Les pratiques agricoles intensives produisent un compactage du sol qui influence la plupart des propriétés et des processus physiques, chimiques et biologiques du sol qui favorisent l'agrégation. Les microorganismes du sol jouent un rôle majeurs dans la structure physique du sol. Ce travail visait à (1) construire des modèles de prédiction des indices de compactage du sol, (2) mesurer l'impact des pratiques de travail du sol sur l’agrégation, (3) construire des modèles de prédiction des indices d’agrégation, et (4) mesurer la réponse de la diversité bactérienne du sol à l'agrégation et au compactage. L'ensemble de données comprend la teneur en eau gravimétrique, la masse volumique apparente, la distribution des particules, la répartition granulométrique, la masse volumique maximale, la teneur critique en eau, le carbone organique total, l'azote total, les concentrations de Si, Fe, Al, Mn, Mg et Ca dans des échantillons du sol prélevés sur 49 sites au Québec en 2014 pour élaborer les modèles de compactage et d’agrégation. Les données de 94 essais comparant les systèmes de labour conventionnel et de semis direct provenaient de 20 articles. Des échantillons de sol prélevés sur 16 fermes au Québec en 2014 ont été analysés pour diverses mesures de la diversité bactérienne et reliées au compactage et à l’agrégation. Les interactions entre les composantes impliquées dans la structure du sol ont été prises en compte dans l'analyse des données compositionnelles. Les indices de compactage du sol ont été prédits à partir de la teneur en eau du sol, de la matière organique, des particules minérales du sol et des agents de cimentation minéraux. Les résultats ont démontré que les agents de cimentation minéraux étaient les principaux contributeurs aux indices de compactage du sol. Les oxydes de Si, Al, Fe et Ca ont fait augmenter la masse volumétrique apparente, le degré de compacité et la teneur en eau critique, mais ont réduit la densité apparente maximale. La méta-analyse a démontré les avantages de la culture sous semis direct par rapport aux pratiques conventionnelles dans la couche superficielle de 0 à 5 cm, qui augmentaient 10 à 16 ans après la mise en œuvre du semis direct. L'effet du semis direct était plus important dans les sols dont le pH était supérieur à 7 et avec des cultures annuelles continues. Les sols dont les agrégats montraient une perturbation maximale inférieure à 1,27 par rapport à la déstructuration bénéficiaient davantage du semis direct. L’analyse de redondance a montré que la macro-agrégation était étroitement liée aux agents de cimentation minéraux, et légèrement liée à l'argile et à la matière organique. Le limon et le sable fin étaient positivement reliés aux micro-agrégats. Nous avons construit des modèles reliant les agents de cimentation à la distance d’Aitchison et au log-ratios isométriques, qui pourraient servir d’indices pour la stabilité des agrégats. L’agrégation des sols dans les deux couches supérieures de sol dépendait de la matière organique et des ciments minéraux. L'agrégation du sol dans la couche inférieure a été stabilisée principalement par les particules de sol et les ciments minéraux. La richesse bactérienne était liée positivement aux micro-agrégats. L'indice de diversité phylogénétique présentait une corrélation positive avec les fractions 1-0,5 mm et 2-1 mm. En plus de la richesse et de la diversité bactériennes, la structure de la communauté bactérienne a été significativement affectée par le compactage du sol. Il y avait une richesse plus importante et une diversité bactériennes plus abondante dans les sites très compactés / Intensive agricultural practices cause soil compaction which influences most soil physical, chemical and biological properties and processes promoting soil aggregation. Soil microorganisms play a decisive role in soil structure. This work aims to (1) build models to predict soil compaction indices, (2) study the impact of tillage practices on soil aggregate, (3) build models to predict soil aggregation indices, and (4) analyze the response of soil bacterial diversity to aggregation and compaction. Gravimetric water content, bulk density, particle-size distribution, aggregate-size distribution, maximum bulk density, critical water content, organic carbon, total nitrogen, Si, Fe, Al, Mn, Mg and Ca analyzed from soil samples collected on 49 farm sites in Quebec in 2014 were used to elaborate compaction and aggregation models. The dataset on the impact of tillage practices on soil aggregate consisted of 94 paired conventional tillage and no-till experiments retrieved from 20 peer-reviewed papers. The dataset for the last objective includes bacterial diversity variables, soil compaction degree and aggregate size distribution analyzed in soil samples taken from 16 farm sites in Quebec in 2014. The interactions among soil components involved in soil structure were accounted for using compositional data analysis. Compaction indices were predicted from soil water content, organic matter, soil mineral particles and mineral cementing agents. Mineral cementing agents were shown to be the major contributors to soil compaction. The Si, Al, Fe and Ca oxides increased bulk density, degree of compactness and critical water content, but reduced maximum bulk density. Meta-analysis showed that the benefit of no-till over conventional practices predominated in the surface 0-5 cm layer and increased up to 10-16 years after implementing no-tillage. The effect size of no-till was larger in soils of pH > 7 and under continuous annual cropping systems. The soil group highly responsive to no-till (soil aggregation value from maximum disruption structure below 1.27) largely benefited from no-till in the long run. Redundancy analyze indicated that macro-aggregation was closely related to mineral cementing agents and slightly related to clay and organic matter contents. Silt and fine sand were strongly and positively related to micro-aggregates. We built models relating cementing agents to the Aitchison distance and isometric log-ratio which could be used as indices of aggregate stability. Soil aggregation in the upper two layers depended on organic matter and mineral cementing agents. Soil aggregation in the lower layer was stabilized mainly by soil particles and polyvalent cations. Bacterial species richness was positively related to micro-aggregation. The phylogenetic diversity index showed a positive correlation with the 1-0.5 mm and 2-1 mm fractions. Not only bacterial richness and diversity but also bacterial community structure was significantly affected by soil compaction. Larger bacterial richness and diversity were found in soils showing the highest degree of compaction.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / Le compactage des sols agricoles affecte négativement les performances des cultures et devrait être évité grâce à des stratégies de gestion des sols appropriées. Les recherches antérieures montrent un manque d'études complètes sur l'impact des différents niveaux de compactage du sol sur les propriétés hydrodynamiques. Cette étude s'est concentrée sur l'effet du compactage sur les propriétés hydrodynamiques du sol dans des conditions non saturées et saturées en utilisant le système Hydraulic Property Analyzer (HYPROP). Nous avons étudié l'impact de cinq niveaux de compactage sur des échantillons de sol de sable limoneux prélevés dans un champ de pommes de terre dans les régions agricoles du nord du Québec, au Canada, en utilisant quatre répétitions par niveau. Tout d'abord, la conductivité hydraulique saturée de chaque échantillon a été mesurée en utilisant la méthode de la charge constante. Les données relatives à la courbe de rétention d'eau du sol (CRS) et à la conductivité hydraulique non saturée ont été obtenues à l'aide de l'appareil de mesure de l'évaporation HYPROP et d'un potentiomètre à point de rosée WP4C. Seize modèles hydrauliques de sol du logiciel HYPROP-Fit ont été simulés. Nos résultats soutiennent l'application de la variante Peters-Durner-Iden (PDI) du modèle bimodal sans contrainte de van Genuchten (VGm-b-PDI) pour l'estimation complète du CES sur la base de la métrique de l'erreur quadratique moyenne (EQM). Le modèle VGm-b-PDI a été implémenté dans le logiciel HYDRUS-1D pour calculer la quantité d'irrigation pour différents niveaux de compactage et fournir des estimations plus précises des propriétés hydrauliques du sol. Nous avons simulé des scénarios de compactage et d'irrigation du sol avec le modèle de double porosité et les résultats ont indiqué que le compactage du sol peut fortement influencer les propriétés hydrauliques du sol de différentes manières. La conductivité saturée et non saturée diminue avec l'augmentation du compactage du sol. À un niveau modéré de compactage, la quantité d'irrigation pour la culture de pommes de terre était optimale. Dans l'ensemble, la méthodologie combinée d'HYPROP et d'HYDRUS 1D a donné d'excellents résultats en termes de comportement hydraulique des sols compactés. / Agricultural soil compaction adversely affects crop performance and should be avoided through appropriate soil management strategies. Previous research shows a lack of comprehensive studies on the impact of different levels of soil compaction on hydrodynamic properties. This study focused on the effect of compaction on soil hydrodynamic properties under unsaturated and saturated conditions using the Hydraulic Property Analyzer (HYPROP) system. We studied the impact of five compaction levels on silty sand soil samples taken from a potato field in the northern agricultural regions of Quebec, Canada, using four replicates per level. First, the saturated hydraulic conductivity of each sample was measured using the constant-load method. Soil water retention curve (SWRC) and unsaturated hydraulic conductivity data were obtained using the HYPROP evaporation measurement device and a WP4C dew point potentiometer. Sixteen hydraulic soil models in the HYPROP-Fit software were simulated. Our results support the application of the Peters-Durner-Iden (PDI) variant of van Genuchten's bimodal unconstrained model (VGm-b-PDI) for full SWRC estimation based on the root mean square error (RMSE) metric. The VGm-b-PDI model was implemented in HYDRUS-1D software to calculate the amount of irrigation for different compaction levels and provide more accurate estimates of soil hydraulic properties. We simulated soil compaction and irrigation scenarios with the dual-porosity model and the results indicated that soil compaction can strongly influence soil hydraulic properties in different ways. Saturated and unsaturated conductivity decreases with increasing soil compaction. At a moderate level of compaction, the amount of irrigation for potato cultivation was optimal. Overall, the combined methodology of HYPROP and HYDRUS 1D gave excellent results in terms of the hydraulic behavior of compacted soils.

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La compaction des sols est un processus majeur contribuant à la dégradation de la structure des sols agricoles et qui cause des dommages économiques directs et indirects très importants pour l'industrie agricole nord-américaine. Bien que l'utilisation des machines agricoles lourdes soit la responsable de la compaction, ce sont les propriétés physiques du sol et surtout son état hydrique qui détermine sa résistance à la compression. L'hypothèse de départ de cette étude supposait que la courbe de rétention en eau (teneur en eau-succion) démontre le dynamisme de la succion matricielle à l'égard de l'effet de plusieurs autres caractéristiques physique du sol. L'allure de la courbe peut donc nous fournir, de façon dynamique, l'effet des caractéristiques physique du sol sur son comportement mécanique (sa consistance). L'objectif de cette étude est de combiner la courbe de rétention en eau dans des modèles constitutifs disponibles dans le logiciel d'éléments finis "Geo-Slope" afin d'améliorer la performance de ces modèles pour les sols non saturés. Le but est donc la mise en évidence de l'effet de la succion matricielle sur le comportement mécanique des sols non saturés et de réduire ainsi les tâches expérimentales d'étude du comportement mécanique des sols agricoles. Ce travail de recherche a été effectué en deux volets : expérimental et simulation. Des essais de la compression uniaxiale, pour différentes teneurs en eau, ainsi que les courbes de rétention en eau de 20 séries de sols agricoles ayant de texture variée et provenant de la province du Québec ont été réalisés. Nos résultats montrent que la pression de préconsolidation diminue à mesure que le taux d'humidité augmente jusqu'au potentiel matriciel de la capacité au champ. Par contre, le taux d'humidité n'avait pas d'effet sur l'indice de compression de ces sols. D'ailleurs, l'augmentation du pourcentage d'argile faisait augmenter la pression de préconsolidation. L'indice de compression augmentait aussi avec l'augmentation de la quantité d'argile jusqu'à 33 %, au-delà duquel il diminuait. Pour ce qui est les seuils des domaines hydriques, le seuil "w," a été localisé, pour les sols de texture moyenne de la série Joly, à la teneur en eau de 22 % qui est équivalente au potentiel matriciel de la capacité au champ mais, le seuil "w2" n'a pas été localisé pour aucun sol. Les simulations de la compressibilité par les trois modèles constitutifs disponibles dans le logiciel d'éléments finis "Geo-Slope", combinés avec la courbe de rétention en eau, démontrent que le modèle cam-clay a une meilleure concordance par rapport aux résultats expérimentaux malgré une faible surestimation. Le modèle hyperbolique et le modèle linéaire élastique, par contre, font des sous-estimations non négligeables de la déformation volumique. La procédure de la validation des modèles calibrés, sur un sol sableux, nous révèle que les écarts du modèle hyperbolique et surtout celui du linéaire élastique deviennent plus importants avec l'augmentation de la teneur en argile du sol où le comportement mécanique du sol s'éloigne du comportement linéaire. La déformation brutale et disproportionnée des sols sablonneux qui survient dès les premières étapes de chargement n'a pas été révélée par aucun de ces trois modèles.

Au cours des dernières décennies, un noyau plutôt mince supporté par des épaulements en enrochement a été le modèle le plus économique et sans danger pour les barrages. Plusieurs rapports d'inspection de tassement et de déformation des barrages en enrochement au cours de la mise en eau et le fonctionnement de ces structures. Les tassements rapides ont été associés à la mise en eau. Cependant, la pression hydrostatique peut également contribuer à des changements considérables dans les déformations volumétriques au début de fonctionnement de barrages en amont. Le premier objectif de cette thèse est de montrer expérimentalement l'influence de la pression hydrostatique sur les matériaux concassés d’enrochement. Les essais de compression unidimensionnelle ont été menés par un grand oedomètre. L'équipement est conçu de manière à modifier la pression hydrostatique lors de l'essai, sans aucune influence sur les contraintes effectives. Premièrement, une étude approfondie est réalisée sur l’influence des dimensions de cellule et aussi l’influence de système de transfert de la charge à l’échantillon. Il a été établi que la hauteur de la cellule a de grandes influences sur la réponse de ces roches concassées en compression. La force de frottement entre la cellule et l'échantillon est la source de comportement varié de l’échantillon avec des hauteurs différentes. Une méthode simple, basée sur un double essai oedométrique peut être utilisée afin de définir la force de frottement dans les échantillons. Trois systèmes sont utilisés pour étudier l'influence de différents systèmes de chargement des échantillons. Ces systèmes transfèrent la charge à l’aide d’une plaque fixe, semi-fixe et rotulé. La plaque fixe transfère la charge d’une manière nonuniforme à l'échantillon, contrairement à d’autres systèmes étudiés. Donc, les résultats obtenus avec la plaque fixe de chargement doivent être utilisés avec une prudence particulière. Le comportement des matériaux d’enrochement dépend de plusieurs paramètres. Basés sur l’utilité de ces matériaux dans le barrage, quatre paramètres sont choisis pour cette étude. Ces paramètres sont la densité, le type de roches concassées, le niveau de contrainte et la taille des roches concassées. L'influence de ces paramètres sur le comportement à court terme de ces matériaux a été définie avec les essais expérimentaux. L’essai de compression unidimensionnelle a été choisi pour les études sur les enrochements avec des roches concassées. Les conditions de matériau ont été à sec, saturé sous la pression atmosphérique ou la pression hydrostatique. Le module oedométrique est utilisé pour représenter l'état de matériau dans l’essai de compression unidimensionnel. Un essai de fluage a été réalisé pour montrer le comportement à long-terme des matériaux granulaires grossiers saturés. L’essai a été réalisé sur les roches concassées de granite en plusieurs niveaux de charge et sous une pression hydrostatique constante. Les résultats de l’essai montrent une relation linéaire entre la contrainte et le temps dans une échelle logarithmique. La thèse présente également des informations sur le modèle phénoménologique à trois paramètres de Zhang et al. (Zhang et al.), développé pour simuler le comportement du fluage à plusieurs niveaux du sable saturé en compression. Le même modèle a été utilisé pour décrire pertinemment les résultats de l'essai sur des matériaux granulaires grossiers. Le comportement semblable de matériaux granulaires à particules fines et grossiers confirme l’existence de mécanismes identiques dans la structure des matériaux granulaires sous effet de fluage. Le deuxième essai de fluage a été réalisé sous différents niveaux de pression hydrostatique. Les résultats de l’essai montrent une relation linéaire entre la pression hydrostatique et le temps dans une échelle logarithmique. La thèse présente également un modèle de fluage qui prendre en compte l’effet de la pression hydrostatique sur des matériaux granulaires grossiers. / During the past decades, a rather thin core supported by rockfill shoulders was the most economical and safe design for dams. There are different reports of settlement and deformation inspection of rockfill dams during impounding and operation of these structures. The rapid collapse settlements have been associated with water impoundment. However, hydrostatic pressure may also contribute to significant change in volumetric deformations during the life of dams in upstream. The first aim of this thesis is to show experimentally the influence of hydrostatic pressure on crushed rockfill materials. In this way, the one-dimensional compression tests were conducted using the large oedometer equipment. The equipment is conceived in a manner to change the hydrostatic pressure during the test without any influences on the effective stresses. A comprehensive study is primarily carried out on the equipment effects on the test results. This study provides the impact of cell dimensions, and also the system influences on the loading transfer to sample. It was established that the height of the cell has great influences on the response of the crushed rock in compression. The frictional force between cell and sample is the source of dissimilarity in behaviour of the sample with different heights. A sample method, based on a double oedometer test, can be used to define the frictional force in the samples. Three systems are used to investigate the influence of different techniques of loading the samples. These systems transfer the loading using the fixed, the semi-fixed and the rotational platen. The fixed platen system transfers the loading in a non-uniform manner to the sample in contrast to other studied systems. Thus, the results obtained with the fixed platen of loading, must be used with a special caution. The behaviour of rockfill materials depends on several parameters. Based on the materials utility in dam, four parameters are chosen for this study. These parameters were the bulk density, the rock mineral type, the stress state and the particle size. The influence of these parameters on the short-term mechanical behaviour is defined with the experimental tests. The tests consisted of the one-dimensional compression tests on the uniform crushed rock particles. The materials are tested in the similar conditions which they are in rockfill dams means the air-dry condition, the flooded under atmospheric or hydrostatic pressure. The oedometric modulus is used to represent the mechanical state of materials under one-dimensional compression test. The one-dimensional creep test is also carried out to show the long-term behaviour of saturated coarse granular materials. The test was realised on the granitic crushed rock particles in multiple stage of stress under a constant hydrostatic pressure. The test results show a linear relationship between stress-strain and strain-time in a log-log scale. The thesis also presents the information on the three-parameter phenomenological model of Zhang et al.(2006) developed to reproduce the multiple stage creep behaviour of saturated sand in compression. The same model is used to describe accurately the results of test on coarse crushed rock particles. The similar behaviour of coarse and fine granular materials confirms the occurring of identical mechanisms in the structure of granular materials under creep effect. The second creep test was conducted under different levels of hydrostatic pressure. The test results show a linear relationship between the hydrostatic pressure and time in a logarithmic scale. The thesis also presents a creep model that takes into account the hydrostatic pressure effect in coarse granular materials.

Les travaux de sous-solage qui améliorent le drainage interne et décompactent des horizons rendus pratiquement imperméables par la compaction profonde seraient bénéfiques aux sols de faible perméabilité. Le sous-solage profond exécuté perpendiculairement aux drains avec un bélier (bulldozer) pourrait être plus efficace pour temporairement améliorer le drainage de ces sols qu’une sous-soleuse conventionnelle attelée à un tracteur et opérée en mode parallèle aux drains. Toutefois, les aménagements réalisés pour améliorer le drainage de surface et interne de ces sols rendent complexe l’évaluation de ces pratiques en dispositif expérimental. L’objectif principal de ce projet était de comparer les forêts d’arbres décisionnelles (FAD) à la régression linéaire multiple (RLM) pour détecter les effets du sous-solage et des systèmes de drainage souterrain et de surface sur la hauteur des plants et la profondeur moyenne de la nappe durant la saison de croissance. Un essai de sous solage a été réalisé à l’automne 2014, dans une argilelimoneuse Kamouraska naturellement mal drainée, remodelée en planches arrondies et souffrant de compaction importante. L’essai comparait un témoin sans sous-solage à quatre traitements de sous-solage, soit une sous-soleuse sur bélier ou sur tracteur, opérées parallèlement ou perpendiculairement aux drains. Chaque traitement a été répété trois fois et disposé aléatoirement en autant de blocs. Au printemps 2016, 198 puits ont été creusés à 60 cm de profondeur pour enregistrer la profondeur de la nappe sous chaque traitement entre juin et juillet 2016. La photogrammétrie a été utilisée pour estimer la hauteur des plants de maïs. Les FAD et la RLM permettent de détecter les principaux facteurs affectant la hauteur des plants de maïs et la profondeur moyenne de la nappe, soit les aménagements antérieurs pour améliorer le drainage interne et le drainage de surface des sols. Les coefficients de détermination obtenus avec les FAD (R2 ≥ 0,94) étaient toutefois plus élevés que ceux obtenus avec la RLM (R2 ≥ 0,28). Aucun traitement de sous-solage n’a amélioré significativement le drainage interne ni la hauteur des plants de maïs par rapport au témoin sans sous-solage. Les FAD permettent en outre de mieux visualiser les relations non linéaires entre les variables prédites et les autres variables, notamment la position sur la planche et la distance aux drains souterrains, et finalement de déterminer les distances aux drains souterrains optimales (< 2 m) et critiques (> 4 m), la distance optimale à la raie de curage (> 8 m) et la profondeur moyenne critique de la nappe (< 0,25 m). Les FAD permettent ainsi de prédire la hauteur des plants de maïs et la profondeur moyenne de la nappe avec une plus grande précision qu’avec la RLM.

La raffinerie Ultramar de Saint Romuald sur la rive sud de Québec produit des carburants qui sont acheminés par l'Ultratrain du Canadien National vers la métropole montréalaise. Trois années après la mise en service de ces trains de 1200 m de longueur pour 8000 tonnes, l'un d'eux déraille en 1999 dans une zone marécageuse où le sol naturel sous le remblai est un massif de tourbe. Les tourbes sont des sols organiques très compressibles saturés en eau et qui contiennent des fibres végétales. En 2004, au même endroit, un second déraillement a lieu. Le Bureau de la Sécurité des Transports (BST) et le Canadien National (CN) mandatent alors le département de génie civil de l'Université Laval pour étudier les conditions géotechniques de ces déraillements. Ainsi, de juin à novembre 2006, une campagne de mesures sur le site est mise en place pour collecter des données sur les pressions interstitielles et les tassements qui surviennent dans la tourbe pendant le passage des trains. Des tassements cumulatifs d'environ 1 cm en 3 mois sont mesurés. Ils sont causés par la dissipation des surpressions interstitielles que les trains bâtissent pendant leurs passages répétés. Ces résultats ont été présentés au BST et au CN en décembre 2006. Une première hypothèse possible de rupture locale, progressive et soudaine du massif de tourbe par poinçonnement lors du passage d'un train est alors formulée. Début 2007, des essais de résistance au cisaillement sur la tourbe prélevée sur le terrain sont réalisés dans les laboratoires de l'Université Laval. Ce sol est caractérisé par un comportement en cisaillement fortement dépendant de l'orientation du plan de rupture par rapport au plan d'alignement des fibres végétales contenues dans la tourbe. Les fibres sont naturellement orientées dans des plans horizontaux, rendant la tourbe fortement anisotrope. Si le plan de rupture est confondu avec le plan d'alignement des fibres, alors la résistance au cisaillement est minimum et correspond à celle de la matrice de la tourbe sans l'influence des fibres. A l'inverse, si le plan de rupture coupe les fibres, alors la résistance est augmentée. La quantification de cette augmentation est l'objectif de la campagne d'essais en laboratoire. Des études précédentes ont montré que lorsque les tourbes sont sollicitées dans des plans coupant les fibres, celles-ci ont tendance à s'aligner dans le plan de rupture et ainsi à diminuer progressivement la résistance au cisaillement le long de ce plan. Ainsi, en utilisant les résultats obtenus en laboratoire et les données de terrain, un mécanisme de rupture utilisé pour analyser et expliquer le déraillement de l'Ultratrin a été développé. Les calculs montrent que la diminution de résistance engendrée par l'alignement des fibres le long des plans de rupture dans la tourbe est suffisante pour provoquer le poinçonnement soudain de la tourbe sous le passage d'un train. Finalement, cette recherche montre que la capacité portante du massif de tourbe est régie par Panisotropie de la tourbe due à la présence des fibres végétales. / The Saint Romuald's Ultramar refinery near Québec City produces gas which is transported to Montréal by the Canadian National's Ultratrain. Three years after the first passage of these huge trains, a derailment occurs in 1999 in a naturally formed swamp zone, where the subsoil consists of peat. Peats are organic, very compressible and water saturated soils. They are also characterised by fibres content. A second accident takes place nearby in 2004. The Civil Engineering department of Laval University is then asked by the Transportation Safety Board of Canada (TSB) and by the Canadian National (CN) to investigate the geotechnical conditions of those derailments. In situ pore pressures and settlements of the peat under the rail embankment are monitored from June to November 2006. An accumulation of settlement of 1cm in 3 months in the peat is measured. They are the result of the overburden pressures dissipation created by the successive passages of the Ultratrain. The report of mis study has been presented to TSB and CN in December 2006. A first assumption of a local, progressive and unexpected failure of the peaty soil by punching is suggested. Triaxial and simple shear tests are performed in the Laval University's laboratories on samples of the in situ native peat on the beginning of year 2007. The shear behaviour of the peat turns out to be related to the relative orientation of the failure plane compared to the plane of deposit of the plant's fibres in the soil. Those fibres are generally oriented in a horizontal plane. This makes of the peat a strongly anisotropic soil. If the failure plane is parallel to the fibres plane, the shear strength corresponds to the strength of the matrix of the peat without the fibres reinforcing effect. This shear strength is minimal. If the failure plan cuts the fibres, the reinforcing effect of the fibres increases the shear strength. The objective of the laboratory tests is to evaluate this increase. Previous studies on peat showed that fibres trend to come into alignment with a failure plane, which decreases strongly the shear strength through this plane. The results of these tests and of the in situ investigations are used to develop a failure mechanism of the peat under the embankment. This mechanism explains the 2004 derailment. Calculations show that the shear strength's decrease caused by the fibres realignment is sufficient to produce the sudden failure of the peat by punching. Eventually, this study shows that the bearing capacity of the peat under the rail embankment is ruled by the anisotropic structure of the peat given by the fibres.