Effect of Fibre Orientation on the Mechanical Response of Reinforced Sand : A Multiscale Study with X-ray Tomography

Le sable renforcé par des fibres (FRS) constitue une technique innovante pour améliorer la stabilité et les performances mécaniques des structures géotechniques, telles que le renforcement des pentes et l'amélioration des fondations. Toutefois, son potentiel reste limité par une compréhension incomplète des interactions fibre-sol aux différentes échelles. Alors que les études traditionnelles se focalisent sur les réponses mécaniques globales, cette recherche met en évidence le rôle fondamental des mécanismes à l’échelle des grains dans le déclenchement et l’évolution de la déformation.Une campagne expérimentale multi-échelle a été menée, combinant la tomographie par rayons X, des essais de cisaillement direct et des tests triaxiaux miniatures, afin d’analyser l’influence de l’orientation des fibres sur la localisation des déformations, l’évolution de la porosité et la formation des bandes de cisaillement. Les résultats démontrent que des fibres bien orientées renforcent non seulement la résistance et la ductilité du matériau, mais modifient également la progression des schémas de déformation, améliorant ainsi la répartition des charges et retardant la rupture.En établissant un lien entre le comportement macroscopique et les interactions à l’échelle microscopique, cette étude fournit des éléments essentiels pour optimiser l'utilisation du FRS, ouvrant ainsi la voie à des stratégies de renforcement plus performantes et fiables en ingénierie géotechnique.