[es] La tesis tiene como objetivo caracterizar el comportamiento hidromecánico de una arena limosa compactada y con raíces (Cynodon Dactilon). El estudio ha permitido evaluar el impacto de la vegetación en este suelo, que ha sido utilizado en un terraplén experimental. El estado de arte indica que las raíces mejoran las propiedades de resistencia al corte de un suelo, mientras que hay resultados contrastantes en términos del comportamiento hidráulico. Además, se carece de información sobre cómo las raíces afectan a la microestructura del suelo y sus consecuencias a escala macroscópica. Se siguió un protocolo para la compactación del suelo y el crecimiento de las raíces para la preparación de todas las muestras estudiadas. El suelo se compactó ligeramente, se humedeció en condiciones no confinadas para favorecer el crecimiento de la planta, y luego se secó a diferentes estados hidráulicos. Se utilizaron varias técnicas para caracterizar las propiedades geométricas y mecánicas de las raíces. Se realizaron ensayos de corte directo, edométricos y triaxiales con equipos de grandes dimensiones. Se observaron diferentes respuestas de tensión-deformación en el suelo con vegetación debido a los diferentes mecanismos de rotura de las raíces y a la combinación de humedad y de succión en el suelo. Los resultados se interpretaron con leyes constitutivas en términos de tensiones efectivas para suelos parcialmente saturados. En las muestras con raíces se observaron sistemáticamente deformaciones mayores de compresión durante el desarrollo del corte. Las raíces afectaron ligeramente el ángulo de fricción y desarrollaron un aumento en la cohesión del suelo. Estas observaciones también se confirmaron mediante ensayos de tracción, que se realizaron a diferentes estados de crecimiento de las raíces. Se propuso una expresión constitutiva para predecir el aumento de la cohesión en función de las propiedades de las raíces y el estado hidráulico del suelo. En cuanto al comportamiento hidráulico, las raíces inducen un aumento de la permeabilidad saturada del suelo y una disminución en la capacidad de retención al agua a medida que aumenta el volumen de las raíces en el suelo. Se realizaron ensayos de micro-tomografía de rayos X y de porosimetría de intrusión de mercurio sobre muestras con raíces. La información reconstruida de las dos técnicas ha indicado que las raíces han inducido el aumento de los poros de más de 100 micrómetros debido a la generación de fisuras y a fenómenos de interfase suelo-raíz, a la vez que han ocluido los poros más pequeños (menores de 5 micrómetros) debido a la producción de mucílago. Las fisuras también se han abierto por la retracción simultánea del suelo y de las raíces durante el secado. Estas alteraciones inducidas sobre la microestructura han permitido explicar mejor los cambios en las propiedades hidráulicas y de cambio de volumen del suelo. Se ha encontrado una relación entre el volumen de fisuras y el volumen de raíces, lo que ha permitido desarrollar y calibrar un modelo capaz de predecir las propiedades de retención al agua y los valores de permeabilidad del suelo. Los resultados experimentales se han utilizado para simular el efecto que tiene los diferentes crecimientos de las plantas sobre el comportamiento hidromecánico del terraplén instrumentado durante un episodio de lluvia. Los taludes con raíces se mantuvieron estables a lo largo de la simulación, incluso cuando estaban completamente saturados, gracias al refuerzo mecánico de las raíces. Sin embargo, la mayor permeabilidad del suelo vegetado tuvo una consecuencia negativa, que se evidenció con una drástica caída en el factor de seguridad del talud en las primeras etapas del episodio de lluvia.

[fr] La thèse vise à caractériser le comportement multi-échelles et hydro-mécanique du sable silteux pénétré par des racines de Cynodon Dactilon. L'étude permettra d'évaluer l'impact de la végétation sur ce sol compacté utilisé dans un remblai expérimental en extérieur. La littérature s'accorde à dire que les racines améliorent les propriétés de résistance au cisaillement du sol, tandis que des résultats contrastés ont été obtenus en ce qui concerne leur effet sur le comportement hydraulique. De plus il existe peu d'information sur la façon dont les racines affectent la microstructure du sol et leurs conséquences à l'échelle macroscopique. Un protocole de compactage du sol et de croissance de racines a été suivi pour la préparation de tous les échantillons testés. Le sol a été légèrement compacté, mouillé pour favoriser la croissance des plantes, puis séché jusqu'à différents états hydrauliques. Les plantes et la densité d'ensemencement ont été les mêmes que ceux utilisés dans le remblai. Plusieurs techniques ont été exploitées pour évaluer les caractéristiques géométriques et mécaniques des racines. Des essais de cisaillement triaxial et direct ont été effectués avec des équipements de grande dimension dans des conditions saturées et partiellement saturées. Différentes réponses de contraintedéformation ont été observées pour le sol végétalisé à différents états hydrauliques, en raison de différents mécanismes de rupture des racines. Les résultats ont été interprétés à l'aide de plusieurs lois de comportement pour les sols partiellement saturés afin de tenir compte des variables d'état et de stress. Des déformations de compression plus importantes lors du cisaillement ont été observées sur des échantillons avec racines. Les racines ont généré une augmentation de la cohésion du sol. Ces observations ont été confirmées par des essais de traction directe effectués à différents stades de croissance des racines. Une loi de comportement a été proposée pour prédire l'augmentation de la cohésion en connaissant les propriétés des racines et l'état hydraulique du sol. En ce qui concerne le comportement hydraulique, les racines ont induit une augmentation de la perméabilité saturée en eau du sol et une diminution de la capacité de rétention à mesure que le volume des racines augmentait. La tomographie microCT et la porosimétrie par intrusion de mercure ont été effectuées à différents états hydrauliques du sol sur des échantillons avec racines pour obtenir des informations sur les changements de la microstructure du sol. L'information reconstruite à partir des deux techniques a montré que les racines augmentaient généralement les macropores (plus de 100 micromètres) en raison de phénomènes de fissuration et des interfaces sol-racine tout en réduisant les pores plus petits (moins de 5 micromètres) en raison du colmatage dû au mucilage. L'ouverture des fissures a été augmentée par le retrait simultané du sol et des racines lors du séchage. Les altérations générées par la croissance des racines sur la structure du sol ont permis d'expliquer les différentes réponses hydrauliques du sol et aussi son changement de volume. Un bon accord entre le volume des fissures et le volume des racines a été trouvé et a permis de calibrer et de valider un modèle capable de prédire les propriétés de rétention d'eau et les valeurs de perméabilité du sol à partir des changements microstructurels observés. Les résultats ont été utilisés pour simuler l'effet de différentes périodes de croissance des plantes sur le comportement hydro-mécanique du remblai lors d'une chute de pluie. Les pentes végétalisées sont restées stables tout au long de la simulation, même complètement saturées, grâce au renforcement mécanique des racines. Néanmoins, la perméabilité plus élevée dans le sol végétalisé a eu une conséquence négative, qui a été mise en évidence par une baisse drastique du facteur de sécurité de stabilité de la pente aux premiers stades de l'événement hydraulique.