fiche synthese-granulats materiaux

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  • Plusieurs mthodes de laboratoire permettent la mesurede la teneur en eau des granulats.Vous ne trouverez expos en dtail dans cette fiche quela mthode simplifie dite de La pole frire.Les mthodes normalises utilisent la mthode parschage en tuve ventile ( T de 105 C).

    DFINITIONSLa teneur en eau w dun granulat est dfinie par lerapport :

    w = Masse.deau.contenue;dans.le.granulatMasse.de.granulat. sec

    Ou

    w = Masse.humideMasse.se`cheMasse.se`cheElle peut tre exprime en pourcentage :W % = 100x (Masse deau)/(Masse sche)

    PRINCIPE DE LA MTHODELa teneur en eau est dtermine exprimentalement endesschant une quantit connue de granulats jusqu'masse constante.

    MATRIEL NCESSAIRE Une balance porte 5 kg, prcision 1 g. Une pole, diamtre 30 cm environ (ou autre rcipientmtallique de mme dimension) adapte au mode dechauffage. Une raclette en mtal. Une plaque chauffante, puissance 1500 watts ou unrchaud gaz.

    MODE OPRATOIRE Tarer la pole puis y peser une masse Mh de granulatsfrachement prlevs

    Mh

    Placer la polecontenant les granulats sur luneplaque chauffante. Agiter doucement les granulats l'aide de la raclette pourfaciliter le schage.

    Quand les granulats paraissent secs, laisser refroidir etpeser une premire fois.

    Ms

    Prolonger le schagejusqu' obtention de lamasse constante Ms (la

    masse est considre constante lorsque deux pesessuccessives de lchantillon espaces de quelquesminutes ne diffrent pas de plusde 0,1 %).

    EXPRESSION DES RSULTATSLa teneur en eau W % a pour valeur :

    w = 100. MhMsMs

    ExempleMasse des granulats humides : Mh = 1000 gMasse des granulats secs : Ms = 950 gTeneur en eau :W = 100. (1000-950)/950 = 5,3 %

    RELATIONS DUSAGE

    Mh = (1 +w).Ms

    Ms = Mh1+w

    LES MODES OPERATOIRES DU LABORATOIRE GENIE CIVIL GRANULATSTENEUR EN EAU DUN GRANULAT

    Selon NF ...........Niveau: PREMIERE et TERMINALE STI GC

    Page 1 sur 1

  • La qualit des granulats utiliss dans le bton est unfacteur trs important : en plus d'une bonne rpartitiongranulaire et d'une forme favorable un granulat doitprsenter une propret satisfaisante.

    En effet, si les granulats sont enrobs par une quantitexcessive d'lments fins, gnralement argileux,ceuxci empchent une bonne adhrence de la pte deciment, entranant ainsi une chute des rsistancesmcaniques du bton.

    DFINITIONSLa propret superficielle est dfinie comme tant lepourcentage en masse de particules de dimensionsinfrieures 0,5 mm adhrentes la surface oumlanges un granulat de dimension suprieure 2mm.

    PRINCIPE DE LA MTHODELes lments fins contenus dans le granulat testersont spars par lavage sur un tamis d'ouverture 0,5mm. Leur pourcentage est dtermin par pese aprsschage du refus.

    MATRIEL NCESSAIRE Un tamis de 0,5 mm. Une balance, porte 5 kg, prcision 1 g. Une tuve permettant le schage, ou tout autremoyen de schage : par exemple, four micro-ondesou pole frire.

    MODE OPRATOIRE Echantillonner de faon reprsentative une quantitE de matriau.

    mh Mh

    A partir de l'chantillon E, prlever une petitequantit pour mesurer la teneur en eau: mh

    Peser la totalit de ce qui reste: Mh.

    Effectuer la mesure de la teneur en eau sur la partiemh, soit w

    W = 100.(mh - ms) / ms

    A partir de ce rsultat, calculer la masse sche Mscorrespondant la partie Mh

    Ms = Mh / (1+w)

    Procder au lavage de la fraction Mh sur le tamis de0,5 mm jusqu' ce que l'eau qui s'coule au travers dutamis soit claire.

    Scher la fraction lave jusqu' masse constantedtermine par pese au gramme prs ; soit Ms.

    EXPRESSION DES RSULTATSLa masse sche m des lments infrieurs 0,5 mmest donc : Ms - Ms

    La propret superficielle P exprime en % est donnepar le rapport :

    p = 100.(MsMs )

    Ms

    INTERPRTATION DES RSULTATSSpcificationsLa norme XP P 18-540 Granulats - Dfinitions,conformit,spcifications fixe les seuils de la propretsuperficielle des gravillons pour btons hydrauliques,aux valeurs du passant 0,5 mm suivantes : 1,5 % pour les gravillons peu ou pas concasss ; 3 % pour les gravillons de roches massivesconcasses.

    LES MODES OPERATOIRES DU LABORATOIRE GENIE CIVIL GRANULATSPROPRETE DUN GRAVILLON

    Selon NF Niveau: PREMIERE et TERMINALE STI GC

    Page 1 sur 1

  • Prendre un rcipient calibr de volume connuV0.Peser ce rcipient vide M0

    Verser le matriau dans la rcipient calibrjusquau refus avec les mains formantentonoir et situes 10 cm au dessus durcipient.

    Araser le granulat (dans 2 directionsperpendiculaires) avec une rgle araser, detelle sorte remplir parfaitement le rcipient.Attention ne pas tasser le matriau lors decette manipulation

    Peser le rcipient ainsi rempli. Soit M1

    La masse volumique apparente est donnepar la formule:

    Mv app = (M1 M0) / (V0)

    M1 M0 exprim en kg reprsente la masse de

    l'chantillon,V0 exprim en dm3 reprsente le volume du rcipient

    ,Mv app est la masse volumique apparente exprime

    en kg/dm3.

    Attention utiliser une balance de prcisionadapte,

    LES MODES OPERATOIRES DU LABORATOIRE DE GENIE CIVIL GRANULATSMASSE VOLUMIQUE APPARENTE

    Niveau 1 et Tale GC

    Page 1 sur 1

  • MATERIEL NECESSAIRE!Une srie de tamis normaliss. !Une tamiseuse. !Une balance de porte minimale 6 000 g, de 1 g!de prcision pour les peses en refus cumuls.!Une srie de grilles fentes

    CORRESPONDANCE TAMIS / GRILLES

    2,54 / 543,155 /6,35

    46,3 / 86,358 /108

    6,310 / 12,510812,5 / 1612,5

    1016 / 201612,520 / 25201625 / 31,5252031,5 / 4031,52540 / 5040

    31,550

    Ecartement dela grille E

    Classe granulaired / D

    Ordre destamis

    MODE OPERATOIRE"La masse de lchantillon de gravillon doit tre

    suprieure 0,2xD (D en mm)"Reprer la grille de plus faible cartement ainsi que le

    tamis correspondant."Tamiser lchantillon sur ce tamis et conserver le

    refus, peser ce refus M0. "La colonne de tamis sera constitue des tamis

    correspondant chaque grille.

    "Empiler les tamis dans lordre croissant, placer lacolonne ainsi constitue sur la tamiseuse, brider lacolonne.

    "Verser le granulat dans la colonne"Rgler la dure de tamisage sur au moins 7 minutes,

    puissance moyenne (peu de bruit) et interrompuventuellement.

    "Effectuer le tamisage"Pour chaque tamis, peser le refus

    lmentaire MG !Passer ensuite le refuslmentaire la grille, recueillir lepassant et le peser Me!Le coefficient dapplatissementde cette classe granulaire est100x(Me/MG)

    "Proceder de mme pour les autrestamis.

    "Le coefficient dapplatissementglobal A est donn par:

    .

    Porter les rsultats mesurs en g dans un tableau.

    LES MODES OPERATOIRES DU LABORATOIRE GENIE CIVIL GRANULATSCOEFFICIENT DAPPLATISSEMENT DUN GRAVILLON

    Selon NF P 18-561Niveau: BTS BATIMENT

    Page 1 sur 1

    A = !Me!MG .100

    A = (Somme(Me)/M x100 =

    Somme (Me) =M=somme(MG) =

    ..........12.520/251625/31.52031.5/402540/50

    100.(Me/MG)Passant

    MeEcartgrilleMG

    Classed/D

    Tamisage sur grilleTamisage surtamis

  • MATERIEL NECESSAIRE Une srie de tamis normaliss. Une tamiseuse. Une balance de porte minimale 6 000 g, de 1 gde prcision pour les peses en refus cumuls.

    MODE OPERATOIRE! Apres observation du granulat, faire choix du tamis le plus

    fin et du tamis le plus gros. On sarrange en gnral pourque le granulat passe entirement au travers du tamis leplus gros.

    ! Empiler les tamis dans lordre croissant, placer la colonneainsi constitue sur la tamiseuse, brider la colonne.

    ! Verser le granulat dans la colonne! Rgler la dure de tamisage sur au moins 7 minutes,

    puissance moyenne (peu de bruit) et interrompuventuellement.

    ! Effectuer le tamisage! Peser les refus en cumul. Cest dire, peser le

    contenu du premier tamis puis y ajouter le contenudu tamis immdiatement infrieur pour avoir lerefus cumul, et ainsi de suite.

    ! Porter les rsultats des refus cumuls en g dans untableau.

    ! Calculer les refus cumuls en %! Calculer les tamisats en %! Tracer la courbe.

    " REFUS en % sur un tamis:

    Ren.% =Rfus.en.g

    Masse.totale.se`che.avant.lavage.de.l echantillon .100

    " TAMISAT EN % un tamis:Ten.% = 100 Ren.%" CLASSE GRANULAIRE d/D: taille en mm du plus fin et du plus gros grain composant le granulat. La

    dtermination de d et de D est faite conventionnellement suivant la norme FP 18-101" MODULE DE FINESSE:

    somme des refus cumuls en % sur les tamis 0.16; 0.315; 0.63; 1.25; 2.5; 5; 10; 20; 40; 80.Mf = 1100 (R016 + R0,315 + R063 + R1.25 + R2.5 + R5 + R10 + R20 + R40 + R80 )

    LES MODES OPERATOIRES DU LABORATOIRE GENIE CIVIL GRANULATSANALYSE GRANULOMETRIQUE DUN GRANULAT

    Selon NF P 18-560 Niveau: PREMIERE et TERMINALE STI GC

    Page 1 sur 1

  • La masse volumique relle du granulat est donne par la formule; r = M/(M1+M-M2)

    M2

    Remplir le pycnomtre moiti deau, chasser les bullesdair puis complter le volume avec de leau jusquau traitrepre ou jusquau refus. Peser cet ensemble M2

    3

    MPeser prcisment une masse M de matire compatible avecles dimensions du pycnomtre.Introduire cette masse dans le pycnomtre.

    2

    M1Remplir le pycnomtre deau refus ou jusquau trait reprepuis peser cet ensemble1

    La masse volumique relle est donne par la formule: r = M / (V2 - V1)

    V2

    Verser dans lprouvette lchantillon de granulat,tapoter lprouvette de manire faire remonter lesbulles dair puis mesurer le volume final ATTENTION aux units

    3

    V1

    Remplir une prouvette gradue dun volume V1 deau,noter ce volume ATTENTION aux units2

    M1Mettre dans un rcipient, une quantit de granulat sec etla peser (de lordre de 300 700 g)1

    La masse volumique relle est donne par la formule: r = M1 / (M1 - M2)

    M2

    Masse de lchantillon dans leauPlonger le rcipient avec le granulat dans le seaudeau et le remplir ventuellement Peser lensemble2

    M1

    Masse de lchantillon dans lairMettre dans un rcipient, une quantit de granulatsec et la peser1

    LES MODES OPERATOIRES DU LABORATOIRE GENIE CIVIL SOLSMASSE VOLUMIQUE REELLE:

    METHODE DU PYCNOMETRE Selon NFP 18-554 METHODE DE LEPROUVETTE GRADUEE METHODE DE LA PESEE HYDROSTATIQUE

    Niveau: BTSBat

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  • NOTA: Les 2 mthodes ci-dessous, ne sont pas valables pour tous les matriaux (sols, liants,sables, gravillons) vous de savoir faire la distinction !

    La masse volumique relle du granulat est donne par laformule; r = 0.M/(M1+M-M2)

    Masse volumique relle de lchantillon

    M2

    Remplir le pycnomtre moiti deau (ou de liquide demasse volumique 0), chasser les bulles dair puis complterle volume avec de leau (ou de liquide de masse volumique0) jusquau trait repre ou jusquau refus. Peser cet ensemble M2

    3

    MPeser prcisment une masse M de matire (sol ou granulat) compatible avec les dimensions du pycnomtre.Introduire cette masse dans le pycnomtre.

    2

    M1Remplir le pycnomtre deau ou de liquide de massevolumique 0 refus ou jusquau trait repre puis peser cetensemble

    1

    La masse volumique relle est donne par la formule:r = M / (V2 - V1)

    Masse volumique relle

    V2

    Verser dans lprouvette lchantillon de granulat,tapoter lprouvette de manire faire remonter lesbulles dair puis mesurer le volume final ATTENTION aux units3

    V1

    Remplir une prouvette gradue dun volume V1 deau,noter ce volume ATTENTION aux units2

    M1Mettre dans un rcipient, une quantit de granulat sec etla peser (de lordre de 300 700 g)1

    LES MODES OPERATOIRES DU LABORATOIRE GENIE CIVIL SOLSMASSE VOLUMIQUE REELLE:

    METHODE DU PYCNOMETRE Selon NFP 18-554METHODE DE LEPROUVETTE GRADUEE

    Niveau: BTSBat

  • LES MODES OPERATOIRES DU LABORATOIRE GENIE CIVIL GRANULATSMASSE VOLUMIQUE REELLE : METHODE DE LEPROUVETTE GRADUEE

    SELON NFP Niveau : PREMIERE ET TERMINALE STI GC

    Page 0 sur 1

    Prendre une prouvette gradue et la remplir un certain niveau d'eau, lire le volume V1 (ou le niveau N1) puis, peser cette prouvette et relever la masse M1.

    Prlever une certaine quantit de matriau (celle-ci dpendra de la taille de l'prouvette). Inutile de peser la masse d'chantillon prlev.

    Verser le matriau dans l'prouvette, lire le nouveau volume V2 (nouveau niveau N2) puis, peser cette prouvette et relever la masse M2.

    La masse volumique relle est donne par : r = (M2 - M1) / (V2-V1)

    ! Les volumes des prouvettes sont exprims en ml, (on rappelle que1 ml = 1 cm3 & que 1l = 1dm3 = 1000 cm3) .

    Lecture volume d'eau V1

    Lecture masse M1

    Lecture volume d'eau V2

    Lecture masse M2

    Quantit de matriau M = M2 M1

  • LES MODES OPERATOIRES DU LABORATOIRE GENIE CIVIL GRANULATSMASSE VOLUMIQUE REELLE : METHODE DU BALLON

    SELON NFP

    Niveau : PREMIERE ET TERMINALE STI GC

    Page 0 sur 1

    Prendre un ballon (ou rcipient gros goulot). Le remplir intgralement deau en le couvrant de sa plaque de verre afin dliminer si ncessaire les bulles dair emprisonnes. Peser ce ballon plein deau avec sa plaque de verre et relever la masse de lensemble (ballon + plaque + eau) soit M1.

    Prlever une certaine quantit de matriau sec (celle-ci dpendra de la taille du ballon). Peser et relever la masse d'chantillon prlev soit M2

    Vider moiti le ballon Verser lintgralit du matriau (soit M2) dans le ballon. Attention ne pas en perdre. Une fois le matriau vers, remplir nouveau celui-ci deau sil nest pas entirement plein et mettre en place la plaque au dessus afin dliminer les bulles dair. Peser et relever la masse de lensemble (ballon + plaque + eau + chantillon prlev) soit M3

    La Masse Volumique Relle du granulat est donne par la formule:

    r = (M2).eau/ (M1 + M2 M3)

    ! eau est la masse volumique de l'eau qui sera prise gale 1 kg/dm3 ! La prcision de la mesure est dpendante de la prcision des balances utilises et de la qualit de

    la mesure (pas de perte, pas de bulle, ) ! En relevant les masses en kg, la masse volumique obtenue est exprime en kg/m3.

    lecture masse M1

    Lecture masse M3

  • Lessai dquivalent de sable permet de mesurer lapropret dun sable. Il rend compte globalement de laquantit et de la qualit des lments fins contenusdans ce sable.

    DEFINITIONSL'quivalent de sable (ES) est le rapport multipli par100 de la hauteur de la partie sableuse sdimente(propre), la hauteur totale du flocult et de la partiesableuse sdimente.

    PRINCIPE DE LA METHODELessai consiste faire floculer les lments fins d'unsable mis en suspension dans une solution lavantepuis,aprs un temps de mise au repos donn, mesurer lahauteur des lments sdiments.Il est effectu sur la fraction du sable passant au tamis mailles carres de 5 mm.

    MATERIEL NECESSAIRE Un tamis de 5 mm, avec rceptacle. Une balance, porte 5 kg, prcision 1 g. Deux prouvettes cylindriques transparentes ,munies de deux repres 100 et 380 mm de la base. Un bouchon de caoutchouc s'adaptant sur lesprouvettes. Un entonnoir large ouverture pour transvaserl'chantillon. Un piston tar de 1 kg 5 g. Un rglet mtallique gradu, de 500 mm delongueur.

    Un flacon de 5 litres muni d'un siphon (plac 1mtre au-dessus de la table de travail). Un tube laveur reli au flacon. Solution lavante pour quivalent de sable (solutiontoute prte : flacon de 125 ml diluer dans l'eaudistille pour obtenir un volume de 5 litres). Un chronomtre, prcision 1 seconde.

    MODE OPERATOIRE

    Prparation des chantillons pour essais Humidifier un chantillon de 500 g de sable , s'iln'est pas humide, afin d'viter les pertes de fines et lasgrgation. Tamiser le matriau humide sur le tamis de 5 mm.Laver le refus sur ce mme tamis en utilisant le moinsdeau possible et en associant les deux passants, jeterle refus.

    Prparation des 2 prises dessaiIl faut prendre une quantit de sable humidequivalente 120 g de sable sec, il faut donc mesurerla teneur en eau w. Prlever environ 100 g pour la dtermination de lateneur en eau w et effectuer la mesure..Ds la teneur en eau connue prparer 2 priseschacune de masse 120.(1+w) en g.

    Excution de l'essai

    Remplir l'prouvette de solution lavante jusqu'aupremier repre de 100 mm.

    Verser progressivement l'aide de l'entonnoir, laprise d'essai dans l'prouvette puis frapper fortement plusieurs reprises la base de l'prouvette surla paume de la main afin de dloger lesbulles d'air et favoriser lemouillage de l'chantillon.

    Laisser reposer 10 minutes.

    LES MODES OPERATOIRES DU LABORATOIRE GENIE CIVIL GRANULATSEQUIVALENT DE SABLE

    Selon NF P 18-598Niveau: PREMIERE et TERMINALE STI GC

    Page 1 sur 2

  • Boucher l'prouvette l'aide du bouchon decaoutchouc et lui imprimer 90 cycles de 20 cm 1 cmde course horizontale en 30 secondes 1 seconde, lamain ou mcaniquement.

    Retirer ensuite le bouchon, le rincer avec la solutionlavante l'aide du tube laveur au-dessus del'prouvette, rincer les parois de l'prouvette puisenfoncer le tube jusquau fond de l'prouvette

    ! Faire remonter les lments fins, tout en maintenant! l'prouvette en position

    verticale en procdant de lamanire suivante :l'prouvette tant soumise un lent

    ! mouvement de rotation,remonter lentement etrgulirement le tubelaveur.

    ! Lorsque le niveau du liquide atteint le trait represuprieur, relever le tube laveur de faon maintenirle niveau de liquide la hauteur du trait repre.Arrter l'coulement ds la sortie du tube laveur.

    Laisser reposer pendant 20 minutes 10 secondes.

    Mesurer l'aide du rglet la hauteur h1 du niveausuprieur du flocult par rapport au fond del'prouvette et la hauteur h2 du niveau suprieur dusable propre au fond de lprouvette.

    Descendre doucement le piston dans l'prouvette,jusqu' ce qu'il repose sur le sdiment. Pendant cetteopration, le manchon coulissant prend appui surl'prouvette.

    Bloquer le manchon coulissant sur la tige du piston.

    Introduire le rglet dans l'encoche du manchon,amener le zro contre la face infrieure de la tte dupiston.

    Lire la hauteur h2 du sdiment au niveau de la facesuprieure du manchon. Ces oprations sontschmatises ci-dessous

    Recommencer ces oprations avec la 2e prise d'essai.

    EXPRESSION DES RESULTATSL'quivalent de sable ES exprim en pourcentage estdonn par la formule :

    Equivalent de sable vue: ESV = 100 . h2/h1

    Equivalent de sable au piston: ES = 100. h2/h1

    Le rsultat final est la moyenne des deux valeursobtenues pour les deux prises d'essais.

    LES MODES OPERATOIRES DU LABORATOIRE GENIE CIVIL GRANULATSEQUIVALENT DE SABLE

    Selon NF P 18-598Niveau: PREMIERE et TERMINALE STI GC

    Page 2 sur 2

  • PRINCIPE DE LA MTHODEIl sagit de quantifier la quantit deau qui sinfiltredans les pores des gravillons, cette eau ne pouvantparticiper la raction dhydratation du ciment.Le gravillon est plong dans leau pendant un certaintemps, pong , pes puis sch. Le coefficientdabsorption est en fait une teneur en eau particulire.

    MATRIEL NCESSAIRE Une balance porte 5 kg, prcision 1 g. Un torchon ! Une tuve

    MODE OPRATOIRE" Prendre un chantillon de gravillon denviron 1000g

    le laver au tamis de 4mm, puis le scher ltuvejusqu masse constante. Soit Ms sa masse

    " Immerger lchantillon dans leau pendant 24heures.

    " Eponger soigneusement lchantillon avec unchiffon absorbant, les gros lments tant essuysindividuellement.

    " Peser lchantillon ainsi pong, soit Ma sa masse.

    EXPRESSION DES RSULTATS

    Le coefficient dabsorption du gravillon notAbG a pour expression:

    AbG =MaMs

    Ms

    LES MODES OPERATOIRES DU LABORATOIRE GENIE CIVIL GRANULATSCOEFFICIENT DABSORPTION DUN GRAVILLON

    Selon NF 18-554Niveau: PREMIERE et TERMINALE STI GC BTS Bat

    Page 1 sur 1

  • PRINCIPE DE LA MTHODEIl sagit de quantifier la quantit deau qui sinfiltredans les pores des grains de sable, cette eau nepouvant participer la raction dhydratation duciment.Le sable est plong dans leau pendant un certaintemps, puis sch progressivement jusqu ltat ditdcoulement libre (mesure au cne). Le coefficient dabsorption est en fait une teneur eneau particulire.

    MATRIEL NCESSAIRE Une balance porte 5 kg, prcision 1 g. Un moule tronconique et pilon ! Un sche cheveux

    MODE OPRATOIRE" Prendre un chantillon de sable denviron 600g , le

    scher ltuve jusqu masse constante. Soit Ms samasse

    " Immerger lchantillon dans leau pendant 24heures.

    " Etaler lchantillon sur une surface non absorbante.

    Exposer le sable un flux dair chaud en le remuantpour assurer un schage uniforme en veillant neperdre aucun lment du sable.

    " Continuer lopration jusqu ce que le sableapproche ltat dcoulement libre (grains libres detoute forcr capillaire)

    " Remplir alors le moule sans tasser et damerlgrement 25 coups. Retirer le moule.

    " Si lhumidit demeure, lchantillon garde la formedu moule, il faut alors le scher un peu plus etrecommencer lessai.

    " Si ltat dcoulement libre est atteint, lchantillondam saffaisse au dmoulage, lessai est termin.

    " Peser la totalit de lchantillon soit Ma la masse.

    EXPRESSION DES RSULTATS

    Le coefficient dabsorption du sable not AbSa pour expression:

    AbS =MaMs

    Ms

    LES MODES OPERATOIRES DU LABORATOIRE GENIE CIVIL GRANULATSCOEFFICIENT DABSORPTION DUN SABLE

    Selon NF 18-555Niveau: PREMIERE et TERMINALE STI GC BTS Bat

    Page 1 sur 1

  • LES MODES OPERATOIRES DU LABORATOIRE GENIE CIVIL GRANULATS CLASSE GRANULAIRE

    Selon NF P 18-101 Niveau Premire

    DETERMINATION DE LA CLASSE GRANULAIRE DUN GRANULAT

    Cas o D > 1.58xd

    Haut de courbe granulomtrique Dtermination de D

    Bas de courbe granulomtrique Dtermination de d

    N B ; Si on trouve d