mÉmoire -...

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

FACULTE DES SCIENCES DE L’INGENIORAT

DEPARTEMENT DE GENIE CIVIL

MÉMOIRE

Présenté en vue de l’obtention du diplôme de MASTER

Option

Géotechnique

Par

Abidat Wafa

DEVANT LE JURY

EFFET DE TRAITEMENT DES SOLS ARGILEUX PAR LA

CHAUX ET LE SABLE SUR LES PROPRIETES DEPORTANCE

Directrice du mémoire G. BOUKHATEM MC Université Badji Mokhtar Annaba

Président B. SBARTAI Pr Université Badji Mokhtar Annaba Examinateurs A. HACEN CHAOUCH Pr Université Badji Mokhtar Annaba

N. CHELGHOUM

Pr Université Badji Mokhtar Annaba

ANNÉE : 2019

REMERCIMENTS

J’adresse mes sincères remerciements à

Tous les professeurs, intervenants et toutes les personnes qui par leurs

paroles, leurs écrits, leurs conseils et leurs critiques ont guidé mes

réflexions et ont accepté à me rencontrer et répondre à mes questions

durant mes recherches.

Je remercie

M es très chers parents, qui ont toujours été là pour moi,

« Vous avez tout sacrifié pour vos enfants n’épargnant ni santé ni efforts. Vous M’avez donné un magnifique modèle de labeur et de persévérance.

Je suis fier ».

À tous ces intervenants, je présente mes remerciements, mon respect et

ma gratitude

A

EFFET DU TRAITEMENT DES SOLS ARGILEUX PAR LA CHAUX ET LE SABLE SUR LES

PROPRIETES DE PORTANCE

Résumé

Travers la géologie des terrains, des sols peu convenables présentant une plasticité

élevée et une faible capacité de portance sont fréquemment rencontrés, il a été donc

nécessaire d’améliorer ces sols pour les rendre acceptables pour la construction. Ces

limitations pourraient être surmontées par l’amélioration des propriétés géotechniques des

sols en employant différentes méthodes. Le traitement à la chaux et le sable ou aux

liantshydrauliques est couramment utilisé afin d’éviter le transport, valoriser les

matériaux locaux, et implique une stabilisation des sols à des coûts très intéressants. La

modification des caractéristiques de compactage rend ce type de traitement

intéressantpour la mise en œuvre des sols secs et permettrait de réaliser des économies

d’eau et d’énergie. Dans ce contexte, une application du traitement d’un limon avec

différentspourcentage de chaux et sable. L’ajout a été ajoutée au sol étudié aux teneurs de

(2-4-6)% .Le but de ce projet est de connaitre l’effet du traitement des sols instables par

la chaux et le sable sur les caractéristiques de portance qu’on trouve positive.

Mots clé : traitement, amélioration, chaux, sable, compactage

الملخص

من خالل جيولوجيا التضاريس ، كثيرا ما تصادف التربة غير المناسبة ذات اللدونة العالية وقدرة الرفع

المنخفضة ، لذلك كان من الضروري تحسين هذه التربة لجعلها مقبولة للبناء. يمكن التغلب على هذه القيود عن طريق

استخدام المعالجة مع الجير والرمل أو المجلدات تحسين الخواص الجيوتقنية للتربة باستخدام طرق مختلفة. يشيع

الهيدروليكية لتجنب النقل ، وتقييم المواد المحلية ، وينطوي على استقرار التربة بتكاليف مهمة للغاية. إن تعديل

خصائص الضغط يجعل هذا النوع من العالج مشوقًا لتنفيذ األراضي الجافة ويسمح بتوفير المياه والطاقة. في هذا

لسياق ، تطبيق لعالج الطمي مع نسبة مختلفة من الجير والرمل. تمت إضافة اإلضافة إلى التربة قيد الدراسة عند ا

(٪. الهدف من هذا المشروع هو معرفة تأثير معالجة التربة غير المستقرة بواسطة الجير والرمل على 6-4-2درجات )

خصائص االنضغاط التي نجدها إيجابية.

الضغط. .الرمل .الجير.ين التحسالعالج. الكلمات المفتاحية :

Abstract

Through terrain geology, unsuitable soils with high plasticity and low lift capacity

are frequently encountered, so it was necessary to improve these soils to make them

acceptable for construction. These limitations could be overcome by improving the

geotechnical properties of soils using different methods. The treatment with lime and

sand or hydraulic binders is commonly used to avoid transport, to value local materials,

and involves a stabilization of the soil at very interesting costs. The modification of the

compaction characteristics makes this type of treatment interesting for the

implementation of the dry grounds and would allow saving of water and energy. In this

context, an application of the treatment of a silt with different percentage of lime and

sand. The addition was added to the soil under study at (2-4-6)% grades. The aim of this

project is to know the effect of the treatment of unstable soils by lime and sand on the

compacting characteristics that we find positive.

Key words: traittment, improvement, lime, sand, compaction

ETUDE BIPLIOGRAPHIQUE

Remerciement

Résumé

الملخص Abstract

Introduction générale …………………………………………… 02

Chapitre I :

I.1 Introduction………………………….……………………………………. 5

I.2 Définition d’un sol……………………………………………….. ……….. 5

I.2.1 Grains…………………………………………..………………............... 5

I.2.2 Pores………………………………………………………………........ 5

I.3 Identification et classification des sols instables :……………………......... 6

I.3.1 Caractérisation des sols instables………………………………………. 6

I.3.2 Les Argiles …………………………………………………………….. 7

I.3.2.1 Structure élémentaire des minéraux argileux………………………….. 7

I.3.2.2) Les différents types d’argiles ………………………...………………. 8

I.3.3 Les Limon…………………………………………………….………… 9

I.3.4 Les Marnes…………………………….…………..……………………. 10

I.4 Principaux problèmes des sols instables……….………………………….. 10

I.4.1 Phénomène de Gonflement ……………………...……………………… 10

I.4.2 Tassements…………………………………..………………………….. 11

I.4.3 Glissements ………………………………..………………………........ 11

I.5 Quelques cas pathologiques…………………..…………………………... 11

I.5.1 Cas des bâtiments ………………………………………… .................... 11

I.5.2 Cas des chaussées ………………………………………….…………... 12

I.6 Technique d’amélioration des sols ………...……………………………… 13

I.6.1 Méthodes mécaniques…………………………………………………… 13

I.6.1.1 Compactage dynamique……………………………………………….. 13

I.6.1.2 Vibro-compactage …………………………………………………….. 13

I.6.2. Méthode hydromécanique ……………………………………………… 14

I.6.2.1 pré chargement ou pré compression …………………………………… 14

I.6.2.2 Accélération de la consolidation par l’installation des drains verticaux… 15

I.6.3 Méthode Thermique 15

I.6.3.1 Déshydratation …………………………………………………………. 15

Sommaire

I.6.4 Méthodes chimiques .................................................... ………………. 16

I.6.4.1 Utilisation de la chaux ………………………………………………. 17

I.6.4.2 Utilisation de sable de dunes………………………………………… 17

I.6.4.3 Utilisation de sable de dunes dans le domaine routier………………. 18

I.7 La Chaux…………………………………………………………………. 18

I.7.1 Introduction ............................................................................................ 18

I.7.2 L'agent de traitement (la chaux) ........................................................... 19

I.7.2.1 Basicité ……………………………………………………………… 19

I.7.2.2. Fabrication …………………………………………………………. 19

I.7.2.3 Les différents types de chaux aériennes………………………………. 20

I.7.3.3 Domaines d’application ……………………………………………… 21

I.7.3.4 Action de la chaux sur les sols ……………………………………….. 21

I.8.1 Avantages de la technique………………………………………………. 23

I.8.1.1 Avantages Techniques ……………………………………………….. 23

I.8.1.2 Avantages Economiques……………………………………………… 23

I.8.1.3 Avantages Ecologiques et Environnementaux ……………………….. 23

I.8.3 Méthode d'utilisation de la chaux dans le traitement du sol……………... 24

I.8.3.1 Malaxage sur place …………………………………………………… 24

I.8.3.2 Préparation du sol à traiter ……………………………………………. 24

I.8.3.3 Epandage ……………………………………………………………… 24

I.8.3.4 Malaxage ……………………………………………………………… 24

I.8.3.5 Réglage ……………………………………………………………….. 25

I.8.3.6 Compactage …………………………………………………………… 25

I.8.3.7 Protection de surface ………………………………………………….. 25

I.9 Introduction......................................................................................... … 26

I.10 Définition de sable ............................................................................... 26

I.11 Les classe de sable ............................................................................... ... 27

I.12 Caractéristiques physicochimique ............................................................ 27

I.13 Ecologie des milieux sableux ................................................................... 28

I.14 les sable de dunes .................................................................................... 30

I.14.1 définition ............................................................................. ………….. 30

I.14.2 Intérêt de sable de dune .......................................................................... 30

I.15 conclusion .................................................................................................. 30

Chapitre II : caractérisation et classification du sol

étudie

II.1 Introduction …………..…………………………………………………. 32

II.2 Prélèvement des échantillons ……………………………………………. 32

II.3 Etude de sol ……………………………………………………………... 32

II.3.1 La Teneur En Eau ……………………………………………………… 33

II.3.2 Granulométrie …………………………………………………………. 34

II.3.3 Limite d’Atterberg …………………………………………………….. 36

II.3.4 Compactage……………………………………………………………. 41

II.4.4 Essai de compressibilité par paliers à l'oedometre........................................ 45

II.4.5 Essai de cisaillement rectiligne ……………………………………….. 48Conclusion ………...................................................…………………………. 51

Chapitre III : Présentation et interprétation des

résultats

III.1 Introduction …………………………………………………………… 54

III.2. Identification et classification des matériaux utilisés .............................. 54

III.3 Préparation du mélange ............................................................................ 57

III.4. Caractérisation mécanique ........................................................................ 58

III.4.1.Essai Proctor normal .............................................................................. 58

III.4.2.Essai cisaillement ..................................................................................... 63

III.4.3. Essai De Compressibilité A L'oedométre................................................ 70

Conclusion général

Conclusion Générale.................................................................................. 77

Références bibliographiques.

Annexe .

LA LISTE DES TABLEAUX

Chapitre I

Tab. I.1 : Les déférentes caractéristiques de la chaux……………………………21

Chapitre II

Tab. II.1 : caractéristique géotechnique du sol .................................................. 34

Tab. II.2 : Classification des sols en fonction de la limite de liquidité et de

l’indice de plasticité………………………………………………………………...40

Tab II.2 résultat de limite aterberg......................................................................... 41

Tab. II.3 : Les Déférents Types du Moule Proctor……………………………… 42

Tab. II.4 : Résultats de l’essai Proctor ………………………………………… 44

Tableau II.5 Résultats des essais de compressibilité { l’œdomètre par palier .... 48

Tableau II.6 Résultats de l’essai de cisaillement rectiligne...................................50

Tableau II.7 Résultats de l’essai de cisaillement…………….................................51

Chapitre III

Tableau III.1 Localisation de site Machtat la Ayoun......................................... 54

Tableau III.2 Caractéristique géotechnique …………………………………….. 55

Tableau III.2 Propriétés physiques et chimiques de la chaux de Saida... 56

Tableau III.3 caractéristique physiques du sable de dunes. 57

Tableau III.4 Influence du pourcentage de sable et de la chaux sur Proctor... 59

Tableau III.5 Influence du pourcentage du sable et de la chaux sur cisaillement ... 64

Tableau III.6 Influence de % du sable et la chaux sur l’oedomètre 70

Tableau III.7 Classification de sol selon l'indice de compressibilité 75

LA LISTE DES FIGURES

Chapitre 01

Fig .I.1 La Texture du Sol……………………………………………………… 6

Fig. I.2 : Structure Elémentaire Octaédrique (Morel R. 1996)………………….. 7

Fig. I.3 Structure de la kaolinite [Lambe, 1953] ………………………………. 8

Fig. I.5 Structure d’illite [Lambe, 1953] ………………………………………. 9

Fig. I.5 fissures au niveau d’une structure de génie civil......................................... 12

Fig. I.8Déformation d’une chaussée de sol instable.............................................. 12

Fig. I.9 Chantier d’un compactage dynamique profond...................................... 13

Fig .I.10 Vibro compactage................................................................................... 14

Fig. I.11 Installation des drains ………………………………………………………. 15

Fig. 1.12 Chantier de traitement du sol à la chaux …………………………………… 17

Fig. I.13 : sable de dunes ………………………………………………………. 18

Fig. I.14 Cycle de fabrication de la chaux……………………………………… 20

Fig. I.15 : Diminution de la teneur en eau……………………………………… 22

Fig. I.16 Epandage du la chaux sur chantier…………………………………… 24

Fig. I.17 Malaxage de la chaux sur chantier……………………………………. 25

Fig. I.18 compactage…………………………………………………………… 25

Fig. 1.19 Protection de surface…………………………………………………. 26

Fig 1.20 : le sable ……………………………………………………………….. 27

Fig 1.21 le sable roulé siliceux………………………………………………….. 29

Fig1.22 les sables de concassages calcaire…………………………………..…. 29

Chapitre 02

Fig. II.1 : Détermination la Teneur en Eau……………………………………….. 33

Fig II.2 : sols argileux…………………………………………………………….. 34

Fig. II.3 Ensemble des tamis…………………………………………………………….. 35

Fig. II.4 Analyse granulométrique………………………………………………………. 36

Fig. III.5 : Définition des Limites d’Atterberg ………………………………………….. 37

Fig.II.6 Boite de Casagrande et la plaque de verre………………………………………. 38

Fig. II.7 Détermination la Limite de Liquidité…………………………………………... 39

Fig II.8 Détermination la Limite de Plasticité……………………………………... 40

Fig II.9 Graphiques regroupant les résultats des limites d’Atterberg…………………… 41

Fig. II.10 Moule Proctor Normale ……………………………………………….. 43

Fig. II.11 La Forme de Compactage………………………………………………. 44

FigII.14 Coupe schématisé de la cellule oedométrique (Arabet, 2010)…………………. 45

Fig II.15 Comparateur de mesure…………………………………………………. 45

FigII.16 Appareillage de l’essai de compressibilité par palier l’œdomètre………. 46

Fig.II.17 Courbe de compressibilité oedométrique……………………………….. 46

Fig.II.18 Graphe regroupant les courbes de compressibilité {l’œdomètre par palier……. 48

Fig 2.19Machinede cisaillement rectiligne……………………………………….. 49

Fig II.20 Droite Coulomb de l’essai de cisaillement rectiligne (Hassan 2010)…… 50

Fig.II.21Graphyque de l’essai de cisaillement…………………………………….. 51

Chapitre 03

Fig.III.1 Chaux vive de Saida…………………………………………………… 55

Fig. III.3 sable de dunes ………………………………………………………… 56

Fig. III.4 méthode de mélange…………………………………………………… 58

Fig III.5 l’essai Proctor………………………………………………………….. 58

Fig III. 6 La courbe de compactage (Argile)……………………………………... 59

Fig III.7 La courbe de compactage du mélange (Argile+01chaux%+01sable%)… 60

Fig III.8 La courbe de compactage du mélange (Argile+02chaux%+02sable%)…. 60

Fig III.9 La courbe de compactage du mélange (Argile+03chaux%+03sable%)……….. 61

Fig III.10 Variation de la teneur en eau optimale en fonction du % du sable et de la chaux 61

Fig III.11 Variation de la densité sèche en fonction du % de du sable et de la chaux….. 62

Fig III.12 Comparaison entre les courbes de compactage Proctor Normal avec

différents % du sable et de la chaux……………………………………………………………… 62

Fig III.13 essai de cisaillement…………………………………………………………... 63

Fig III.14 Variation de la cohésion en fonction du % du sable et de la chaux………… 64

Fig III.15 Variation d’angle de frottement en fonction du % du sable et de la chaux…… 65

Fig III.12 essai de cisaillement…………………………………………………………… 66

Fig III.13 La courbe de cisaillement du mélange (Argile+2 % de déchet)………………. 66

Fig III.14 La courbe de cisaillement du mélange (Argile+2 % du sable et la chaux)…… 67

Fig III.15 La courbe de cisaillement du mélange (Argile+4 % du sable et la chaux)……. 68

Fig III.16 La courbe de cisaillement du mélange (Argile+6 % du sable et la chaux)…… 69

Fig III.17 essai Oedometrique…………………………………………………….. 70

Fig III.18 : La courbe de oedométrique de l’argile……………………………………… 71

Fig III..19 La courbe oedometrique du mélange (Argile+2 % du sable et la chaux)……. 72

Fig III.20 La courbe oedometrique du mélange (Argile+4 % du sable et la chaux)……… 73

Fig III.21 La courbe oedometrique du mélange (Argile+6% du sable et la chaux)………. 74

2

Introduction Général

Selon le type d’ouvrage et son mode de conception, le sol peut constituer une base

d’appuis pour l’ensemble de l’ouvrage (route, tunnel, barrage poids) ou un point d’appuis

pour quelques éléments seulement (bâtiment, pont, barrage en arc). Certains sols (vases,

tourbes, limons, argiles molles, ….) en raison de leurs propriétés géotechniques sont

considérés comme des sols instables créant donc unhandicap économique et technique

pour les différentes parties impliquées dans ce domaine. Ils gonflent et deviennent

plastiques en présence d’eau, se rétractent avec la sécheresse, et foisonnent sous l’effet du

gel. Alors, ces sols sont considérés comme mauvais ou médiocres et ne présentent pas, par

conséquent, les performances nécessaires pour supporter des charges.

Ces sols donc nécessitent une certaine amélioration pour augmenter leur stabilité

mécanique et améliorer leur performance. La durabilité naturelle du sol peut être amélioré

par le processus de la stabilisation de sol en utilisant différents types de stabilisateurs

(ciment, chaux, cendre volante …..). L’emploi des liants chaux et ciment entechnique

routière s’est développé depuis une trentaine d’années. Elle concerne essentiellement les

sols fins (marneux, argileux, limoneux...). Ce traitement procure deux avantages:

L’assèchement dessols.

L’amélioration des caractéristiques géotechniques de façon durable

(résistances mécaniques, sensibilité à l’eau)

L’interaction d’un liant (chaux ou ciment) avec les particules fines d’un sol

induit une suite de phénomènes physico-chimiques complexes à cinétique très variable

modifiant les propriétés de sol. Par ailleurs, la méthode d’amélioration chimique des sols

par addition de la chaux, du ciment ou d’autres ajouts cimentaires reste la plus utilisée et

la moins onéreuse. Cette technique s’est développée très rapidement à travers le monde et

qui est encore menée à connaitre une importante croissance.

L’objectif de ce travail est d’étudier l’effet du traitement d’un limon traité à la

chaux vive et le sable sur les caractéristiques de portance. Une application au laboratoire

du traitement sur le sol étudié avec différents pourcentage de chaux et sable de 2% au

6%.

3

Le mémoire est structuré en 03 chapitres :

Après une introduction générale exposant la problématique et définissant les

objectifs et le plan de travail, le premier chapitre présente dans une première partie un

aperçu sur la caractérisation des sols fins et dans une deuxième partie un panorama sur les

différentes techniques d’amélioration des sols instables, puis une définition sur les

matériaux de traitement et leurs influences sur la portance.

Le deuxième chapitre est un programme expérimental présentant un ensemble

des essais réalisé en laboratoire pour la caractérisation du sol étudie.

Le troisième chapitre, consiste en la présentation des résultats de traitement par

les ajouts cimentaires (chaux, sable) sur les caractéristiques de la portance du sol étudie.

Enfin, en dernier lieu sont exposées les principales conclusions.

CHAPITRE I ETUDE BIPLIOGRAPHIQUE

5

I.1 Introduction

Le sol est généralement un matériau hétérogène avec des caractéristiques très

variables. Les principaux problèmes liés aux sols de manière générale se manifestent par

une capacité portante faible, des déformations (tassement absolus et différentielle).

Le développement de la mécanique des sols, et le recherche dans le domaine de la

géotechnique, ont permis la mise au point d’une large gamme de technique permettant

l’amélioration d’un sol présentant de médiocre propriété mécanique.

Dans ce chapitre on va décrire les différentes techniques d’amélioration des sols

qui sont actuellement utilisées et classées comme méthodes mécaniques,

hydrodynamiques, thermiques et chimiques.

I.2 Définition d’un sol

Le sol est un matériau complexe et variable. Il est hétérogène, d’origine minérale

et organique et est constitué de grains et de pores. Le sol est donc un matériau à trois

phases, phase solide (Squelette minéral), phase liquide et phase gazeuse (Fig. 1.1).

Chaque phase joue un rôle bien précis dans le comportement du sol.

I.2.1 Grains

Les grains dérivent de rochers massifs et forment le squelette du sol. Ils sont

caractérisés par :

Leur taille : c’est pour estimer la quantité des grains d’une taille définie que l’on

détermine la granulométrie.

Leur forme : la forme des grains (cubique, sphérique, plaquettes, etc.) et leur état

de surface (rugueux, poli, etc.) ont une influence directe sur le comportement du sol.

D’une manière générale, l’irrégularité des grains augmente la stabilité.

La nature des minéraux qui les composent : la nature des particules d’un sol a

une influence sur certains paramètres du sol (perméabilité, compressibilité, résistance,

transmission des forces), spécialement dans les sols fins. Certains minéraux peuvent

conférer des propriétés.

I.2.2 Pores

Entre les différentes particules de sols se trouvent ce que l’on appelle

communément des «vides».

Ce terme est pourtant mal choisi puisque ces «vides» ne sont en fait pas vides

mais contiennent de l’air et/ou de l’eau .C’est la raison pour laquelle le terme «pores» est

mieux adapté dans ce cas-ci.

La teneur en pores peut être plus ou moins importante selon la granulométrie, la

forme et la distribution des grains, et la compacité du sol.


6

Leur présence est facile à visualiser dans les sables et graviers mais elle l’est

moins dans les argiles ou limons où les pores sont beaucoup plus petits. Lorsque le sol est

sec, les pores sont remplis d’air. Lorsque, à l’opposé, les pores sont complètement

remplis d’eau, on dit que le sol est saturé.

Fig .I.1 La Texture du Sol

I.3 Identification et classification des sols instables

I.3.1 Caractérisation des sols instables

Les sols fins mous et compressibles sont fréquemment rencontrés.

Les problèmes relatifs à ce type de sol est qu’ils subissent des déformations

importantes sous les charges qui leur sont appliquées. Leur capacité portante est souvent

trop faible pour supporter les charges prévues. Toutes ces caractéristiques nous amène

aux problèmes rencontrés dans la pratique à savoir des tassements excessifs et

l’instabilité de l’ouvrage.

Les sols fins en général et l’argile en particulier sont constitués d’un ensemble de

particules minérales ayant une taille inférieure à 2 μm. Ce matériau a fait l’objet de

nombreux travaux sur sa nature minéralogique. Au niveau minéralogique, les argiles sont

des silicates simples ou complexes d’aluminium, de magnésium et de fer. La plupart des

minéraux argileux se présentent sous la forme de feuillets, d’où leur nom de phyllithes ou

phyllo- silicates. Chaque particule est constituée d’un empilement de quelques dizaines

ou centaines de feuillets.

La constitution chimique, l’épaisseur et l’écartement des feuillets définissent la

minéralogie de l’argile et ses propriétés.

En général, trois grands types argiles sont identifiés : la kaolinite, la smaltite et

l’illite. Dans les sols, ces types d’argiles peuvent être mélangés. La proportion de chacune

de ces argiles varie suivant les sols.


7

I.3.2 Les Argiles

L’argile est une roche sédimentaire composée pour une large part de minéraux

argileux, en général des silicates d’aluminium plus ou moins hydratés présentant une

structure feuilletée (phyllo silicates) expliquant leur plasticité, ou fibreuse (sépiolite et

palygorskite) expliquant leurs qualités d’absorption.

I.3.2.1 Structure élémentaire des minéraux argileux

Tous les minéraux argileux sont composés par l’assemblage, d’eau (H2O), de

silice, sous forme de silicates (SiO3) et d’aluminium,

Sous forme d’alumine (Al2O3). Leur structure élémentaire, appelée feuillet, est

constituée d’un arrangement de deux cristaux de base : silicates et alumines. Chaque

minéral argileux est composé d’un empilement de feuillets. Ce dernier a un nombre

variable de couches pouvant être regroupées en deux types :

Le Tétraèdre de silice SiO4

4 atomes d’oxygène disposés au sommet d’un tétraèdre régulier enserrent un

atome de silicium. Les tétraèdres se combinent entre eux pour former des couches planes

dites couches tétraédriques (Freeah 2006) (Fig.I.2).

L’octaèdre d’alumine Al2(OH)6et éventuellement de magnésium Mg3(OH)6

6 ions hydroxydes enserrent un atome d’aluminium ou de magnésium. Les

octaèdres se combinent également pour former des couches planes dites couches

octaédriques

Fig. I.2 : Structure Elémentaire Octaédrique (Morel R. 1996)


8

I.3.2.2 Les différents types d’argiles

Les types d’argiles les plus fréquents sont :

Kaolinite

La kaolinite est constituée d’une succession alternée de feuillets en tétraèdre

(silice) et de feuillets en octaèdre (aluminium ou gibbsite). Les deux

feuilletssontliésdetellemanièrequelessommetsdufeuilletdesiliceetceux d’une des couches

du feuillet en octaèdre ne forment qu’une seule et même couche (Fig.1.4)

Fig. I.3 Structure de la kaolinite [Lambe, 1953]

Montmorillonite

La montmorillonite, parfois appelée Smectite, est un minéral argileux important

composé de deux feuillets de Silice et d’un feuillet d’Alumine (Gibbsite). Les feuillets en

octaèdres se trouvent entre deux feuillets de Silice et les sommets des tétraèdres se

confondent avec les hydroxyles du feuillet en octaèdre pour ne former qu’une seule

couche.

Les sols qui contiennent de la montmorillonite peuvent être gonflants lorsque leur

teneur en eau augmente, les pressions de gonflements qui en résultent peuvent facilement

causer des dommages aux structures légères et pavages (Fig.I.5)

Fig. I.4 Structure de la montmorillonite [Lambe, 1953]


9

L’illite est une autre composante importante des sols argileux, elle a une structure

analogue à la montmorillonite mais il Ya des ions de potassium intercalés entre les

feuillets tétraédriques. Grâce à ces ions la liaison est relativement forte et les molécules

d’eau ne peuvent pratiquement plus s’intercaler.

Aux extrémités de la particule d’argile, il y a également des déséquilibres

électriques et adsorption de cations .Ces cations dits échangeables jouent un rôle

important dans le comportement des argiles (Fig.1.6)

Fig. I.5 Structure d’illite [Lambe, 1953]

Fig. 1.6 Schématisation des feuillets de montmorillonite (Morel R.1996)

I.3.3 Les Limons

Les limons, constitués de silt, de lœss, possèdent un squelette siliceux à silic

calcaire à grains fins. Leur taille est située entre celle des sables et celle des argiles ; la

teneur en argile est variable.

Ils sont peu perméables et constituent des terres de culture fertiles. Leur assise est

médiocre et sont donc à éviter pour les fondations.


10

I.3.4 Les Marnes

Roche tendre composée en proportions variables d’argile et de calcaire mêlés à du

sable, qui a la propriété de se déliter et qui est utilisée selon sa composition pour

l’amendement des terres, la fabrication de ciments, de tuiles, de céramiques.

On considère, selon leur composition, trois grandes catégories :

Les marnes argileuses qui contiennent 5 à 35 % de carbonate de calcium.

Les marnes proprement dites et les calcaires marneux avec des taux

respectivement de 35 à 65 % et 65 à 95%. Comme pour les argiles, les marnes argileuses

présentent notamment l’inconvénient de craqueler sur une certaine profondeur en cas de

sécheresse. D’une façon générale, les marnes sont une assise de fondations bonne à

moyenne en l’absence de gypse.

En revanche, elles sont médiocres, voire dangereuses, lorsqu’elles sont très

argileuses en affleurement ou lorsqu’elles se situent au-dessus d’une masse de gypse,

avec risque de formation de fontis. On peut conclure que l’évolution des sols fins est dus

à la présence des minéraux argileux dans les sols tels que : les marnes, les argiles….etc.

qui manifestent une grande sensibilité à l’air (retrait, fissuration désagrégation

progressive des couche de sol) et une forte affinité pour l’eau (avec les conséquences

classiques de l’humidification: gonflement, déconsolidation, perte des caractéristique

mécaniques).

I.4 Principaux problèmes des sols instables

Dans de nombreux pays du monde, le gonflement est à l’origine de fréquents

désordres des ouvrages légers. Aux Etats-Unis d’Amérique les dommages provoqués par

le gonflement des sols présentent un coût supérieur à celui de toutes les catastrophes

naturelles.

En Algérie l’urbanisation de certains quartiers des villes et la construction des

routes se heurtent aux problèmes que posent les phénomènes de gonflement, tassement, et

de glissement.

I.4.1 Phénomène de Gonflement

Ce phénomène est lié au changement d’humidité de certains sols très argileux ou

tourbeux qui sont capables de fixer l’eau disponible mais aussi de la perdre en se

rétractant en cas de sécheresse.

Le retrait-gonflement est un mouvement de tassement différentiel du sol

spécifique aux terrains argileux (les argiles sont gonflantes et varient en fonction de leur

teneur en eau), la variation de volume d’un terrain est consécutive à l’alternance des

périodes de sécheresse (déshydratation superficielle) et des périodes pluvieuses


11

(réhydratation), et elle provoque des désordres dans les constructions (fissuration,

décollement d’élément jointifs).

I.4.2 Tassements

Il s’agit de la diminution de volume de certains sols très compressibles (vases,

tourbes, argiles) sous l’effet de charges appliquées et de l’abaissement du niveau des

nappes aquifères par surexploitation.

I.4.3 Glissements

Ces mouvements, au sens large du terme, consistent en un déplacement plus ou

moins continu d’un versant instable de montagne ou de colline. Le mouvement est

engendré par l’action de la gravité, de forces extérieures (hydraulique ou sismiques) ou

d’une modification des conditions aux limites.

La masse de matériaux meubles ou rocheux fracturés se détache suivant une ou

plusieurs surfaces de rupture par cisaillement qui correspondent souvent à des

discontinuités préexistantes, visibles ou non, et de formes diverses.

I.5 Quelques cas pathologiques

Les désordres provoques par le gonflement affectent généralement les

constructions apportant de faible contrainte sur le sol support. La pathologie dépend du

type d’ouvrage.

Les phénomènes de retrait et de gonflement de certains sols argileux ont été

observés depuis longtemps dans les pays à climat aride et semi-aride où ils sont à

l’origine de nombreux dégâts causés tant aux bâtiments qu’aux réseaux et voiries.

I.5.1 Cas des bâtiments

Pour les structures de génie civil on peut observer les désordres suivants :

- Fissuration déstructures

- Distorsion découvertures

- Rupture des canalisations

- Décollement des bâtiments

La fig.I.8 représente des fissures au niveau d’une structure légère de génie civil due

au gonflement du sol de fondation.


12

Fig. I.7 fissures au niveau d’une structure de génie civil

I.5.2 Cas des chaussées

Le gonflement peut provoquer des désordres importants à la structure de la

chaussée.

Ce phénomène est causé par des variations de la teneur en eau du sous-sol. Il peut

être attribué au climat et à la surcharge.

Le désordre subis par la chaussée se résume généralement à des fissures qui

apparaissent à la fin de la saison sèche sur ses accotements.

En saison de pluie ces fissures permettent à l’eau de s’infiltrer plus facilement

entraînant la saturation de ces zones et par conséquent leur gonflement, engendrant ainsi

l’apparition de déformation à la surface de la chaussée, puis l’apparition de fissures

longitudinales qui peuvent être assimilées à la chute de la portance dans les zones

latérales de la chaussée entraînant l’affaissement des bords. Ces phénomènes sont

accélérés par le flux routier. Ces désordres s’amplifient avec le début de la saison sèche

(Fig.I.8)

Fig. I.8 Déformation d’une chaussée de sol instable


13

I.6 Technique d’amélioration des sols

I.6.1 Méthodes mécaniques

Nous citerons deux méthodes de stabilisation mécanique :

I.6.1.1 Compactage dynamique

Le compactage de surface peut être utilisé pour une profondeur maximale de 3m.

Au-delà de cette profondeur un autre type de compactage existe connu sous le nom de

compactage dynamique profond.

C’est un procédé qui consiste à pilonner le sol en surface avec une dame en chute

libre (Figure 1-10). L’énergie transmise par chaque impact pénètre dans le sol et produit

une déstructuration.

Au bout de quelques jours ou semaines, une restructuration s’opère qui aboutit à

des caractéristiques de portance améliorées (Fig. 1.10).Le procédé s’applique aux sols

sablo-graveleux, et aux matériaux argilo-limoneux saturés à condition qu’il y ait présence

d’air occlus. Son emploi peut être intéressant pour consolider des couches sous l’eau.

Fig. I.9 Chantier d’un compactage dynamique profond.

I.6.1.2) Vibro- compactage

Le procédé de vibro compactage, développé à la fin des années trente, permet de

compacter localement ou dans la masse, les sols grenus sans cohésion (sables, graviers,

cailloux) en place ou mis en remblai au-dessus ou en-dessous de la nappe et ceci jusqu’à

des profondeurs maximum de plus de 50 m .

C’est une technique d’amélioration des sols pulvérulents de type sablo-graveleux

permettant de les densifier sous l’effet de la vibration.

Ces vibrations, émises par l’outil, se propagent de grains en grains et provoquent

un réarrangement optimal du volume initial occupé.


14

La réduction de la porosité du matériau permet aussi d’augmenter sa capacité

portante de manière significative (Fig.I.11).

Fig .I.10 Vibro compactage

Ce procédé de vibro compactage est appelé aussi la vibro flotation. Cette méthode

trouve son application dans les sols granulaires particulièrement les sables propres et le

sables siltseux avec une teneur en fines inférieure à 20%.

Les vibrations engendrent un phénomène localisé de liquéfaction sous l’effet des

surpressions interstitielles qui met les grains du sol dans un état liquéfié. Les grains se

réarrangent en un état plus dense.

I.6.2 Méthodes hydromécaniques

I.6.2.1 Pré chargement ou Pré compression

La pré-compression nécessite la compression du sol sous une pression appliquée

avant l’application des charges. Cette méthode est utilisée sur des terrains dont le

tassement va se prolonger durant plusieurs années.

On applique généralement ces méthodes sur des mauvais terrains de composition

principalement argileuse. Le principe consiste à surcharger le terrain afin qu’il se tasse

naturellement. Le pré chargement des sols s’opère selon les mêmes principes dans le cas

des sols fins ou grenus.

Le mode de réalisation est le même, mais la perméabilité élevée des sols grenus

permet d’obtenir l’amélioration souhaitée dans des délais beaucoup plus brefs que les sols

fins et surtout argileux.

Cette technique consiste à placer sur le terrain une charge égale à la charge

définitive pf augmentée éventuellement d’une surcharge ps qui assure tout ou partie des

effets suivants :

Les effets bénéfiques de ce procédé incluent une augmentation considérable de la


15

capacité de portance par la réduction des pressions interstitielles excessives et de plus la

réduction de la compressibilité des sols mous par l’accélération de la consolidation.

I.6.2.2 Accélération de la consolidation par l’installation des drains verticaux

Les drains verticaux peuvent donc être utilisés dans beaucoup de cas pour

accélérer le taux du tassement de la consolidation primaire à l’intérieur de la zone pré

chargée avec ou sans la surcharge ajoutée.

Ce procédé est inefficace dans les sols tels que les argiles très organiques et les

tourbes où leur comportement de tassement est beaucoup plus dominé par la compression

secondaire. Les drains verticaux permettent donc au drainage de s’effectuer

horizontalement et verticalement (Fig. I.11).

Fig. I.11 Installation des drains

Durant les années 1980, les drains verticaux sont constitués généralement de sable

réalisés par différents procédés tels que le battage et le vibrofonçage.

A partir des années 1980, une nouvelle génération de drains qui sont les drains

préfabriqués en forme de bande a fait son apparition. La part de ces drains a augmenté de

façon très rapide.

I.6.3 Méthodes Thermiques

I.6.3.1 Déshydratation

La déshydratation par la chaleur est très rarement appliquée en géotechnique, elle

permet de durcir certaines argiles par exemple.

En pratique, la méthode consiste à brûler un carburant dans un forage en utilisant

un forage voisin communiquant avec le premier et servant de cheminée de tirage.


16

I.6.3.2 Congélation

La congélation des terrains instables est un procédé ancien à caractère provisoire,

employé pour le creusement des fouilles de puits ou de galeries. Cette technique rend le

sol étanche et résistant provisoirement.

Ce procédé est généralement développé pour les sols grenus mais il peut être

appliqué aux argiles molles et aux limons. La congélation de l’eau interstitielle d’un sol

produit un matériau dont les propriétés sont temporairement améliorées tant que la

congélation est entretenue. La congélation a également pour effet de rendre imperméable

le sol et de faciliter les travaux de terrassements ou de construction sous le niveau de la

nappe. Ces propriétés en font une technique d’amélioration provisoire très efficace, mais

dont l’emploi reste limité en raison de son coût élevé.

Les techniques de congélation utilisées sont basées sur la circulation d’un fluide

froid dans des tubes enfoncés dans le massif de sol. Une saturation complète du sol est

souhaitée. La congélation du sol s’effectue d’habitude en deux étapes à savoir les étapes

active et passive de congélation. L’étape active est la plus importante et l’appareillage de

réfrigération marche avec sa grande capacité que durant l’étape passive nécessaire pour

maintenir l’épaisseur du front de gel contre le dégel.

I.6.4 Méthodes chimiques

La stabilisation chimique est une technique intéressante pour améliorer les

propriétés physiques et mécaniques des sols argileux. Aujourd’hui les divers produits

et techniques font partie d’une pratique courante des grands ouvrages du Génie

Civil à l’échelle mondiale.

Le recours massif à cette technique qui valorise les matériaux en place ce qui

entraine une diminution notable des coûts est due principalement aux facteurs suivants

tels que la raréfaction des gisements naturels de matériaux nobles, le souci écologique

croissant imposant de préserver d’une part les ressources naturelles existantes et délimiter

d’autre part la mise en dépôt des matériaux impropres à la réutilisation en remblais ou en

couches de forme. Les ajouts cimentaires et les produits chimiques les plus utilisés sont le

ciment, la chaux, les cendres volantes, L’objectif principal du malaxage des ajouts

cimentaires avec le sol est l’amélioration de ses propriétés physico-mécaniques ainsi que

sa durabilité.

Les différentes propriétés qui peuvent être améliorées sont la résistance, la

plasticité, la compressibilité, la perméabilité, le potentiel de gonflement et le potentiel

d’effondrement.

L’amélioration de ces propriétés s’effectue soit par l’augmentation de certaines


17

d’entre elles telle que la résistance, soit par la réduction d’autres telles que la plasticité, la

perméabilité et l’érosion. Un bon malaxage des ajouts cimentaires avec le sol à traiter est

un facteur important affectant d’une façon significative la qualité des résultats.

I.6.4.1 Utilisation de la chaux

Depuis plusieurs décennies, l’utilisation de la chaux pour stabiliser les argiles a

connu beaucoup de succès. En effet, plusieurs études ont démontré que les propriétés

mécaniques. D’un sol traité à la chaux peuvent être modifiées de façon permanente. Dans

certains cas par exemple, un sol stabilisé à la chaux fournit une performance structurelle

équivalente à celle d’une fondation en gravier naturel ou en concassé (Bell, 1978).

L’utilisation de la chaux se fait par l’addition des produits calcaires calcinés de

monoxyde de calcium (chaux vive, CaO) ou d’hydroxyde de calcium (chaux hydratée,

Ca(OH). Généralement, la chaux vive est plus efficace que la chaux hydratée pour

l’amélioration des sols.

La chaux est plus efficace aux sols argileux que les sols granulaires. Par

conséquent, les sols présentant des indices de plasticité au-delà de10 sont les plus ciblés

par ce procédé (Fig. 1.15).De plus, la réussite de stabilisation à la chaux d’un sol

nécessite d’une part une source de silice et/ou d’alumine et d’autre part des particules de

petites dimensions susceptibles à l’échange cationique ainsi que la durée decure.

(a)Epandage (b) Malaxage

Fig. 1.12 Chantier de traitement du sol à la chaux

I.6.4.2 Utilisation de sable de dunes

Les sables sont un élément essentiel du processus sédimentaire et représentent une

ressource très importante du point de vue économique: remblais, granulats pour béton,

matériaux de construction, sables siliceux pour l'industrie.

Ces derniers (appelés autrefois sables industriels) constituent l'essentiel de la

matière première de l'industrie du verre, des moules, des noyaux de fonderie; ils entrent


18

aussi dans la fabrication des céramiques et des mortiers spéciaux.

Le sable est aussi le milieu naturel où s'accumulent les minéraux lourds

alluvionnaires; ces concentrations minéralisées sableuses sont dénommées placers (un

mot espagnol) et l'on y extrait de l'or, des diamants, de la cassitérite (minerai d'étain), de

la magnétite (oxyde de fer), de l'ilménite (oxyde de titane et de fer), etc. Les placers

d'ilménite, ou «sables noirs», sont importants économiquement pour la fabrication des

pigments de la peinture blanche (gisements côtiers en Australie) et comme source du

titane métal.

Les sables jouent également un grand rôle comme réservoirs potentiels pour les

nappes d'eau (aquifères) ou les hydrocarbures. Il importe que l'exploitation du sable,

souvent anarchique, soit réglementée pour éviter de perturber de fragiles équilibres

naturels: érosion des plages dont l'alimentation naturelle en sable a été coupée;

destruction à terre de la nappe phréatique, etc (Fig. I.16).

I.6.4.3 Utilisation du sable de dunes dans le domaine routier

L'utilisation des sables en techniques routières n'est pas nouvelle. A l’époque

déjà, les ingénieurs avaient recours à l’utilisation du sable mélangé à un liant

hydrocarboné en particulier pour les couches de roulement.

Fig. I.13 : sable de dunes.

I.7 La chaux

I.7.1 Introduction

Les caractéristiques médiocres d’un sol ont un impact majeur sur les ouvrages

de génie civil et leurs duré de vie. Ces sols peuvent être améliorés avec des additives

chimiques.

On peut ajouter ces additifs aux divers types de sols pour améliorer les

caractéristiques géotechniques. L’efficacité de ces additifs dépend de la nature du sol

traité et la quantité d’additif ajoutée.


19

Dans ce chapitre on parle sur le type de la chaux utilisé leur caractéristique et leur

influence sur les caractéristiques de compactage chaux.

I.7.2 L’agent de traitement (la chaux)

La chaux est un produit naturel et biologique, qui respecte l’environnement. La

chaux est une matière, généralement, poudreuse et de couleur blanche, obtenue par

décomposition thermique du calcaire. Elle est utilisée depuis l’antiquité, notamment dans

la construction.

Elle trouve une place privilégiée dans le secteur du bâtiment et dans les matériaux

de construction. La chaux intervient à différents stades du traitement des sols, et sa

qualité a une influence directe sur l’efficacité du traitement des sols Certaines propriétés

de la chaux présentent des avantages particuliers pour les traitements de sols :

Basicité

La chaux est fortement basique ; les solutions présentent un PH supérieur à 12

(réduire le degré d’acidité dusol).

Hydratation

La chaux vive est très avide d’eau. En s’hydratant, elle s’éteint avec un fort

dégagement de chaleur selon la réaction chimique suivante:

CaO + H2O → Ca (OH)2+ 64,8 KJoule/kg de la chaux

Cette propriété est utilisée pour assécher des sols très imprégnés d’eau.

Floculation

Le phénomène de floculation s’explique par la formation de ponts Ca(OH)2 ou

CaOH+ entre les feuillets d’argile, ce qui modifie la consistance du milieu et le fait de

passer d’un état plastique à une structure grumeleuse stable ce qui permet un bon

compactage (ou une bonne consolidation).

I.7.2.2 Fabrication

La fabrication de la chaux consiste à cuire des carbonates de calcium et/ou de

magnésium pour libérer le dioxyde de carbone et obtenir l’oxyde dérivé

(CaCO3 + chaleur→ CaO + CO2).

L’oxyde de calcium produit par le four est habituellement concassé, broyé et/ou

tamisé avant d’être transporté vers le stockage en silo. Du silo, la chaux cuite est soit

livrée au client final pour utilisation sous forme de chaux vive, soit transférée dans une

installation d’hydratation où elle est mise à réagir avec de l’eau pour produire la chaux

éteinte.

CaCOᴈ+chaleur→CaO+ CO2

La chaux aérienne peut durcir lentement (décarbonatation) sous l’action du


20

CO2atmosphérique (cette qualité de prise à l’air est à la base de la qualification de chaux

aérienne).

I.7.2.3 Les différents types de chaux aériennes

La chaux aérienne peut exister sous les trois formes suivantes:

Chaux vive : Elle est principalement constituée d’oxyde de calcium CaO (en

général à plus de 90%).

Chaux éteinte (ou hydratée): Elle est principalement constituée d’hydroxyde de

calcium Ca(OH)2. Elle est fabriquée par hydratation (extinction) de la chaux vive. La

réaction d’hydratation est une réaction fortement exothermique:

CaO+H2O→Ca(OH)2+ chaleur (15,5Kcal/molCaO)

Fig. I.14 Cycle de fabrication de la chaux

Lait de chaux:

Le lait de chaux est obtenu par mise en suspension de chaux éteinte dans de l’eau.

La concentration varie entre 300 et 400 g de chaux éteinte par litre de lait. Le lait de

chaux peut également être préparé à partir de chaux vive, mais des précautions

particulières sont à prendre en raison de l’exothermicité de la réaction d’hydratation de

l’oxyde de calcium.

Son emploi en traitement de sols présente l’avantage de supprimer la poussière et

d’humidifier les sols secs (alors que la chaux vive achève au contraire de les dessécher).

Les chaux utilisées en technique routière sont essentiellement les chaux aériennes.

Elles se présentent sous deux formes : Chaux vive et Chaux éteinte.


21

Tab. I.1 Les déférentes caractéristiques de la chaux

I.7.3.3 Domaines d’application

Le développement des techniques de réalisation des traitements s’applique aux

ouvrages en remblais (corps de remblai et parties d’ouvrages particulières), aux plates-

formes supérieures de terrassement(PST), aux couches de forme, voire à d’autres couches

de chaussées (couches de fondation notamment).

Le domaine d’activité le plus concerné est celui des infrastructures routières et

autoroutières. Les techniques de traitement se sont développées également dans le

domaine ferroviaire.

D’autres applications sur des plates-formes portuaires, sur des plates-formes

industrielles ou logistiques.

I.7.3.4 Action de la chaux sur les sols

Les sols fins, c’est-à-dire les sols qui contiennent des proportions notables

d’argiles et de limons, ont des propriétés routières déplorables. Ils gonflent et deviennent

plastiques en présence d’eau, se rétractent avec la sécheresse, foisonnent sous l’effet du

gel.

Ils n’ont donc aucune stabilité face aux variations climatiques. Ils peuvent ainsi se

trouver, soit dès l’extraction, soit à la suite d’intempéries, à un degré de consistance élevé

que la circulation des engins devienne difficile, voire impossible, ce qui par voie de

conséquence rend leur utilisation délicate. Compte tenu de ses propriétés, la chaux

modifie de façon sensible le comportement des sols fins argileux ou limoneux, grâce à

trois actions distinctes :

Actions immédiates (produites au moment du malaxage):

Diminution de la teneur en eau naturelle

Lors du mélange chaux-matériau, trois phénomènes interviennent:

Vive éteinte

Teneur en chaux libre > 80 % > 50 %

Finesse (passant à0.08mm) > 50 % > 90 %

Réactivité T> 60° en 25° /


22

- l’hydratation de la chaux vive, qui se traduit par la réaction:

CaO + H2O → Ca(OH)2 + 64,8 kJ

- la chaleur dégagée par cette réaction (64,8 kJ/mole) provoque la vaporisation d’une

certaine quantité d’eau ;

- la production de chaux éteinte augmente la masse de solide du mélange.

Fig. I.15 : Diminution de la teneur en eau

Modification de la fraction argileuse du matériau :

La chaux vive agit sur les charges électriques des particules fines et produit

leur floculation.

Cette action modifie certaines caractéristiques géotechniques du matériau, en

premier lieu elle provoque la réduction de l’indice de plasticité (Ip).

Danslemême temps, elle augmente la résistance au cisaillement et modifie les

caractéristiques de compactage du matériau.

Actions à long terme (poursuivies sur plusieurs mois) :

Action pouzzolanique :

L’ajout de chaux dans des sols contenant des éléments argileux entraîne la

précipitation et la cristallisation des ferrosilicates d’alumine. Les facteurs intervenant dans le

déroulement de la prise hydraulique des mélanges sont la température du milieu, la quantité et

la nature de la fraction argileuse, et l’état hydrique du sol.

L’action pouzzolanique améliore sensiblement les caractéristiques mécaniques des

matériaux traités, notamment leur insensibilité à l’eau caractériséepar laVérification de :

Action de syntaxie : Cette action se produit lorsque la chaux est incorporée dans

des matériaux carbonatés (calcaires, craies) et se caractérise par le phénomène de prise

aérienne qui améliore durablement les caractéristiques des matériaux ainsi traités et peut


23

permettre leur utilisation enremblai.

Neutralisation de l’acidité du milieu : Soulignons également que l’apport de chaux

dans un sol augmente très rapidement et de manière conséquente le pH de ce dernier,

jusqu’à une valeur facteur>12 important de la prisehydraulique.

I.8.1 Avantages de la technique

Le traitement des sols en place à la chaux est une technique qui offre trois types

d’avantages : techniques, économiques, écologiques et environnementaux.

I.8.1.1 Avantages Techniques

Le traitement des sols en place à la chaux permet la réalisation en remblais et en

couches de forme, d’une couche traitée homogène, durable et stable, présentant des

caractéristiques mécaniques comparables à celles d’une grave-ciment ou grave

hydraulique. En outre, cette technique assure une bonne répartition des charges sur le

support, grâce à la rigidité de la nouvelle structure.

Cette technique assure un bon comportement par temps chaud sans déformation,

ni orniérage et un bon comportement vis-à-vis des cycles de gel-dégel, grâce à la rigidité

du matériau et à l’effet de dalle induit. Enfin, le traitement des sols en place est une

technique possédant une facilité d’adaptation aux contraintes d’exploitation.

I.8.1.2 Avantages Economiques

Le traitement des sols en place à la chaux est une technique de traitement à froid,

donc utilisant peu d’énergie. La réutilisation des matériaux en place est un facteur

d’économie important puisqu’il réduit au minimum les déblais issus du décaissement, la

mise en décharge, l’apport de granulats et le coût de leur transport.

L’absence de transport de granulats ou des déblais en décharge contribue à la

préservation du réseau routier situé au voisinage du chantier. Enfin, le traitement des sols

en place est une technique très économique, notamment du fait de la durée plus courte

des travaux par rapport à une solution avec décaissement.

I.8.1.3 Avantages Ecologiques et Environnementaux

Le travail à froid réduit sensiblement la pollution et le rejet de vapeurs nocives

dans l’atmosphère. En outre, cette technique permet une importante économie d’énergie

globale, par la réduction des matériaux à transporter, des matériaux à mettre en décharge

et donc une diminution des impacts indirects, des gênes à l’usager et aux riverains et une

réduction de la fatigue du réseau routier adjacent au chantier.

La réutilisation des matériaux en place limite l’exploitation des gisements de

granulats (carrières, ballastières), ressources naturelles non renouvelables. Ce qui

contribue à préserver l’environnement.


24

I.8.3 Méthode d’utilisation de la chaux dans le traitement du sol

I.8.3.1 Malaxage sur place

Les étapes de traitement peuvent se présenter dans un ordre différent suivant qu’il

s’agit de traiter le sol en place, ou que l’on prévoit des mouvements de terre avant ou

après le traitement. On distingue les étapes principales suivantes :

I.8.3.2 Préparation du sol à traiter

Cette opération, visant à faciliter le malaxage ultérieur, consiste : soit d’éliminer

de gros éléments susceptibles d’entraver le malaxage, soit de permettre la modification de

l’état hydrique du sol par aération ou humidification.

L’exécution de cette opération, qui n’est pas toujours nécessaire, s’effectue à

l’aide d’un ripper, d’une herse ou d’une charrue.

I.8.3.3 Epandage

La technique de l’épandage “au sac” sur des plateformes préalablement

quadrillées peut être envisagée pour des chantiers de surface très limitée (< 250 m2) ou

de géométrie complexe.

Dans les autres cas, la répartition de la chaux est réalisée à l’aide d’un épandeur à

dosage pondéral, équipé en général d’un dispositif asservi à la vitesse du véhicule.

L’épandage de chaux doit être réalisé avec un maximum de précision et de régularité.

La chaux est chargée pneumatique-ment dans l’épandeur, soit directement à partir

de la citerne de transport, soit via des silos-tampons installés

Fig. I.16 Epandage du la chaux sur chantier

1.8.3.4 Malaxage

Cette opération a pour but de faire foisonner le sol, et d’y incorporer la chaux de

façon homogène. En fonction de la nature du sol, de la taille et du type de chantier, il est

exécuté à l’aide de pulvimixers, de rotobêches, de charrues à disques ou à socs. Pour les

chantiers de faible importance, du matériel de type agricole peut être utilisé.


25

Sur sites sensibles au niveau des poussières, il est recommandé d’utiliser

desmalaxeurs

Fig. I.17 Malaxage de la chaux sur chantier

I.8.3.5 Réglage

Le réglage définitif doit se faire par rabotage sur toute la largeur à régler et en

aucun cas par comblement des points bas par les matériaux provenant de l’écrêtage des

bosses. Il se fait le plus souvent à la niveleuse.

Les matériaux provenant du rabotage doivent être évacués. L’épaisseur à raboter

doit être prise en compte au stade du traitement, en prévoyant une surépaisseur suffisante

du matériau traité (environ 3cm).

I.8.3.6) Compactage

Il doit être réalisé immédiatement après le réglage final et, dans tous les cas, avant

expiration du délai de maniabilité” du mélange sol- chaux, pour apporter le complément

de l’énergie exigée pour obtenir la qualité de compactage recherchée suivant la couche

considérée.

Fig. I.18 Compactage

I.8.3.7 Protection de surface

Cette protection superficielle (en général, un enduit gravillonné à l’émulsion de

bitume) est destinée à imperméabiliser et à protéger la couche traitée des intempéries, de

l’évaporation de l’eau et du trafic.


26

Elle doit être réalisée dans les plus brefs délais après la fin du compactage final.

Fig. 1.19 Protection de surface

Sable de Dunes

1.9 Introduction

Le terme sable est généralement utilisé pour désigner un mélange de grains

meuble n'ayant aucune cohésion etdont la dimension des grains est généralement

comprise entre 0,062 et 5 mm. Du point de vue géologique, le terme sable recouvre

deux aspects : un aspect granulométrique (taille des grains) et un aspect minéralogique

(nature minéralogique des grains).

Une particule individuelle est appelée grain de sable. Le sable peut avoir une

originenaturelle ou artificielle ; d'origine naturelle, il provient de la désagrégation

naturelle de roches au cours de leur processus d'érosion, artificiel, il est obtenu par

broyage de roches massives après des opérations de concassage et de criblage, il est

appelé aussi sable de carrière, il est caractérisé par des grains aux aspérités marquées.

La composition du sable varie d'un endroit à l'autre selon la nature des roches.(

BENYOUB, 2011).

1.10 Définition de sable

Le sable est un matériau granulaire constitué de petites particules provenant de la

désagrégation d’autres roches dont la dimension est comprise entre 0.063 (limon) et 2

mm (gravier) selon la définition des matériaux granulaires en géologie. Sa composition

peut révéler jusqu’à 180 minéraux différents (quartz, micas, feldspaths) ainsi que des

débris calcaire de coquillage et de corail. (Voir figure)


27

Fig 1.20 : le sable

1.11 Les classes de sables

On peut classer les sables selon trois paramètres dont:

a) La granularité

Permet de séparer les sable en trois catégories sont:

- Sables fins.

- Sables moyens.

- Sables grossiers.

b) La propreté et la teneur en fines

elle est appréciée par la valeur de l’équivalent de sable.

c) La nature minéralogique : En général, les sables peuvent être classés comme suit:

- Sables siliceux.

- Sables silico-calcaires.

- Sables calcaires.

1.12 Caractéristiques physicochimique

Les sables sont identifiés grâce à la granulométrie (la grosseur des grains).

Le sable se caractérise par sa capacité à s'écouler. Plus les grains sont ronds, plus le sable

s'écoule facilement. Le sable artificiel, obtenu par découpage ou broyage mécanique de

roches, est principalement composé de grains aux aspérités marquées.

On peut également différencier un sable qui a été transporté par le vent d'un sable

transporté par l'eau. Le premier est de forme plus ronde, sphérique, alors que le deuxième

est plus ovoïde. De plus, le sable éolien présente une diaphanéité plus mate que le sable

fluviatile ou marin qui est dit "émoussé-luisant". L'aspect de la surface du grain

de sable éolien est dû aux multiples impacts que subit le sable lors de son déplacement.

Le sable est souvent le produit de la décomposition du micaschiste du fait de

l'érosion. Ainsi, le plus fréquent de ses composants est le quartz, constituant le moins

altérable du granite, ainsi que des micas et feldspaths.


28

Un sable issu d'une roche volcanique est plutôt noir tandis qu'un sable marin

s’enrichit de débris de coquillages. Il peut avoir plusieurs couleurs en fonction de sa

nature : noir ou blanc

Le sable peut aussi prendre d’autres formes

Arène, grès. Les grains de sable sont assez légers pour être transportés par le

vent et l'eau. Ils s'accumulent alors pour former des plages, des dunes. Un vent violent qui

se charge en sable est une « tempête de sable ».

Les grains les plus lourds se déposent en premier dans les milieux à forte énergie

(rivière, haut d'une plage), les plus fins dans les milieux à énergie plus faible (delta, lac,

bassin, crique). La masse volumique du sable sec varie, selon sa granulométrie et sa

composition, de 1,7 à 1,9 kg/l (en moyenne 1 850 kg/m3 ).

1.13 Écologie des milieux sableux

Des fonds marins aux déserts de sables en passant par les fonds de fleuves et

rivières et les plages, un grand nombre d'espèces sont adaptées à un cycle de vie

se déroulant pour toute ou en partie dans le sable.

La flore des sables est maintenant assez bien connue, mais l’écologie de la

microfaune interstitielle du sable et l'écologie du sable sont encore des disciplines

balbutiantes, bien que nées dans les années 1930 au moins (avec une thèse universitaire

de Robert William Pennak) et quelques études sur la plage considérée comme

écosystème.

Difficiles à étudier dans le milieu naturel (sur la zone intertidale notamment), on

les étudie parfois en laboratoire.

Sur terre et en zone sèche ou drainante les plantes sont souvent épineuses (cactées,

panicauts...), crassulacées ou adaptées à la conservation de leur eau et fixatrices du milieu

(Oyats) Dans les sables anciens, humides, oligotrophes et acides, les animaux fouisseurs

tels que les vers de terre ne survivent pas, mais des minuscules enchytraeidae (qui

ressemblent à des vers de terre translucides ou blancs)peuvent être abondants.

Les dunes sont habitées et stabilisées par des organismes halophiles adaptés à des

conditions de vie difficiles, notamment dans les pays froids ou chauds. Dans tous les cas,

entre les grains de sables, à l'abri des ultraviolets solaires vivent des communautés

d'organismes microscopiques.

Même dans les zones où il gèle presque toute l'année, des microorganismes et des

tardigrades peuvent être trouvés.


29

Les familles de sables

On distingue Trois familles

Les sables roulés siliceux (0 /2)

Dit ronds, sont issus d'un processus naturel d'érosion. En général, ils sont dragués

dans les Oueds. Leur usage est courant depuis des années et est même recommandé.

Cependant, les réserves disponibles sont proches de l'épuisement ou protégées par de

nouvelles règles environnementales en matière de dragage des Oueds.

Ce matériau est donc devenu moins intéressant économiquement.

Fig 1.21 le sable roulé siliceux

Les sables de concassage calcaires sont le produit d'un processus industriel

contrôlé de concassage, de lavage et de criblage appliqué à des roches calcaires

exploitées en carrières, la contrainte du coût de revient élevé, le rends économiquement

moins intéressant.

Fig1.22 les sables de concassages calcaire.

Le sable de dune qui s’impose du fait de son abondance dans la nature (Sahara),

de son coût d’extraction presque nul, et de sa propreté apparente, constitue la solution au

problème d’épuisement des ressources naturelles et se présente comme un matériau

d’avenir qui peut remplacer par excellence les deux types de sables suscités .


30

1.14 Les sables de dunes

1.14.1 Définition

Les sables, que l'on trouve dans les dunes mouvantes, sont composés de particules

siliceuses pratiquement de même taille et de petites dimensions. Ces sables sont

accumulés sous forme de dunes mouvantes de hauteur très variable. D'après Fookes et

Higginbotham (1968). Le Sahara est constitué d'environ 40 % de montagnes désertiques,

Valorisation de sable des dunes Belhachemi & Berrafa 49 15 % de plaines désertiques et

30 % de dunes de sable, le reste étant constitué de sebkhas, de chotts, etc. Le Sahara,

quant à lui, couvre environ le tiers du continent africain.

Ces chiffres montrent bien l'intérêt que l'on doit apporter à la construction routière

dans le Sahara, qui reste fort démuni en infrastructures, et aussi l'importance que l'on doit

accorder au sable dans toute investigation visant la valorisation des matériaux locaux

dans ces lieux.

1.14.2 Intérêt de sable de dune

L’intérêt d’utilisation de tels agrégats se situe à deux niveaux : technique et

économique. :

Les aspects économiques

Les aspects ont évidents dans la mesure où l’utilisation du sable de dune permet

une économie certaine dans le transport des matériaux, puisqu’il est partout disponible

en quantité inépuisable.

Par ailleurs, son extraction n’engendre pratiquement pas de frais supplémentaires

et son mélange avec les autres matériaux sur chantier peut se faire facilement.

Les aspects techniques

Le sable peut contribuer à la densification des matériaux. Ceci permet, par la

même occasion, l’amélioration de leurs caractéristiques géotechniques en augmentant le

frottement interne et en améliorant la portance.

Il peut être utilisé pour diminuer la plasticité des matériaux de base.

I.15 Conclusion

Il a été entrepris dans ce chapitre quelque notion générale sur les sols

particulièrement les argiles.

Les principaux problèmes des sols instables et les différentes techniques

d’amélioration des sols.

Finalement des notions sur le sable et la chaux deux ajouts utiliser dans ce

mémoire pour voir leur influence sur les sols argileux.

CHAPITRE II CARACTERISATION ET CLASSIFICATION DE SOL ETUDIE

32

II.1 Introduction

Quelque soient les objectifs recherchés dans une étude géotechnique, il est de règle

d’effectuer initialement l’identification de sols concernés. Cette procédure permet d’orienter

les analyses géotechniques ultérieures et surtout d’effectuer une classification des matériaux

rencontrés. Les paramètres nécessaires pour cette classification sont aussi bien de natures

physico-chimiques et mécaniques. Ce chapitre est un ensemble des essais géotechniques au

laboratoire pour l’identification du sol étudié.

II.2 Prélèvement des échantillons

Le sol a été extrait à une profondeur d’environ 2 à 3 m les prélèvements

d’échantillons effectués par le biais d’une pelle mécanique. Après l’extraction, le sol a été

placé dans des sachets en plastique et transporté au laboratoire pour préparation et exécution

des essais géotechniques d’identification et de caractérisation. Sa classification a été

déterminée suivant les normes.

II.3 Etude de sol

Il est indispensable avant tout démarrage de travaux d’avoir une idée des

caractéristiques du sol pour collecte les informations nécessaires qui va aider l’ingénieur

géotechnicien dans :

Sélectionne le type de sol (argile, limons,sable…).

Détermination des problèmes possible (tassement, gonflement…) et établir des

solutions.

L’étude géotechnique des sols basés sur deux types d’essais :

Essais in situ.

Essais au laboratoire.

Dans cette étude les essais réaliser au laboratoire est :

Essais d’identification du sol

Permet de classer le sol et de calculer le divers paramètre donc il faut le reconnaître

en prélevant des échantillons représentatifs. L’étude préalable de ces échantillons en

laboratoire portera sur l’état et les caractéristiques des sols :

Teneur en eau naturelle.

Granulométrie.

Indice de plasticité (limites d’Atterberg).


33

Compactage (Proctor normal).

Compressibilité par paliers à l’œdomètre

Cisaillement rectiligne

II.3.1 La Teneur En Eau Selon La Norme (NF P 94 050)

Détermination la teneur en eau pondérale des matériaux – méthode par étuvage.

Objectif Consiste à calculer le rapport du poids d’eau que le sol contient au poids de

ses éléments secs, après dessiccation à l’étuve à 105° C (50°C dans le cas des sols contenant

des élémentsorganique).

Appareillage

Une tare.

Etuve (50° C,105°C).

Balance.

Fig. II.1 : Détermination la Teneur en Eau.

Mode Opératoire

L’échantillon de matériau humide est pesé puis placé dans l’étuve à 105°C jusqu’à

l’obtention d’une masse constante (correspondant alors à la masse du matériau sec).

Sols

Le sol utilisé dans cette étude a été obtenu à partir d’un site (projet de remblai) situé

au gisement du terrien GARAA a LAYOUNE (Fig.II.2). Le sol a été extrait à une

profondeur d’environ 2 à 3m. Après l’extraction, le sol a été placé dans des sachets en

plastique et transporté au laboratoire « Laboratoire national de l’habitatat et de la

construction * LNHC* » pour préparation et exécution, des essais géotechniques

d’identification et de caractérisation. Au laboratoire, nous avons procédé au séchage,

concassage et broyage des échantillons des sols prélevé.


34

Fig II.2 : sols argileux

Tab II.1 caractéristiques géotechniques du sol

2.3.2 Granulométrie

L’analyse granulométrique permet de déterminer la distribution relative des

diamètres des grains dans un sol. L’analyse granulométrique des échantillons testés selon

la norme NF P 94-057/1992.

Objet de l’essai : Etablir la répartition pondérale des éléments granulaire d’un

matériau.

Domaine d’application : Fraction d’un matériau comprise entre 80 μm et 50mm

Pour les éléments inferieure 80μm on se reportera à la norme NF P94- 057 (méthode par

Sédimentation) éléments supérieur à 50mm le GTR préconise une estimation visuelle.

Caractéristiques de base

Couleur Gris

Profondeur 2.00-3.00m

Teneur en eau naturelle (%) 15.50%

Teneur en eau saturation Ws% 24.42%

Elément passant au tamis 80 µm (%) 63%

Limite de liquidité (%) 64.3%

Limite de plasticité (%) 32.61%

Indice de plasticité (%) 31.69%

Teneur en eau optimal (%) 12.6%

Densité sèche maximale (t/m3) 2.16 t/m3


35

Principe de l’essai

L’essai consiste à séparer par brassage sous l’eau, les grains agglomérés puis une fois

séchée, à classer au moyen d’une série de tamis et à peser le refus cumulé sur chaque tamis,

la masse cumulé.

Appareillage spécial pour l’analyse granulométrique

balance.

tamis.

vibreur de tamis.

Préparation du sol

placé l’échantillon dans l’étuve à 105°C jusqu’àW=0.

pesée la quantité de sol nécessaire pour l’essai (G=3Dmax).

Imbiber dans un récipient d’eau à la température ambiante, pendant au

moins 24H, une masse de matériau.

Mode opératoire

Tamiser par voie humide au tamis de 80 μm.

Laisser reposer le mélange passant à 80μm jusqu’à obtenir l’eau claire.

Eliminer l’eau par siphonage et placer à l’étuve pour l’essai des

édimentométrie.

Finalement placé l’échantillon dans l’étuve à 105°C jusqu’àW=0.

Pour le refus à 80μm.

On sort le matériau que l’on verse sur les tamis disposés comme dans

l’appareillage et on secoue à la main ou au vibreur de tamis, il y aura un passage selon le

diamètre des tamis. On enlève chaque tamis et on pèse le refus, au fur et à mesure en faisant

un cumul sur le tamis suivant :

Fig. II.3 Ensemble des tamis


36

Fig. II.4 Analyse granulométrique

D’après la granulométrie, les éléments à 80 μm dès ce mémoire pour voir leurs

influences sur les sols argileux.

II.3.3 Limite d’Atterberg selon la norme NF p 94-051

Objectif : Identifie et caractériser l’argilosité du sol.

Domaine d’application : Cet essai s’applique généralement sur les sols

composant un pourcentage des fines (80 μm) supérieur à35%.

Basé sur la détermination des deux limites d’Atterberg (Limite de Liquidité à la

coupelle et Limite de Plasticité au rouleau) s’applique aux sols dont les éléments passent à

travers le tamis de dimension nominale d’ouverture de maille 400μm.

Définition : Pour les besoins du présent essai, les définitions suivantes

s’appliquent:

Limite d’Atterberg (limite de liquidité et limite de plasticité) : teneur en eau

pondérales correspondant à des états particuliers d’un sol.

Limite de liquidité Wl : teneur en eau d’un sol remanié au point de transition


37

entre les états liquides etplastique.

Limite de plasticité Wp teneur en eau d’un sol remanié au point de transition

entre les états plastiques etsolide.

Indice de plasticité IP différence entre les limites de liquidité et de plasticité. Cet

indice définit l’étendue du domaine plastique (voirlafig.2.3).𝐼𝑃=𝑊l−𝑊p

L’indice de consistance Ic= (wl– wnat)/ (wl– wp). Il permet de caractériser la

consistance d’un sol :

- IC inférieur à une valeur de l’ordre de 0,7 : sols peu consistants avec lesquels on

risque d’avoir des problèmes detraficabilité.

- IC supérieur à une valeur de l’ordre de 1,3 : sols de consistance élevée avec

lesquels on risque d’être confronté à des problèmes d’extraction.

Les teneurs en eau étant exprimées en pourcentage, l’indice de plasticité est un

nombre sans dimension.

Fig.II.5 Définition des Limites d’Atterberg

Principe de détermination des limites d’Atterberg : L’essai s’effectue en deux

phases:

Recherche de la teneur en eau pour laquelle une rainure pratiquée dans un sol

placé dans une coupelle de caractéristiques imposées se ferme lorsque cette dernière et son

contenu sont soumis à des chocsrépétés.

Recherche de la teneur en eau pour laquelle un rouleau de sol, de dimension

fixée confectionné manuellement, sefissure.

Appareillage Le matériel nécessaire à préparation du sol est distingué du matériel

utilisé pour la détermination des limites.

Matériel pour la préparation du sol un récipient d’eau moins 2L, un bac et

un tamis à la maille carrée de 400μm d’ouverture.

Matériel pour la détermination la limite de liquidité : un appareil de Casa

grande, une étuve de dessiccation à température réglable à 50° C, une balance et des

capsules ou boites de pétri, spatule, truelles.


38

Matériel pour la détermination la limite de plasticité : une plaque lisse en

marbre pour le malaxage et la confection des rouleaux de sol, spatules une balance, une

étuve et une plaque de verre de 5 cm de largeur et de 10.5 cm de longueur portant une

graduation tous les 1 cm et une cale de 0.5 cm ou tout autre dispositif permettant d’apprécier

le diamètre des rouleaux de sol de 3 mm ± 0.5 mm.

Fig.II.6 Boite de Casagrande et la plaque de verre.

Préparation du sol

Imbiber dans un récipient d’eau à la température ambiante, pendant au moins

24H, une masse de matériau.

Tamiser par voie humide au tamis de 400 μm.

Recueillir l’eau de lavage et le tamisât dans unbac.

Siphonner le mélange sol-eau après une décantation au moins 12Heures.

Evaporer l’eau excédentaire à une température ne dépassant pas50°C.

Homogénéiser par malaxage à la truelle dumortier.

Mode Opératoire

Détermination de la Limite de Liquidité à la coupelle

Contrôler si le fonctionnement de l’appareil est bien.

Malaxer la totalité du tamisât afin d’obtenir une pate homogène te presque

fluide.

Mettre dans une coupelle propre et sèche, une masse du sol malaxé avec

l’eau.

Partager la pâte en deux au moyen de l’outil àrainurer.


39

Fixer délicatement sur le support métallique de l’appareille de

CASAGRANDE.

Actionner la came de façon à soumettre la coupelle à une série de choc à la

cadence de 2 coups/s.

Noter le nombre N des chocs nécessaires pour que les lèvres de la rainure se

rejoignent sur une longueur d’environ1cm.

Prélever environ de 5g de pate de chaque côté des lèvres de la rainure et au

voisinage de l’endroit où elles se sont refermée afin d’en déterminer la teneur en eau. On

note poids total humide.

Placer le prélèvement dans une capsule de masse connue et pesé

immédiatement avant d’être introduit dans l’étuve pour dessiccations. On note poids total

sec.

Effectuer au moins 4 fois la même opération complète sur la même pâte mais

avec une teneur en eau différente à chaque fois. On note teneur en eau.

Fig. II.7 Détermination la Limite de Liquidité

Détermination de la Limite de Plasticité au rouleau

Former une boulette à partir de la pâte préparée.

Rouler la boulette sur une plaque lisse à la main ou éventuellement à l’aide

d’une plaquette, de façon à obtenir un rouleau qui aminci progressivement jusqu’à ce qu’il

atteigne un diamètre de 3 mm et une longueur d’environ 10 cm et ne doit être creux.

La limite de plasticité est obtenue lorsque, simultanément, le rouleau se fissure

et que son diamètre atteigne 3 mm ± 0.5mm.

./Si aucune fissure n’apparait, le rouleau réintégré à la boulette et reformer à

nouveau.


40

Limite de liquidité

WL (%)

Classification

0-20 Non gonflons 20- 35 Gonflement faible 35-50 Gonflement moyen 50-70 Gonflement élevé 70-90 Gonflement très élevé > 90 Gonflement critique

IP % Classification

0 – 5 Non Plastique (Ferme)

5 – 15 Peu Plastique 15 – 40 Plastique IP > 40 Très plastique

Prélever, une fois les fissures apparues, la partie centrale du rouleau, et placer

la dans une capsule de masse connue, la peser immédiatement et l’introduire dans l’étuve,

afin de déterminer sa teneur en eau.

Effectuer un deuxième essai sur une nouvelle boulette.

Fig II.8 Détermination la Limite de Plasticité

Tab.II.2 Classification des sols en fonction de la limite de liquidité et de l’indice de

plasticité

Les mesures des limites d’Atterberg conduisent aux valeurs portées sur le tableau II.2

récapitulatif :

WL Tableau II.2 : Résultats de l’essai des limites d’Atterberg (prefondeur 2.00-

3.00m)


41

Tab II.2résultat de limite aterberg

IP=31.84 %, Ip compris entre (15-40) donc sol plastique.

Fig II.9 Graphiques regroupant les résultats des limites d’Atterberg

2.3.4 Compactage

Proctor normal-Proctor modifié (NF94-093)

Objectif de l’essai

Le compactage de sol vise à améliore les propriétés Géotechnique des sols Il est

fonction de quatre principales variables:

La masse volumique de sol sec.

La teneur en eau.

L’énergie de compactage.

60

61

62

63

64

65

66

0 10 20 30 40

W (

%)

Nbr de coups

argile

Essai 01 Essai 02 Essai 03 WL (%) IP %

Nombre de courbe 16 24 32

64.44 31.84

Teneur en eau % 65.73 64.13 63.47


42

Le type de sol (étalement granulométrique, présence de minéraux argileux.

Le choix de l’intensité de compactage est fait en fonction de la surcharge que va

subir l’ouvrage au cours de sa durée de vie :

Essai Proctor normal : Résistance souhaitée relativement faible, du type

remblai non ou peu chargé.

Essai Proctor modifié : Forte résistance souhaitée, du type chaussée

autoroutière.

Tab. 2.3 Les Déférents Types du Moule Proctor

Le principe de ces essais

Consiste à humidifie un matériau à plusieurs teneur en eau et à le compacter pour

chacune teneur en eau. Les caractéristiques de compactage Proctor d’un matériau sont

déterminées à partir d’essais dit essais Proctor normal ou Proctor modifié. Les deux essais

sont identiques dans leur principe, seules différent les valeurs des paramètres qui définissent

l’énergie de compactage appliquée.

Matériel Nécessaire

Moule Proctor normal, Dame Proctor normal, Règle à araser, Disque d’espacement,

Bacs d’homogénéisation pour préparation du matériau, Tamis 5 mm, Truelle, spatule,

pinceau, Burette à huile, Eprouvette graduée 150 ml environ, Petits récipients (mesures des

teneurs en eau), Balance portée 20 kg et Etuve105°C.

Préparer le mélange du sol

Le matériau doit être mis dans l’étuve jusqu’à un état hydrique jugé suffisamment

sec pour commencer l’essai. une certaine quantité d’eau est malaxé avec le matériau ; on

mélange doucement avec une pelle, après le mélange, le matériau est conservé dans une

boîte ou un sac hermétique au moins de 24 heures pour être homogénéifié, le mélange du

matériau constitue la phase la plus délicate de cet essai.

Type Nb total de

coups

Hauteur de

chut (cm)

Masse de la

dame (kg)

Diamètre Du

module (cm)

Hauteur de

module (cm)

Energie

KN.m/m³

normal 75 30.5 2,490 10,15 11,65 593

modifie 280 45,7 4,535 15,20 11,60 2700


43

Solidariser le moule, l’embase et la rehausse

Cette étape est principalement pour protéger qu’il n’y a pas de décalage entre le

corps, l’embase et le rehausse du moule pendant le compactage.

Mode Opératoire

Lubrifier la paroi du moule

La paroi du moule doit être lubrifiée à huile, la pour que l’on puisse retirer

l’échantillon compacté plus facilement.

Compactage

Introduire alors la quantité de matériau pour que la première couche après

compactage soit légèrement plus haute que le tiers de la hauteur du moule, compacter cette

couche avec la dame Proctor normal en appliquant respectivement 25 coups par couche

comme la fige (2-8). Répéter l’opération autant de fois pour la deuxième et la troisième

couche.

Araser et retirer l’échantillon

Après compactage de la dernière couche, retirer la rehausse, le matériau doit alors

dépasser du moule d’une hauteur de 1 ou 2 centimètres en pratique, cet excédent est

arasé soigneusement au niveau du moule en opérant radicalement du centre vers la

périphérie du moule, ensuite, on retire l’échantillon.

Peser :

On pèse immédiatement la masse de l’échantillon compacté, et on prend une quantité de

l’échantillon qui a été arasée (au milieu) pour déterminer la teneur en eau de

l’échantillon.

Fig. II.10 Moule Proctor Normale


44

Fig. II.11 La Forme de Compactage

Le résultat de l’essai Proctor sont reportés sur le tableau II.7suivant :

Tableau II.4 Résultats de l’essai Proctor

Fig II.3 courbe de Proctor

À la suite du tracé de la courbe Proctor, le pic de celle-ci correspond aux couples

(ρopt, ωopt) dont la densité sèche optimale obtenue est de l’ordre de 2.16T/m3 , correspond

à une teneur en eau maximale de l’ordre 13.34%.

Designation

Caracteristique de compactage

Teneur en eau optimale

ωopt(%)

Poids volumique sec

maximal γdmax(T/m3)

Etat naturelle (sol argileux) 13.34 2.16


45

II.4.4 Essai de compressibilité par paliers à l’œdomètre

L'essai oedométrique, introduit au début du vingtième siècle dans la pratique de la

mécanique des sols, est de loin l'essai le plus utilisé dans les études géotechniques de sols,

vulnérables à une telle déformation, sous l’effet de plusieurs sollicitations ; c’est ainsi que

cet essai permet de simuler le comportement mécanique d’un sol soumis à une augmentation

de contraintes.

FigII.14 Coupe schématisé de la cellule oedométrique (Arabet, 2010)

En laboratoire, l’essai oedométrique traduit les conditions de déformation des sols ;

on appliquant des charges sur un échantillon, à sa teneur en eau naturelle, découpé et

introduit dans l’anneau de l’œdomètre. Les pressions de ces charges sont transmises par

l’intermédiaire d’un piston, lié directement à l’échantillon. Les charges appliquées sont

verticales(les déformations latérales étant empêchées), la cellule oedométrique (Fig.II.14),

étant drainée du haut en bas et maintenue saturée pendant l’essai. Les charges sont effectués

d’une manière progressive : on applique une charge, on mesure la déformation jusqu’à ce

qu’elle se stabilise, puis on applique une charge plus forte et l’on recommence les

observations, etc (Fig.II.15).

Fig II.15 Comparateur de mesure


46

a) Indique le nombre de tours effectués par l’aiguille, chaque tour d’aiguille exprime

1mm.

c) Lecture de graduation 0.01mm : Coupe schématisé de la cellule oedométrique

(Arabet, 2010). 32 L’œdomètre usage repose sur le mode de chargement par poids,

cependant les autres systèmes de la mise en charges (pneumatiques et hydrauliques) ne sont

pas réalisés dans ce mémoire .

FigII.16 Appareillage de l’essai de compressibilité par palier l’œdomètre

Expression des résultats La courbe de compressibilité oedométrique est la courbe

continue qui relie les points expérimentaux d’une mesure réalisée conventionnellement,

représentés dans le diagramme (e,logσ) en échelle semi-logarithmique, e étant l’indice des

vides de l’éprouvette à la fin du palier de chargement sous σ (Fig.II.12).

Fig.II.17 Courbe de compressibilité oedométrique


47

Calcule d’indice de vide :

Avec :

- H : hauteur initial de l’échantillon pris conventionnellement égale à 2 cm ;

- Sp : Valeur de tassement, exprimé en (cm) ;

- Hp : Hauteur des pleins, exprimés en (cm).

Avec :

- Ms : masse du sol sec, obtenu par étuvage en de l’éprouvette en fin de l’essai ;

- ρs : masse volumique des grains solides, prise conventionnellement égale à 2,7

g/cm3 ;

- S : section de l’éprouvette

La courbe de compressibilité oedométrique, permet de déterminer quelques

paramètres mécaniques du sol liés à la compressibilité ; indice de compression Cc et indice

de gonflement Cg. Ces paramètres sont déterminés graphiquement sur la courbe de

compressibilité.

Indice de compression Cc ; on appelle indice de compressibilité Cc la pente de partie

CD de la courbe de compressibilité oedométrique (Fig.2.12), Il est sans dimension, soit :


48

Tab II.5 : Résultats des essais de compressibilité { l’œdomètre par palier

Fig.II.18 Graphe regroupant les courbes de compressibilité {l’œdomètre par palier

2.4.5 Essai de cisaillement rectiligne

L’essai a pour objectif de mesurer au laboratoire des caractéristiques de rupture d’un

échantillon de sol placé dans la boîte de cisaillement constituée de deux demi boîtes

indépendantes. Le plan de séparation des deux demi boîtes constitue un plan de glissement

correspondant au plan de cisaillement de l’éprouvette. L’essai consiste à :

Paramètre soedometrique valeurs

Pression de preconsolidation Pc 2.12 bars

Cofficient de compressibilité Cc 38.64%

Cofficient de gonflement Cg 7.65%


49

-Consolider l’éprouvette de section (s) dans une première phase en appliquant sur la

face supérieure un effort vertical constant maintenu pendant tout l’essai. La phase de

consolidation permet de calculer la vitesse à laquelle doit être cisaillé l’échantillon, celle -ci

est achevée lorsque les lectures sur le comparateur exprimé en (mm) se stabilisent. -Produire

après consolidation de l’éprouvette sous l’effort (N) un cisaillement dans celle-ci selon le

plan horizontal de glissement des deux demi-boites, l’une par rapport à l’autre en leur

imposant un déplacement relatif à vitesse constante ;

-Mesurer l’effort horizontal de cisaillement (T) correspondant. En fait ,l’essai

s’effectue sur trois éprouvettes contenant le même échantillon, préparées dans les mêmes

conditions, cisaillées ultérieurement à la même vitesse, mais soumises à des efforts verticaux

différents depuis la phase de consolidation jusqu’à la fin de cisaillement.

Fig 2.19Machinede cisaillement rectiligne

a) Lecture de déplacement verticale.

b) Lecture de la force cisaillant.

Expression des résultats

La détermination des paramètres mécaniques des sols s’obtient en traçant les droites

dite de Coulomb (courbes intrinsèques) dans un repère orthonormé qui présente, en

abscisses les contraintes verticales (σi) et en ordonnées les contraintes de cisaillements

maximales (τimax), sachant que : σ= N/A et τ= T/A

Avec : N : effort de compression normale (vertical)

T : effort horizontal de cisaillement

A : surface de l’échantillon


50

Les pentes de ces droites représentent les tangentes des angles de frottement internes

φ d’une part, d’autre part, les cohésions C s’obtiennent par l’intersection de ces droites avec

l’axe des ordonnées (Fig.II.20).

La courbe de résistance au cisaillement est ainsi décrite par deux paramètres ;

l’angle de frottement φ et la cohésion C.

Fig II.20 Droite Coulomb de l’essai de cisaillement rectiligne (Hassan 2010)

Les résultats obtenus aux différents essais de cisaillement sont représentés sous

forme de droites intrinsèques, à partir desquelles on détermine les propriétés de résistance au

cisaillement (angle de frottement et cohésion) (Fig.III.6).Les résultats sont ainsi récapitulés

dans le tableau III.5

Tableau II.6 : Résultats de l’essai de cisaillement rectiligne

Les échantillons Contrainte normale σ

(KPa)

Contrainte de

cisaillement τ (KPa)

Ech naturelle (2.00-

3.00m)

Éprouvette 1 0,5 0,38




51

Tableau II.7 : Résultats de l’essai de cisaillement

Cohesion C Angle de frottement φ 0.15 bars 24.45°

Fig.II.21Graphyque de l’essai de cisaillement

Conclusion

Notre sol représente 60% d’élément inférieur à 80 um c-à-dire plus de 50 % de fine

cela indique que le sol est fin dont 42% argile plastique (Ip=31.84%) a teneur en eau a

l’optimum 13.34 % et un densité optimum 2.16 t/m3 une cohésion de 0.15 bars et un angle

de frottement de 24.45°.

Finalement l’essai eudiométrique nous a permis de déterminer une pression de

reconsolidation Pc =2.12bar, coefficient de gonflement de 7.65%.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0 0.5 1 1.5 2

τ (b

ars

)

σ( bars)

argile


52

CHAPITRE III PRESENTATION ET INTERPRETATION DES RESULTATS

54

III.1 Introduction

Afin d’analyser les résultats obtenus, l’approche adoptée dans cette étude

expérimentale consiste dans un premier temps à la détermination de l’état des sols étudiés

à l’aide des essais in situ et des essais d’identification tels que la granulométrie, les

limites d’Atterberg et, ainsi qu’à la détermination des caractéristiques mécaniques des

sols par la méthode de compressibilité par palier à l’odomètre et l’essai de cisaillement

rectiligne.

III.2. Identification et classification des matériaux utilisés

Argile

L'échantillon prélevé est un matériau argileux qui provient d'un site de Machtat

la Ayoune. Ce matériau est une argile très plastique grisante

Tableau III.1 : Localisation de site Machtat la Ayoun

Lieu dit Commune Daira Wilaya

Machta de layoun Layoun El kala El taref

Le sol a été extrait à une profondeur d’environ 2 à 3m les prélèvements

d’échantillons effectués par le biais d’une pelle mécanique. Après l’extraction, le sol a été

placé dans des sachets en plastique et transporté au laboratoire pour préparation et

exécution des essais géotechniques d’identification et de caractérisation. Sa classification

a été déterminée suivant les normes.


55

Tab. III. 2 caractéristiques géotechniques

Caractéristiques de base

Couleur Gris

Profondeur 2.00-3.00m

Teneur en eau naturelle (%) 15.50%

Teneur en eau saturation Ws% 24.42%

Elément passant au tamis 80 µm (%) 63%

Limite de liquidité (%) 64.3%

Limite de plasticité (%) 32.61%

Indice de plasticité (%) 31.69%

Teneur en eau optimal (%) 12.6%

Densité sèche maximale (t/m3) 2.16 t/m3

Teneur en eau optimaleωopt (%) 13.34

Poids volumique sec maximal γdmax(T/m3) 2.16

Pression de preconsolidation Pc (bar) 2.12 Coefficient de compressibilité Cc% 38.64 Coefficient de gonflement cg % 7.65 Cohesion C 0.15 Angle de frottement φ 24.45°

Chaux

La chaux est obtenue par cuisson de roches calcaires dans des fours droits ou

rotatifs à une température variable de 900 à 1250°C. On distingue plusieurs natures de

chaux, selon la composition chimique de la roche d’origine. La chaux utilisée dans cette

étude est une chaux vive produite par une société locale BMSD-SARL située dans la ville

de Saïda (Sud-Ouest du territoire national) (fig. III.1).

Fig. III.1 Chaux vive de Saida


56

Les propriétés physiques et chimiques de cette chaux sont présentées dans le (tab III.2).

Tab : III. 2. propriétés physiques et chimiques de la chaux

Nom chimique Chaux (%)

Apparence physique Poudre blanche sèche

CaO > 83.3 MgO < 0.5 Fe2O3 < 2

Al2O3 < 1.5 SiO2 < 2.5

SO3 < 0.5 Na2O 0.4 - 0.5 CO2 < 5 CaCO3 < 10

Densité spécifique 2

Plus de 90 μm (%) < 10 Plus de 630 μm (%) 0

Matériau insoluble %) < 1

Densité apparente (g/l) 600-900

Sables de dunes

Le sable de dunes choisi pour l’étude se trouve à Garaat al ayoun Wilaya d’el Taref.

Fig. III.3 sable de dunes


57

Les caractéristiques physiques du sable de dunes sont présentées dans le (tab III.3).

Tab III.3 caractéristique physiques du sable de dunes

III.3 Préparation du mélange

La méthode utilisée pour la préparation des mélanges (Argile + sable+ la chaux)

est simple; elle nécessite un matériel de laboratoire approprié (Bacs, petites pelles, étuve,

balance électrique, tamis….).

On prend à chaque fois une quantité d'argile tamisée à différentes granulométries

selon la spécificité de chaque essai puis on rajoute des quantités croissantes de sable et de

la chaux selon le pourcentage désigné (2,4 et 6%).


58

Fig. III.4 méthode de mélange

III.4. Caractérisation mécanique

III.4.1.Essai Proctor normal

Afin de voir l'influence des différents pourcentages d'ajout sur les paramètres de

compactage de l'argile traitée avec du sable et de la chaux, une série de 4 essais au

compactage Proctor Normal a été effectuée au niveau du laboratoire national de l’habitat

et de la construction *LNHC* wilaya d’el tarf.

Fig III.5 l’essai Proctor


59

Le résultat de l’essai Proctor sont reportés sur le tableau III.4 suivant

Tab III.4 Influence du pourcentage de sable et de la chaux sur Proctor

Les variations de la densité sèche en fonction de la teneur en eau sont représentées

dans les figures suivantes

A l’état naturel (sol reconstitué)

Fig III. 6 La courbe de compactage (Argile)

2.09

2.1

2.11

2.12

2.13

2.14

2.15

2.16

2.17

0 5 10 15 20

Ɣd d

ensi

té se

che

ὥ teneur en eau ( %)

argile

argile

Designation

Caractéristique de compactage

Teneur en eau optimale

ωopt(%) Poids volumique sec

maximal γdmax(T/m3) Etat naturelle 12.6 2.16 1% de la chaux +1% de sable 14.9 2.13 2% de la chaux +2% de sable 16.7 2.08 3% de la chaux +3% de sable 18.7 2.01


60

Fig III.7 La courbe de compactage du mélange (Argile+01chaux%+01sable%)


1.93

1.94

1.95

1.96

1.97

1.98

1.99

2

2.01

2.02

2.03

2.04

0 5 10 15 20

Ɣd

de

nsi

té s

éch

e

teneur en eau w%

argile+01chaux%+01sa

ble

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 5 10 15 20 25

ɣd d

ensi

té se

che

w teneur en eau %

argile+02%chaux+02%

sable


61


Fig III.10 Variation de la teneur en eau optimale en fonction du % du sable et de la chaux

1.975

1.98

1.985

1.99

1.995

2

2.005

0 5 10 15 20 25

Ɣd d

ensi

té sé

che

W teneur en eau

argile+03% chaux+03

% sable

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 1 2 3 4 5

w t

en

au

r e

n e

au

proucentage ajouté %

argile

argile


62

Fig III.11 Variation de la densité sèche en fonction du % de du sable et de la chaux

Fig III.12 Comparaison entre les courbes de compactage Proctor Normal avec

différents % du sable et de la chaux

Interprétation

A travers ces figures, nous avons constaté que les valeurs des teneurs en eau

optimales augmentent et les densités sèches maximales diminuent avec l’augmentation du

dosage en du sable et la chaux, un comportement similaire a été observé par différents

chercheurs qui ont réalisés le même essai avec d’autres ajouts Kolias.S 2005 , Al

Rawas.A.A 2006, Ansary.M.A 2006.

2

2.02

2.04

2.06

2.08

2.1

2.12

2.14

0 2 4 6 8

Ɣd

dens

ité se

che

proucentage ajouté

argile

argile

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 5 10 15 20 25

Ɣd d

ensi

té sé

che

W teneur en eau

proctor

argile

2%

4%

6%


63

On remarque que la densité sèche optimale diminue et la teneur en eau optimale

augmente graduellement en fonction de l'augmentation de la teneur en matériau rajouté

(sable et la chaux) un comportement similaire a été observé par Kavak.A 2007 ,

Khattab.S.A.A 2008, qui ont réalisés le même essai avec d’autres ajouts.

Cela est interprété par l’agglomération des particules d’argile qui provoque la

visualisation des vides, donc teneur en eau optimum augmente pour les remplir, et par

cela il est permis d’accroitre la portance du sol en diminuant les pores.

III.4.2.Essai cisaillement

Afin d’étudier l’influence du traitement du sable et de la chaux sur les paramètres

de résistance des sols reconstitués une compagne d’essais ou cisaillement directe à la

boite de casa-grande a été conduite. Les échantillons de sol reconstitué traité à différents

pourcentage du sable et de la chaux sont compactés à une teneur en eau optimal et masse

volumique sèche maximale.

Fig III.13 essai de cisaillement


64

Les résultats sont représentés pour les pourcentages du sable et de la chaux (2%,

4% ,6% d’ajouts).

Tab III.4.Influence du pourcentage du sable et de la chaux sur cisaillement

Les échantillons Contrainte normale σ (KPa)

Contrainte de cisaillement τ (KPa)

Ech naturelle (2.00-3.00m)

Éprouvette 1 0,5 0,38 Éprouvette 2 1,0 0,61 Éprouvette 3 1,5 0,83

1% de la chaux +1% de sable

Éprouvette 1 0,5 0.33 Éprouvette 2 1,0 0.62 Éprouvette 3 1,5 0.86





Tab III.5 Influence du pourcentage du sable et de la chaux sur cisaillement

Les échantillons Cohésion C Angle de frottement φ Ech naturelle (2.00-3.00m) 0.15 bars 24.45°

1% de la chaux +1% de sable 0.05 bars 29.10° 2% de la chaux +2% de sable 0.08 bars 32.28° 3% de la chaux +3% de sable 0.36 bars 32.67°

Fig III.14 Variation de la cohésion en fonction du % du sable et de la chaux

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0 2 4 6 8

coh

ési

on

C (

ba

rs)

proucentaga ajouté

valeur de


65

Fig III.15 Variation d’angle de frottement en fonction du % du sable et de la chaux

Fig III.12 essai de cisaillement

Les résultats de l’essai de cisaillement montre que la cohésion diminue et l’angle

de frottement augmente au fur et à mesure de l’augmentation de l’ajout, ce qui permis le

passage d’un état cohérent vers un état granulaire, et par la suite une augmentation de la

résistance.

0

5

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8

an

gle

de

fro

tte

me

nt

Φ

proucentage ajouté

valeur de

-2.22E-15

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

1.8

2.1

-2.66E-150.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4

τ (KP

a)

σ (KPa)

argile

2%

4%

6%


66

A l’état naturel (sol reconstitué)

Fig III.13 La courbe de cisaillement du mélange (Argile+2 % de déchet)


67

Fig III.14 La courbe de cisaillement du mélange (Argile+2 % du sable et la chaux)


68



69



70

III.4.3. Essai De Compressibilité A L'oedométre

Influence du pourcentage du sable et la chaux sur la variation du gonflement et

de la consolidation du sol

Les résultats de l'essai de gonflement pour l'argile traitée à différents % du sable et

la chaux sont représentés sur le tableau suivant

Fig III.17 essai Oedometrique

Tab III.6 .Influence de % du sable et la chaux sur l’oedométre

Sol (argil) 02 ( %) 04( %) 06 ( %) Pression de preconsolidation Pc

2.12 0.47 2.68 1.56

Coefficient de compressibilité Cc

38.64 28.98 15.32 47.63

Coefficient de gonflement Cg

7.65 2.73 16.60 1.69


71

A l’état naturel (sol reconstitué) :

Fig III.18 : La courbe de oedométrique de l’argile


72

Fig III..19 La courbe oedometrique du mélange (Argile+2 % du sable et la chaux)


73

Fig III.20 La courbe oedometrique du mélange (Argile+4 % du sable et la chaux)


74

Fig III.21 La courbe oedometrique du mélange (Argile+6% du sable et la chaux)


75

La classification selon l'indice de compressibilité :

Tableau III.7. :Classification de sol selon l'indice de compressibilité

Cc<0.020 Sol incompressible

0.020<Cc<0.050 sol très peu compressible

0.050<Cc<0.100 sol compressible

0.100<Cc<0.200 sol moyennement compressible

0.200<Cc<0.300 sol assez fortement compressible

0.300<Cc<0.500 sol très compressible

Cc<0.500 sol extrêmement compressible

Interprétation :

L’essai de compressibilité à l’oedometre a donné une diminution graduelle de

l’indice de gonflement et de l’indice de compressibilité en fonction de l’augmentation

de la teneur en de sable et la chaux cad le passage vers un état incompressible d’où

l’intérêt relatif de ces matériaux dans l’amélioration des caractéristiques œdométriques

d’un sol argileux et une bonne stabilisation.

77

Conclusion Générale

Plusieurs conclusions ont été tirées de ce dernier chapitre :

A travers ces figures, nous avons constaté que les valeurs des teneurs en eau

optimales augmentent et les densités sèches maximales diminuent avec l’augmentation du

dosage en du sable et la chaux, On remarque que la densité sèche optimale diminue et la

teneur en eau optimale augmente graduellement en fonction de l'augmentation de la

teneur en matériau rajouté (sable et la chaux).

Ce l’est interprété par l’agglomération des particules d’argile qui provoque la

visualisation des vides, donc teneur en eau optimum augmente pour les remplir, et par

cela il est permis d’accroitre la portance du sol en diminuant les pores.

Les résultats de l’essai de cisaillement montre que la cohésion diminue et

l’angle de frottement augmente au fur et à mesure de l’augmentation de l’ajout, ce qui

permis le passage d’un état cohérent vers un état granulaire, et par la suite une

augmentation de la résistance.

L’essai de compressibilité à l’oedometre a donné une diminution graduelle de

l’indice de gonflement et de l’indice de compressibilité en fonction de l’augmentation

de la teneur en du sable et la chaux cad le passage vers un état incompressible d’où

l’intérêt relatif de ces matériaux dans l’amélioration des caractéristiques œdométriques

d’un sol argileux et une bonne stabilisation.

du sable et de la chaux provoquent une irrégularité des grains d’où une

augmentation de la stabilité du sol.

La diminution de l’indice de compressibilité minimise le risque de tassement

ou variation de volume ce qui est favorable en période de sécheresse ou pluvieuse.

Aussi la diminution de l’indice de compressibilité ainsi que l’indice de

gonflement minimise le désordre dans les constructions ou dans les réseaux et voiries

Donc finalement on peut juger que cette technique de mélanger l’argile avec

sable de dunes et la chaux améliore le sol et aide à évité le déblaiement, le transport et la

mise en décharge, et une bonne gestion du chantier.

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INDRODUCTION

GENERALE

CHAPITRE I

CHAPITRE II

CHAPITRE III

CONCLUSION

GENERALE

mÉmoire -...

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