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évolution de I'adhérencemétalliques endes argiles sur des su rlacesfonction du tempsJ.parJ. Y. BoissonetP. Longuemard1 lntroductionL'activité de I'homme au fond des mers s'intensifie ets'oriente notamment vers les domaines de I'exploitationde ressources minières présentes sur certainsgrands fonds océaniques. En conséquence, I'obligationde soulever, déplacer ou faire circuler des objetsou des véhicules en contact direct avec les argilesmarines nécessite de mieux connaître les modalités derésistance par phénomène d'adhérence qu i prendnaissance entre un sédiment cohésif faiblementconsolidé et une surface métallique.Le travail présenté ici prend place dans le cadre d'unvaste projet d'étude de chantier sous-marin destiné auramassage des nodu les polymétalliques. L'exploitationde ces nodules sera effectuée par navettes autonomespropulsées par vis d'Archimède en appui sur dessédiments argileux.Nous nous proposons d'étudier spécialement le rôle dutemps de contact sur l'évolution du phénomèned'adhérence à I'origine d'éventuelles pertes de rendementdans le fonctionnement des navettes, en particutierlors d'une remise en mouvement après un arrêtplus ou moins prolongé.Les temps de collage maximum retenus pour cesessais sont de I'ordre de 24 heures. En effet, un enginimmobilisé sur un fond argileux pendant une duréesupérieure à cette limite a subi une avarie defonctionnement telle qu'elle n'autorise plus I'espoir dela remettre en mouvement.Les travaux ont été condu its en laboratoire pou rapprécier le phénomène. Une campagne d'essais insitu, êt milieu marin, permet de vérifier nos conclusionset de proposer un modèle mathématique.2 Généralités sur I'adhérenceL'adhérence est la résistance au cisaillement nécessairepour rompre le collage qui lie la surface d'unobjet à un sédiment cohérent.Le phénomène de I'adhérence se rencontre fréquemmentpour de nombreux problèmes de mécanique dessols. Les principaux domaines où I'on doit prendre encompte ce paramètre sont la pénétrométrie, lesmodélisations de calculs" de pieux notamment àI'arrachage, l'étude de tenue de différents systèmesd'ancrage sous-mari ns.Le frottement latéral unitaire que I'on rencontre dans lecas de sol cohérent représente en fait I'adhérence decette argile ou, âu maximum, sa cohésion (Tomlinsont14l).Le principal point étudié par les auteurs (Tomlinson[13, 141, Caquot et Kerisel t2]) est le paramètre cr oufacteur d'adhérence qui est le rapport entre I'adhérence(ou frottement latéral unitaire en milieucohérent) et la cohésion non drainée du sol. Lasynthèse de nombreuses mesures effectuées sur desessais d'arrachement de pieux constitués par différentsmatériaux fait apparaître que la cohésion nondrainée du sol considérê est un facteur significatif. Onobserve une nette diminution du facteur d'adhérenCê ctpou r les cohésions croissantes de 500 à 3 000 gl cm2.La figure 1 permet d'apprécier le rôle relatif du tempsde collage préalable t Sur I'adhérêîCê t" dans le casd'une plaque testée sur une vase naturelle d'originemarine provenant de la baie de Banyuls (forénées-Orientales) dont les caractéristiques géotechniques aumoment des essais sont résumées en annexe.A temps de collage nul (t - 0) I'adhérence en fonctionde la contrainte o,., suit une loi quasi linéaire de type :Ta:â*o,rtgôoù ô (angle de f rottement sédiment-plaque) estpratiquement nul et ra (adhérence à I'origine descontraintes) est de très faible valeur.L'accrOissement de I'adhérence ra en fonction dutemps suit une loi similaire pour chaque contrainteutilisée. Au-delà d'un temps de collage supérieur à unedizaine d'heures (fig . 21, I'adhérence tend vers unelimite qui augmente avec la contrainte o,.,. Elle atteintREVUE FRANÇAIsE DE GEorEcHNrouE NUMERo 19 21