certaines n’utilisaient que du gravier, du béton ou de l’asphalte ; d’autres mélangeaient ces matériaux avec 10 % ou 20 % de caoutchouc en volume. Toutes les colonnes étaient enveloppées du même treillis géosynthétique, conservées avec le même rapport longueur‑diamètre, puis chargées par le dessus jusqu’à rupture ou tassement significatif.

Ce que les essais ont révélé sur la résistance et le tassement

Pour évaluer les performances, les chercheurs se sont concentrés sur trois mesures : la contrainte maximale que chaque colonne pouvait supporter (sa capacité portante), la profondeur d’enfoncement sous cette charge (son tassement) et le rapport contrainte/déplacement, qui reflète la raideur et la maniabilité de la déformation. Ils ont constaté que le choix du matériau importait bien plus que la taille de la colonne. Les colonnes remplies principalement de gravier naturel, notamment lorsque mélangées à une faible part de béton recyclé, offraient la meilleure combinaison de haute résistance et de faible tassement. Dans certains cas, les mélanges recyclés surpassaient légèrement le gravier pur, avec jusqu’à environ 2 % de capacité portante en plus et un rapport contrainte/déplacement sensiblement plus élevé, ce qui signifie qu’ils étaient à la fois solides et relativement résistants au mouvement.

Trouver le bon dosage pour le caoutchouc et l’asphalte

Le caoutchouc de pneus déchiqueté jouait un rôle plus subtil. Lorsqu’on incorporait seulement 10 % de caoutchouc dans du gravier ou du béton recyclé, cela améliorait souvent la performance en rendant la colonne un peu plus flexible sans sacrifier beaucoup de résistance. Cela produisait des mouvements plus réguliers et contrôlés sous charge et pouvait augmenter le rapport contrainte/déplacement d’environ 16 %. Mais lorsque la teneur en caoutchouc atteignait 20 %, les colonnes devenaient généralement trop souples : la capacité diminuait et les tassements augmentaient, surtout dans les mélanges déjà relativement flexibles. Les colonnes constituées uniquement de béton recyclé avaient tendance à être les plus faibles et à s’affaisser le plus, tandis que celles composées principalement d’enrobé récupéré présentaient des performances seulement modérées. Les mélanges asphalte‑caoutchouc étaient les moins adaptés lorsqu’on exigeait à la fois haute résistance et faible déplacement, bien qu’ils puissent convenir là où les charges sont plus faibles et la durabilité environnementale prioritaire.

Ce que cela signifie pour des fondations de construction plus écologiques

Pour le grand public, la conclusion est claire : avec une conception de mélange réfléchie, une partie du système de soutien souterrain d’un bâtiment peut être construite à partir de ce qui aurait autrement fini en décharge. Des colonnes en pierre enveloppées de treillis et remplies d’un mélange de gravier, d’un peu de béton recyclé et d’une faible quantité de caoutchouc de pneus peuvent égaler voire légèrement dépasser les performances des colonnes en gravier traditionnelles tout en réduisant le besoin d’extraire de nouvelles pierres. Mais en cas d’excès de caoutchouc, le sol devient trop mou. L’étude montre que les matériaux recyclés peuvent être intégrés en toute sécurité dans les systèmes d’amélioration des sols, à condition que les ingénieurs respectent les limites et testent leurs conceptions. Bien fait, cela transforme les débris d’hier en fondations pour des infrastructures plus sûres et plus durables demain.

Citation: Hassanzadeh, M., Zad, A., Ramesht, M.H. et al. Performance of wall mesh encased stone columns using recycled rubber concrete and asphalt aggregates for sustainable geotechnics. Sci Rep 16, 6941 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38535-2

Mots-clés: colonnes en pierre, agrégats recyclés, caoutchouc de pneus usés, amélioration des sols, géotechnique durable