Amélioration des propriétés géotechniques des sols latéritiques à l’aide de biopolymères écologiques : étude de la résistance et de la compressibilité

Construire sur des bases plus sûres

Routes, habitations et petits ponts dans de nombreuses régions tropicales reposent souvent sur des sols latéritiques — une terre rougeâtre qui peut devenir molle, se fissurer ou laisser trop passer l’eau. Les ingénieurs maîtrisent habituellement ces sols problématiques avec du ciment ou de la chaux, mais ces solutions ont un coût climatique élevé. Cette étude examine si deux gommes d’origine végétale et microbienne, la xanthane et la guar, peuvent renforcer en toute sécurité les sols latéritiques tout en réduisant la pollution liée aux stabilisants conventionnels.

Pourquoi ce sol est important

Le sol latéritique couvre de vastes étendues dans des pays comme l’Inde et est largement utilisé sous les revêtements et les remblais. Pris isolément, toutefois, il ne supporte pas toujours bien les charges lourdes et peut se déformer lorsqu’il est humide ou soumis à une pression prolongée. Les remèdes traditionnels reposent sur le ciment ou la chaux, dont la fabrication est énergivore et contribue à plusieurs pourcents des émissions mondiales de dioxyde de carbone. Trouver des moyens plus verts de renforcer la latérite pourrait donc améliorer les infrastructures locales tout en s’alignant sur les objectifs climatiques et de durabilité mondiaux.

Aides d’origine naturelle

Les chercheurs se sont concentrés sur deux « biopolymères » déjà courants dans l’alimentation et l’industrie : la gomme xanthane, produite par des bactéries, et la gomme guar, obtenue par mouture des graines de guar. Les deux forment des gels visqueux dans l’eau et peuvent adhérer aux particules minérales. En laboratoire, l’équipe a mélangé des quantités précisément mesurées de ces gommes dans le sol latéritique — jusqu’à 4 % de xanthane et 3 % de guar en poids sec — puis a compacté et scellé les échantillons. Sur des durées de cure allant jusqu’à 28 jours, ils ont testé la résistance du sol traité, la perméabilité à l’eau et la compressibilité sous pression constante. Des images microscopiques et des analyses minéralogiques ont aidé à révéler ce qui se passait à l’intérieur.

Un sol plus résistant, plus dense et moins perméable

Les sols traités ont montré des améliorations nettes. Aux doses optimales — 3 % de xanthane et 2 % de guar — la capacité du sol à résister au cisaillement et à la rupture s’est améliorée d’environ deux à trois fois après 28 jours par rapport au sol non traité. Des essais simulant la pression des roues de véhicules ont indiqué que la capacité portante du sol augmentait également, surtout à ces mêmes niveaux de gomme, avant de diminuer légèrement à des doses plus élevées où un excès de gel agissait davantage comme lubrifiant. Le flux d’eau à travers le sol a chuté de façon spectaculaire : la perméabilité a diminué d’environ 93 % avec la xanthane optimale et de près de 97 % avec la guar optimale, les gels comblant et rétrécissant les passages entre les grains. Des mesures des vides internes ont confirmé que la texture du sol devenait plus dense et mieux consolidée.

Un regard à l’intérieur du sol

Les images au microscope et les diffractogrammes aux rayons X ont permis d’expliquer ces améliorations. Dans la latérite non traitée, les grains apparaissaient rugueux et faiblement tassés, avec de nombreux espaces ouverts. Après ajout des gommes, les chercheurs ont observé des films et des ponts lisses, de type gel, liant les particules et bouchant les pores. Ces réseaux « semblables à du ciment » ont augmenté le contact entre les grains, réduit l’espace vide et créé une matrice plus continue. Les changements étaient les plus marqués aux mêmes doses optimales qui produisaient les meilleurs résultats mécaniques, ce qui soutient l’idée que les gommes réorganisent la structure du sol plutôt que de simplement l’enrober.

Des voies plus vertes pour routes et fondations

Dans l’ensemble, l’étude montre que des quantités modestes de gomme xanthane et de gomme guar peuvent transformer une latérite relativement faible et perméable en une couche de sol plus résistante, plus compacte et plus résistante à l’eau. Parce que ces gommes sont biodégradables et issues de sources biologiques, elles offrent une piste prometteuse vers des fondations à plus faible empreinte carbone pour routes, remblais et barrières de confinement dans les régions riches en sols latéritiques. Les auteurs suggèrent que des essais sur le terrain et un suivi à long terme pourraient aider à traduire ces gains de laboratoire en infrastructures réelles et plus respectueuses du climat.

Citation: Ebid, A.M., Banne, S., Bobade, S.U. et al. Improving engineering properties of laterite soil using eco-friendly biopolymers: a study on strength and compressibility. Sci Rep 16, 10484 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43269-2

Mots-clés: sol latéritique, stabilisation par biopolymère, gomme xanthane, gomme guar, géo-technique durable