L'étude des sols latéritiques de la région de l'Agnéby en Côte d'Ivoire a été effectuée sur les données géotechniques des rapports d'étude de dix sections de routes construites en utilisant des graveleux latéritiques dans la structure de chaussée. Ces données comportaient des courbes granulométriques, des limites de consistance pour la fraction fine, des résultats d'essais Proctor modifié et d'essais CBR. Ces données ont fait l'objet de traitements statistiques classiques (caractérisation de la variabilité de chaque paramètre géotechnique, recherche de corrélations entre paramètres) et d'une analyse factorielle en composantes principales de l'ensemble des données (188 prélèvements). L'étude conclut que les échantillons de sols latéritiques analysés ont des propriétés assez voisines pour que l'on ne puisse pas les différencier clairement par analyse statistique. Elle conclut qu'il serait utile de prolonger l'étude en couvrant un territoire suffisamment grand (pays, partie du continent africain) pour qu'on y trouve les différents types de sols latéritiques décrits dans la littérature, notamment des latérites de forêt comme celles de l'Agnéby, des latérites de savane et des latérites de cuirasses anciennes. Le mémoire propose une méthodologie pour cette étude plus générale. Le mémoire comprend six chapitres, une introduction et une conclusion générales et donne en annexe l'ensemble des valeurs des données géotechniques utilisées.

Les latérites sont les sols les plus utilisés dans les travaux de génie civil, plus particulièrement en construction routière dans la plupart des pays de la zone intertropicale. Ce sont des sols résiduels ou détritiques provenant de l’altération des roches préexistantes. Ces sols contiennent en quantité appréciable des oxydes de fer et d’aluminium, de la kaolinite et de la silice, mais de faibles quantités d’oxydes de titane, de manganèse, de magnésium, …, etc. La grande diversité des composés chimiques des latérites rend leur caractérisation malaisée. En outre, les documents normatifs et les guides techniques utilisés pour le dimensionnement des chaussées en Afrique subsaharienne pour la plupart inadaptés, ne prennent pas en compte la spécificité des conditions climatiques et environnementales des formations latéritiques dans les projets routiers. Une caractérisation interdisciplinaire de ces sols avec la prise en compte des facteurs intervenant dans le processus de latéritisation permettrait de déterminer des propriétés plus précises, plus pertinentes et beaucoup plus représentatives. Ce travail a pour vocation la caractérisation et la détermination de l’aptitude des sols latéritiques du sud-ouest du Niger. La zone concernée par l’étude comporte sept gisements latéritiques aux contextes géologiques forts différents les uns des autres. Notre étude, basée sur diverses approches a permis de déterminer les propriétés géotechniques et mécaniques des sols d’une part et les propriétés chimiques et minéralogiques d’autre part. À l’issue de l’étude, deux catégories de sols sont à distinguer : [1] les sols de bonne portance : d’indice CBR de l’ordre de 100 contiennent en moyenne une teneur en fines n’excédant pas 12% et un indice de plasticité inférieur à 15. Pour ces sols, la portance dépend beaucoup de la taille des particules. Ces derniers ont une résistance élevée au cisaillement et un angle de frottement interne effectif φ’ de l’ordre de 40° ainsi qu’une cohésion effective c’ supérieure à 10 kPa. Leur comportement est dilatant au cours du cisaillement. Ils présentent de faibles valeurs en indice de vide et en perméabilité. De même, leur amplitude de tassement est faible. La bonne portance de ces sols se justifie principalement par leur teneur appréciable en oxydes de fer. L’attaque de la matrice fine par ces derniers se fait de manière diffuse ou par concrétionnement sous forme de cercles d’oolithes et de pisolithes ovoïdes tangents. [2] les sols de faible portance : la fraction fine et l’indice de plasticité sont élevés, respectivement de l’ordre de 25 et 30. La portance est de l’ordre de 30, l’angle de frottement interne inférieur à 30° et la cohésion inférieure à 5 kPa. Ces sols résistent faiblement au cisaillement et leur comportement est contractant, c’est-à-dire celui d’un sable lâche. Ils sont plus compressibles, encore moins perméables avec un coefficient de gonflement élevé. La faible portance de ces sols est imputable à leur faible teneur en oxydes de fer, ainsi que le mode d’attaque qui se fait de manière isolée.L’amélioration des sols présentant une faible portance a été expérimentée en y rajoutant séparément une certaine teneur en liant hydraulique (ciment), en chaux (CaO) et en nodules latéritiques. Les analyses minéralogiques et chimiques ont montré que l’ajout des produits a conduit à une modification texturale et a favorisé la mise en place de composés chimiques néo-synthétisés ayant pour rôle principal de renforcer les liaisons entre les éléments minéraux contenus dans les échantillons de sol latéritique. Dans la plupart des cas, les échantillons améliorés ont présenté une bonne portance validant ainsi leur aptitude en construction routière. / Laterites are the most commonly used soils in civil engineering works, particularly in road construction in most countries of intertropical region. These are residual or detrital soils resulting from the alteration of pre-existing rocks. These soils contain a considerable quantity of iron and aluminum oxides, kaolinite and silica, but small quantities of titanium oxides, manganese, magnesium, etc. The large diversity of the chemical compounds of laterites makes their characterization difficult. Moreover, specification documents and technical guides used for road design in sub-saharan Africa, most of them unsuitable, do not take into account the specificity of climatic and environmental conditions of laterite formations in road projects. An interdisciplinary characterization of these soils, taking into account the factors involved in the lateritization process, should make it possible to be determined more precisely. It’s also the best way to get more relevant and much more representative properties. The aim of this work is to characterize and determine the lateritic soils suitability of southwestern Niger in road construction. The area covered by the study consists of seven lateritic deposits with strong geological different contexts from one to another. Our study, based on various approaches, made it possible to determine the geotechnical and mechanical properties of the soils on the one hand and the chemical and mineralogical properties on the other hand. At the end of the study, two categories of soils are to be distinguished: [1] soils with good bearing capacity : CBR of around 100 contain average fines content not exceeding 12% and a plasticity index less than 15. For these soils, the bearing capcity depends very much on the size of the particles. They have a high shear strength, an effective internal friction angle φ' of the order of 40° and an effective cohesion c' greater than 10 kPa. Their behavior is dilatant during shear. They have low values in void ratio and in index permeability. Similarly, their amplitude of settlement is low. The good bearing capacity of these soils is mainly justified by their appreciable iron oxides content. The attack of the microstructure by the latter is done in diffuse way or by concretionary circles of oolites. [2] the soils of low bearing capacity : the fine fraction and the plasticity index are high respectively of the order of 25 and 30. The bearing capacity is around 30, the internal friction angle is less than 30° and the cohesion less than 5 kPa. These soils are weak to the shear and their behavior is contracting (loose sand behavior). They are more compressible and less permeable with a high swelling coefficient. The low bearing capacity of these soils is attributable to their low iron oxide content and to the mode of attack which is carried out in isolated way.The improvement of soils with low bearing capacity has been tested separately by adding a certain amount of hydraulic binder (cement), lime (CaO) and lateritic nodules. Mineralogical and chemical analyzes showed that the addition of the products led to a textural modification and favored the production of neo-synthesized chemical compounds whose main role was to strengthen the links between the mineral elements contained in the lateritic samples. In most cases, the improved samples showed good bearing capacity and validated their road pavement suitability.

L’enjeu actuel autour de la gestion des MIDND est de valoriser, dans la mesure du possible, les mâchefers sur les chantiers routiers à maîtrise d’ouvrage publique ou privée, tout en tenant compte de la réglementation en vigueur et en réalisant un suivi rigoureux dès l’élaboration jusqu’à leur mise en place. Un des freins de la valorisation des MIDND est relatif aux critères de qualité de plus en plus contraignants. Parmi les polluants potentiels qui peuvent entrainer des restrictions environnementales d’utilisation, les éléments trace métalliques (ETM), dont le comportement en fonction des paramètres que sont la maturation et la granulométrie reste peu connu, sont des plus préoccupants. Dans cette thèse, l’approche développée a permis de définir les conditions favorables au relargage des ETM suivants : Cu, Cr, Pb, Sb, Ni et Zn. La démarche scientifique s’articule autour de trois grands axes : Le premier axe concerne le développement d’une méthode de caractérisation pertinente des MIDND (notamment de la fraction organique et de la fraction minérale polluante) afin de pouvoir mieux juger de leurs qualités. La matrice initiale d’étude prélevée sur un site industriel ainsi que ses fractions granulométriques, ont été finement analysée, tant d’un point de vue physico-chimique qu’en ce qui concerne leur comportement environnemental. La modélisation géochimique basée sur ces données physicochimiques et de lixiviation permet d’identifier des phases majoritaires et de simuler le comportement du matériau dans la perspective de prévoir l’évolution du MIDND en conditions spécifiques de stockage ou de valorisation. Le deuxième axe décrit l’impact des conditions de maturation, et du fractionnement granulométrique sur l’évolution de la qualité des MIDND. Trois différentes conditions de maturation (naturelle sur plate-forme; accélérée sur petit tas; forcée) ont été étudiées. Les résultats montrent que les changements dans la composition chimique et minéralogique des MIDND étudiés et de leurs fractions granulométriques sont plus significatifs lorsque la maturation progresse. La maturation naturelle accélérée et la carbonatation forcée limite la lixiviation du Cu, du Pb et du Zn. Au contraire, la lixiviation du Cr, de Sb, des Cl- et des SO42- augmente lorsque le pH diminue. Le troisième axe est dédié à l’étude de l’utilisation des MIDND comme matière première secondaire dans un scénario de valorisation alternatif aux utilisations en sous-couches routières classiquement pratiquées. Le scénario consiste à incorporer les MIDND dans un coulis auto-compactant utilisable pour l’élargissement de chaussées ou le comblement de fossés. Une formulation a pu être définie. La conformité des performances mécaniques, géotechniques et environnementales aux spécifications d’usage normalisées, est encourageante pour les potentiels utilisateurs des MIDND en technique routière. / Current challenge of Municipal Solid waste Incineration (MSWI) bottom ash management lays in its valorization, mainly to be used in road construction projects. The process must take into account environmental regulations and conduct rigorous monitoring from production to utilization. One constraint in the assessment of MSWI bottom ash is related to quality criteria which is becoming more restrictive. Among potential pollutants that can cause environmental use restrictions are metal trace elements (MTE), whose behavior based on weathering and grain size is not yet well known and represent one of greatest concern. In this thesis, the developed research approach defined the favorable conditions for Cu, Cr, Pb, Sb, Ni and Zn release. The aforementioned approach is based on three pillars: The first pillar focuses on the development of a pertinent characterization method for bottom ash (including the polluting organic and mineral fraction) aiming at a better assessment of its properties. The initial study matrix, taken from an industrial site, was carefully analyzed from both, physico-chemical and environmental performances. Geochemical modeling based on physico-chemical and leaching data, allowed to identify the main mineral phases and to simulate material behavior with the purpose of predicting the evolution of MSWI bottom ash in specific storage or valorization conditions. The second pillar describes the impact of weathering conditions and size partitioning on MSWI bottom ash quality evolution. Three different weathering conditions (natural on industrial scale heap; accelerated on small heap; and forced) were studied. The results showed that changes in the chemical and mineralogical composition of MSWI bottom ash as well as in its size fractions are more significant when the weathering proceed. The natural accelerated weathering and the forced carbonation limited the leaching of Cu, Pb and Zn, whereas, the leaching of Cr, Sb, Cl and the SO42- increased as pH decreased. The third pillar focuses on the study of MSWI bottom ash alternative utilization as secondary raw material for the typically practiced road sub-layers construction. It consisted of incorporating MSWI bottom ash in a self-compacting material used for pavement sub-layer or coated road shoulders structures. A formulated material was obtained by mixing MSWI bottom ash, water and cement as a hydraulic binder. The results of the mechanical, geotechnical and environmental assessment are promising for MISWI bottom ash potential use in road construction.