Les contraintes hydro-mécaniques des ouvrages de terrassement nécessitent le développement d'un modèle capable de simuler les chemins de séchage et d'humidification du sol.

Il existe plusieurs façons de modéliser les courbes de rétention. La première approche consiste à utiliser des corrélations expérimentales. C'est l'approche des modèles de Brooks et Corey (1964) Van Genuchen (1980) ou Gallipoly et al. (2003).

La seconde approche consiste à simuler les courbes de rétention par un modèle élasto-plastique incrémental (Arairo W., 2013). Cette méthode nécessite la connaissance de la courbe expérimentale de saturation et d'imbibition pour prédire le comportement d'une autre courbe de rétention. Elle utilise (a, n, m, Srsat, Srres) les paramètres de Van Genuchen (1980) et deux courbes limites de rétention.

La troisième approche est de considérer la modélisation physique des sols non saturés. Avec cette méthode, il n'y a pas besoin de choisir à priori des formes particulières des courbes de rétention, qui sont considérée alors comme une conséquence des hypothèses physiques. C'est l'approche utilisée dans le présent document. La présente étude se focalise sur un modèle théorique basé sur des particules sphériques en agencement élastique, qui peut être considéré comme un procédé simplifié de DEM. Dans un premier temps un modèle uniforme est présenté avec un seul diamètre de particules du sol. Une deuxième étape étend l'utilisation du modèle aux sols à granulométrie étendue. Le modèle utilise seulement 5 paramètres physiques.

Le résultat du modèle est comparé à la courbe de rétention expérimentale de deux échantillons différents de particules uniformes de verre (de 80mm, 300mm) et deux sols à granulométrie étendue, un échantillon de verre graduée (4-140mm) et le limon de Livet-Gavet (2mm-50mm). Il montre sa capacité à prédire les courbes expérimentales de rétention et il permet une meilleure corrélation avec l'expérience que la théorie de Brooks et Corey (1964).