module 1 les granulats et les sols
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MODULE 1
LES GRANULATS ET
LES SOLS
1
Tous les professionnels du génie-civil se posent
la question suivante:
Peut-on construire avec (ou sur) cette terre ?
On ne peut raisonnablement répondre aussitôt à cette question.
Il est préférable d’adopter une approche jalonnée par des questions
successives :
Que va-t-on construire ? Un barrage, une digue ? Une route , une
piste ? Un mur de clôture ? Une maison de plein pied ou un
bâtiment à étage ?
Où va-t-on construire ? En région sèche ou pluvieuse ?
Comment va-t-on construire ?
Quelle technique ou savoir faire disponible ? 2
1- DÉFINITIONS .
Les granulats ou matériaux granulaires sont constitués d’un
ensemble de particules de matières solides provenant de roches, de sols ou
de matériaux recyclés.
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Les sols constituent la couche de matériaux meubles d’origine
minérale et organique qui recouvre le socle rocheux
2- Origine des sols De point de vue de la géologie, la formation des sols n’est qu’une des
étapes menant à la formation des roches sédimentaires. Elle est associée
à la météorisation de la roche superficielle et le transport des débris.
2.1- Mécanismes de la météorisation ( l'altération des roches par exposition aux agents
atmosphériques )
La météorisation est composé de 2 processus: processus mécanique de
désagrégation physique et un processus chimique d’altération de
la roche.
Le mécanisme de désagrégation physique (conditions climatiques:
humidité, gel dégel) fragmentent les roches en débris plus petits sans
modifier la structure des minéraux.
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Altération physique
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6
Les mécanismes d’altération chimique s’attaquent à la structure des
minéraux. L’eau attaque certains minéraux (feldspaths) et modifie
leur structure et les transforme en d’autres minéraux secondaires
comme les argiles. Ce mécanisme s’appelle hydrolyse.
3- Les types de dépôts L’agent de transport (vent, l’eau ou les glaciers ) et les mécanismes de
dépôt déterminent toutes les caractéristiques et propriétés des dépôts de
sols.
3-1 Dépôts alluvionnaires Les dépôts alluvionnaires sont constitués de particules transportées par
l’eau de ruissellement (lit des rivières, fleuves).
La grosseur des particules dans ces dépôts dépend de la vitesse de
l’écoulement. À très haute vitesse les particules sont maintenues en
suspension à cause des turbulences de l’écoulement alors qu’à vitesse
réduite les plus grosses particules se déposent, puis il y a décantation et
dépôt des plus petites particules, à mesure que la vitesse diminue..
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3-2. Les dépôts lacustres Les particules les plus fines de la charge sédimentaire des rivières,
celles qui n’arrivent pas à se déposer le long de leur lit ou à leur
embouchure, se retrouvent en suspension dans les lacs, où elles
finissent par se déposer.
En été, la turbulence est plus prononcée sous l’effet du vent; seules les
particules les plus grosses de la charge sédimentaire du bassin, le
sable fin et le silt, se déposent. En hiver, la glace couvrant le lac
contribue à diminuer la turbulence, permettant ainsi aux petites
particules de se déposer.
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Une embouchure est le lieu où un cours d’eau se jette dans un lac, une mer, un océan ou un
autre cours d'eau.
3-3. Les dépôts marins Les mers et les océans deviennent les bassins de sédimentation des
particules qui ne se sont déposées ni dans le chenal ni à l’embouchure
des fleuves. Puisque la turbulence est assez faible en profondeur, les
particules argileuses parviennent à se déposer sur les fonds marins. Le
sel de l’eau de mer constitue un agent floculant qui incite les particules
d’argile à s’agglomérer autour des particules de silt. Quand les flocons
ainsi formés sont suffisamment lourds, ils se déposent et s’accumulent
en emprisonnant beaucoup d’eau à l’intérieur du dépôt.
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3-4. Les dépôts glaciaires Il y a environ dix mille ans, une grande partie de l’hémisphère nord était
couverte par les glaciers. Le retrait des glaces a laissé une énorme
quantité de dépôts variés constitués de sédiments glaciaires qu’on appelle
till . Le till est un mélange de débris rocheux de toutes tailles, depuis la
poussière de roche jusqu’aux gros blocs qui ont été transportés et déposés
lors de l’avance glaciaire.
Ces sédiments s’accumulent sur le fond, les côtés et le front des glaciers
pour former des dépôts que l’on nomme respectivement moraine de fond,
moraine latérale et moraine frontale.
Lors du retrait des glaciers, l’eau de fonte lessive, trie et transporte les
sédiments du till emprisonnés dans la glace. L’accumulation de ces
sédiments triés par l’eau de fonte forme des dépôts fluvio-glaciaires.
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Les moraines sont des formes d'accumulation laissées par les glaciers, lors de leur retrait ou
de leur fonte totale
3-5. Les dépôts éoliens Le vent est un autre agent d’érosion et de transport responsable de
l’édification de plusieurs dépôts de sol meuble. Selon sa vitesse, il
emporte et dépose des particules fines, telles que les argiles et les silts,
en des particules plus grossières comme le sable. Les particules
transportées de cette manière s’usent par abrasion et s’arrondissent.
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4. LES TYPES DE SOLS On identifie les différents types de sols selon la dimension de leurs particules. Le ministère des Transports du Québec identifie les six (6) types de sols suivants : Type Dimension
Blocs > 300 mm Cailloux 300– 80 mm Graviers 80 – 5 mm Sables 5 – 0,08 mm (5mm – 80 µm) Silts 0,08 – 0,002 mm (80 µm – 2 µm) Argiles < 0,002 mm (< 2 µm)
4-1. Blocs et Cailloux Les cailloux et les blocs se caractérisent par une très grande perméabilité. Ils sont utilisés comme matériaux de masse pour augmenter la stabilité des ouvrages ou pour prévenir l’érosion par l’eau.
4-2. Graviers et Sables Les graviers et les sables constituent les matériaux granulaires les plus utilisés en génie civil. Ce sont des sols qui présentent une bonne perméabilité et se compactent assez facilement. 14
On les emploie également comme matériaux de drainage et de
filtration, notamment dans des barrages et digues en terre, les
fondations de bâtiments et les usines de filtration. Ils sont également
utilisés pour la confection du béton de ciment et des enrobés
bitumineux.
4-3. Silt Le silt ne peut supporter des charges aussi importantes que les sables
et les graviers. Sa compressibilité est assez élevée ce qui occasionne des
tassements accrus. Quant à sa perméabilité, elle est très faible. Les
caractéristiques du silt en font le sol le plus gélif.
4-4. Argile L’argile est constituée de particules cristallines qui proviennent de la
décomposition chimique des constituants du roc. L’argile étant
pratiquement imperméable, elle est souvent employée comme matériau
d’étanchéité dans les noyaux de barrages en terre ou de digues.
Toutefois, sa compressibilité est élevée et, en général, les charges
qu’elle peut supporter sont de loin inférieures à celles que supportent
le gravier et le sable.
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Les particules d’argile, contrairement à celles des autres types de sols,
sont attirées les unes vers les autres et se regroupent. Cette
attraction, qui porte le nom de cohésion, est à l’origine de la
consistance. Dans des conditions d’humidité favorables, la consistance
est telle que l’argile devient plastique et qu’il est possible de la
façonner, une opération pratiquement irréalisable avec les graviers ou
les sables.
De plus, l’argile se distingue des autres types de sols par certaines
caractéristiques qui lui sont propres :
- particules en forme de feuillets
- consolidation des dépôts d’argile
- attraction électrique entre les particules
- film d’eau adsorbé entourant les minéraux argileux
-relation entre les minéraux argileux et l’eau
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Cet essai consiste à faire passer un échantillon représentatif de sol à travers des tamis superposés dont les ouvertures vont en décroissant du haut vers le bas. La masse des particules retenues sur chaque tamis est comparée à la masse totale de l’échantillon, ce qui permet de calculer les pourcentages retenus et passant cumulatifs. Ainsi la granulométrie indique la proportion de particules qui a traversé chaque tamis.
5. Granulométrie et son influence sur la
perméabilité Les dépôts de sols sont généralement constitués de particules de grosseurs
différentes. Pour bien décrire un sol, il faut donc connaître sa
granulométrie, c’est-à-dire, la répartition de ses particules suivant leur
diamètre équivalent.
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Deux surfaces rondes et une surface plate, le
rapport de diamètre se situe à 0,20
Une surface ronde et de deux surfaces plates, le
rapport de diamètre atteint 0,24
Trois surfaces plates sont présentes, le rapport
de diamètre est de 0,29.
Seulement des particules rondes, le rapport de
diamètre est de 0,15
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Tamis Refus (g)
Refus
cumulés
(g)
Refus
cumulés
(%)
tamisats
cumulatif
(%)
10 mm 0,0 0
5 mm 10,7
2,5 mm 81,0
1,25 mm 135,9
630 µm 178,4
315 µm 76,0
160 µm 58,1
80 µm 43,5
Plat 37,1
Masse total de l'échantillon: 651,2 g
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Masse total de l'échantillon: 636,4 g
Masse après lavage 633,9 g
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Résultats du tamisage
Tamis Refus (g) Refus cumulés
(g)
Refus cumulés
(%)
tamisats cumulatif
(%)
10 mm 0,0
5 mm 11,3
2,5 mm 80,4
1,25 mm 128,8
630 µm 175,4
315 µm 84,6
160 µm 65,2
80 µm 41,8
Plat 44,3
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Tamis Refus (g)
Refus
cumulés
(g)
Refus
cumulés
(%)
tamisats
cumulatif
(%)
EXIGENCES Conformité
MIN. MAX. (o/n)
10 mm
0,0 0 0 100 100 100 oui
5 mm 11,3 11,3 2 98 95 100 oui
2,5 mm 80,4 91,7 14 85 80 100 oui
1,25 mm 128,8 220,5 35 65 50 90 oui
630 µm 175,4 395,9 62 38 25 65 oui
315 µm 84,6 480,5 76 24 10 35 oui
160 µm 65,2 545,7 85,7 14 2 10 non
80 µm 41,8 587,5 92,3 7,7
Plat 44,3 631,8 0,3
La granulométrie influence la vitesse de la circulation des eaux dans
les matériaux. Cette vitesse s’exprime par la formule empirique de
Hazen, qui est la plus utilisée en génie civil, et donnée par:
k (cm/s) = 100 (D10)2
D10 est le diamètre effectif à 10% en cm.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 1 2 3 4 5 6
tamisats cumulatif
(%)
tamisats cumulatif
(%)
24 D10 = 0,1 mm = 0,01 cm
k = (0,01)2.100= 10-2 cm/s
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6- SOURCE DE GRANULAT
Les granulats utilisés dans le génie civil sont soit:
- d’origine naturelle qu’on extrait des carrières, des gravières ou de sablières
- ou artificielle qu’on peut fabriquer spécialement (granulat léger) ou récupérer des sous-produits industriels (Laitiers, scories, résidus des mines, etc…).
6-1. Carrières
Des massifs rocheux sont fragmentés au moyen d’explosif, puis réduits à la dimension désirée par concassage. Les particules obtenues ont des formes angulaires. La qualité des granulats dépend du type de roche et du concasseur utilisé. Au Québec, la majorité des carrières produisent des granulats de roches calcaires, de roches ignées (granite et syénites), et aussi volcaniques.
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6-2. Les gravières et les sablières
Au Québec, les granulats provenant des gravières et sablières sont des
dépôts d’origine fluvioglaciaire, déjà fragmentés par altération. Ils
peuvent utilisés tels quels où lavés et parfois concassés pour réduire leurs
dimensions.
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6-3. Les granulats artificiels
Ils sont d’origine minérale résultant d’un procédé industriel
comprenant des transformations thermiques ou autres. Parce qu’ils
ne sont pas disponibles en abondance, les granulats artificiels sont
très peu utilisés au Québec.
Sous-produits industriels, concassés ou non: Les plus
employés sont le laitier cristallisé concassé de haut fourneau
obtenus par refroidissement à l’air.
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Les résidus d’enrobés bitumineux et de béton constituent environ
85% des résidus de CRD récupérés (construction, rénovation et
démolition), d’ont près des trois quarts proviennent de travaux sur
les infrastructures.
Le ministère des Transports du Québec offre depuis 2004 la
possibilité d’utiliser en plus des matériaux naturels, des matériaux
recyclés pour la sous-fondation et la fondation des chaussées.
7- Caractéristiques des granulats selon leur
utilisation Les granulats doivent être classés suivant leurs caractéristiques
intrinsèques (caractéristiques propres à la nature du granulat) et
leurs caractéristiques de fabrication (caractéristiques propres aux
opérations de concassage).
7-1. Caractéristiques intrinsèques Ces essais servent à évaluer la dégradation du granulat de même que
son aptitude à produire des particules fines lors du transport, de
l’entreposage et de la mise en œuvre. 30
A. Gros Granulats (dimensions des particules > 5
mm)
Les catégories de gros granulats sont établies dans le tableau 2 selon
leurs caractéristiques intrinsèques de résistance à I'usure [essai micro-
Deval (MD)] d'après la méthode d'essai LC 21-070 et de résistance a
l'abrasion [essai Los Angeles (LA)] d'après la méthode d'essai LC 21-400.
L'appartenance à une catégorie nécessite de satisfaire simultanément
aux trois spécifications MD, LA et MD + LA.
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B. Granulats fins (dimensions des particules < 5 mm)
Les catégories de granulats fins sont établies dans le tableau 4 selon leurs
caractéristiques intrinsèques de résistance à l'usure [essai micro-Deval
(MD)] d'après la procédure de la méthode d'essai LC 21-101 et de friabilité
d'après la méthode d'essai LC 21-080.
L'appartenance a une catégorie nécessite de satisfaire simultanément aux
deux spécifications mentionnées dans le paragraphe précédent.
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Micro-Deval
•Récupérer le retenu au tamis 160 μm et le passant 5 mm et réduire
selon la méthode LC 21–015 de manière à préparer une prise d’essai
d’environ 500 g et l’indiquer comme étant m1.
•Faire tremper la prise d’essai pendant 24 h ± 4 h dans 350 ml d’eau
dans un contenant d’un litre (environ) qui sera déversé après la période
d’immersion dans la jarre cylindrique avec 400 ml d’eau supplémentaire.
•La charge abrasive est constituée de 1250 g ± 2 g. Introduire la charge
abrasive avant la prise d’essai.
•Fixer fermement le couvercle de la jarre pour la rendre étanche. Mettre
la jarre en rotation pour une période de 15 min ± 10 s.
•À la fin de la rotation, le contenu de la jarre est recueilli dans un
récipient. Laver l’intérieur de la jarre pour récupérer tout le contenu.
Enlever la charge abrasive. Laver et sécher
•Déterminer la masse cumulée au retenu 160 μm et l’indiquer comme
étant m2.
Friabilité: Même principe sauf la trempe et le tamis 80µm 36
7-2. Caractéristiques de fabrication
Les catégories de gros granulats sont établies dans le tableau 3 selon
leurs caractéristiques de fragmentation d'après la procédure de la
méthode d'essai LC 21-100 et de forme (particules plates et particules
allongées) d'après la méthode d'essai LC 21-265.
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L'appartenance à une catégorie nécessite de satisfaire simultanément aux trois
spécifications mentionnées dans le paragraphe précédent.
7-3. Caractéristiques complémentaires Divers essais additionnels doivent également être réalisés en fonction de
l’utilisation éventuelle des granulats.
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EXERCICES 1) Quelles caractéristiques doit avoir un gros granulat que l’on compte
utiliser pour une dalle de béton d’autoroute?
Rep: Intrinsèque 1, Fabrication a, complémentaire Propreté (particules <80µm) 1%, Particules légères ≤0,5%, teneur en mottes d’argiles ≤ 0,25%, coefficient de polissage par projection ≥0,45
2) Quelles catégories de gros granulats et de granulats fins doivent être
sélectionnés pour fabriquer des enrobés à chaud qui seront utilisés
pour la couche de roulement d’une autoroute qui aura un débit
journalier moyen annuel (DJMA) de 4 500 véhicules et un équivalent
de charge axiale simple de (ECAS) de 120 000?
Réponse:
Caractéristiques intrinsèques des gros granulats : _2____2_____
Caractéristiques de fabrication des gros granulats : __b________
Caractéristiques intrinsèques des granulats fins : __1________
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3) Quels essais devrez-vous exécuter pour déterminer les caractéristiques
intrinsèques, de fabrication et complémentaires d’un gravier concassé
de calibre MG 56 qui sera utilisé comme matériau granulaire pour
fondation? Indiquer également les limites d’acceptation les moins
restrictives pour chacun des essais.
Réponse:
Type de caractéristiques Essais à réaliser Limite
d’acceptation
intrinsèque__________ _ Los Angeles ≤50
Intrinsèque Micro-Deval ≤35
Intrinsèque Micro-Deval +Los Angeles ≤ 80
Fabrication Fragmentation ≥50
Fabrication particules plates ---
Fabrication particules allongées ---
Complémentaires Matières organiques ≤0,8%
Complémentaires valeur au bleu ≤0,2%
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Ex (en classe):
1- Quels sont les matériaux granulaires que le MTQ peut utiliser pour
construire un accotement? Rep: MG20b
2- Quelles sont les caractéristiques (intrinsèques et fabrication) des
matériaux granulaires que le MTQ utilise pour la conception d’une
couche de fondation? Rep: Gros granulats 5 e
3- Quelles sont les proportions de gravier et de sable de l’échantillon
qui a la granulométrie suivante:
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Graviers: 5-80 mm 100 - 18=82%
Sable: 0,08-5 mm: 18 – 9 = 9%
Gravier 5-80mm: Tamisat à 80 mm = 100 car à 56 mm= 100%
Donc la proportion comprise entre 80 et 5 mm est égale à = 100-18= 82%
Sable 0,08-5mm donc 18-9 = 9%
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Exo-1
Exercice 2
8- La mise en place Les matériaux granulaires (les granulats et les sols) doivent être étendus
en couches de faible épaisseur et compactés jusqu'à l’obtention de la
compacité désirée.
Le compactage consiste à appliquer suffisamment d’énergie au matériau
granulaire pour réduire ses vides et ainsi accroître sa masse volumique.
Sur le chantier, on applique cette énergie par pression statique,
pression statique et
vibration, pétrissage
statique ou impacts,
selon le type de
compacteur.
On choisit le type de
compacteur en fonction
de la nature de la couche
de matériau granulaire
à compacter et de
l’ampleur des travaux.
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8-1. Les rouleaux à jantes lisses Les rouleaux à jantes lisses peuvent être équipés de un à trois cylindres
lisses en acier. Comme leur surface de contact avec le matériau
granulaire est très importante, la pression transférée est plutôt faible
malgré leur poids élevé (elle peut atteindre 400 kPa).
On utilise principalement les rouleaux à jantes lisses pour compacter
les revêtements bitumineux. Malgré leur faible performance, on les
emploie parfois pour compacter les matériaux granulaires tels que la
pierre concassée, les graviers et les sables grossiers ou moyens. Pour
obtenir des résultats appréciables sur ces matériaux granulaires, on
doit limiter l’épaisseur des couches entre 150 et 250 mm.
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8-2. Les rouleaux vibrants Les rouleaux vibrants sont constitués d’un cylindre d’acier lisse accouplé
à un vibrateur. Ces compacteurs sont très efficaces avec les pierres
concassées, les graviers et les sables. Ils peuvent fournir jusqu’à deux fois
plus d’énergie de compactage que les rouleaux à jantes lisses. Les couches
doivent avoir une épaisseur de 150 à 300 mm. Ils sont principalement
recommandés pour compacter les couches de fondations et sous-
fondations
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8-3. Les rouleaux à pneus Les rouleaux à pneus peuvent compter une ou plusieurs rangées de quatre
à six pneus assez rapprochés.
Ce sont les plus polyvalents des compacteurs, cars ils servent
autant sur les emprunts de pierres concassées, de gravier et de
sable que sur les sols argileux.
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Pour terrassements moyens ou pour
des matériaux routiers à surfacer
Ils sont très mobiles et utilisés pour
des sols argileux sableux, les graves
fines et moyennes. Ils sont
pratiquement autorisés partout
mais moins efficaces que les
compacteurs vibrants.
Vitesse max 6 km/h et la vitesse
moyenne entre 3,5-5km/h
8-4. Les rouleaux à pieds de mouton Les rouleaux à pieds de mouton sont constitués d’un cylindre d’acier qui
présente un grand nombre de saillies ou de crampons pouvant atteindre
250 mm de hauteur. La pression de contact d’un pied avec le sol varie de
1400 kPa à 7000 kPa.
Les rouleaux à pieds de mouton sont les appareils les plus
utilisés pour compacter les sols argileux, car ce sont les plus
efficaces. Ils ne peuvent cependant pas servir au compactage des autres
types de matériaux granulaires. Lorsqu’on travaille avec ce type de
compacteur, on doit s’assurer que l’épaisseur de la couche de sol à
compacter est inférieure à la longueur des pieds.
Vitesse max 12 km/h
Vitesse moyenne 6 km/h
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8-5. Les plaques vibrantes Elles conviennent parfaitement aux pierres concassées, aux graviers et
aux sables, mais leur faible masse limite à environ 100 à 200 mm
l’épaisseur des couches qu’elles peuvent compacter.
On emploie surtout les plaques vibrantes pour les travaux de faible
envergure comme le compactage d’allées piétonnières ou d’entrées de
garage.
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9- Facteurs agissant sur le compactage Les facteurs les plus importants sont:
- teneur en eau de la couche granulaire durant le compactage,
- le nombre de passes, l’épaisseur de la couche,
- le poids du compacteur et
- la vitesse à laquelle se fait le compactage.
9-1. Teneur en eau Pour que le compactage soit efficace, la teneur en eau du matériau
granulaire doit se situer le plus près possible de la teneur en eau
optimale déterminée par l’essai Proctor.
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9-2. Le nombre de passes Le nombre de passes d’un compacteur est directement proportionnel à
la quantité d’énergie qu’il applique au matériau granulaire : en
augmentant le nombre de passes, on accroît l’énergie de compactage.
De façon générale, il faut de 3 à 8 passes pour compacter une couche
de matériau granulaire de 300 mm d’épaisseur, mais ce nombre peut
facilement atteindre 12 en fonction du type de matériau granulaire, de
la teneur en eau et de la masse du compacteur. Au MTQ, on trouve
qu’un compactage de 20 min dans la couche d’enrobé est
suffisant.
9-3. L’épaisseur de la couche Pour que le compactage d’une couche de matériau granulaire soit
efficace et que la compacité soit la plus uniforme possible, il faut
limiter l’épaisseur de la couche.
En principe, elle ne devrait pas dépasser 300 mm. Toutefois, dans le
cas des sables propres à granulométrie serrée, il est préférable
d’augmenter l’épaisseur de la couche, car ces matériaux sont très
perméables et ont tendance, lorsqu’ils s’assèchent, à perdre facilement
leur compacité sous le passage répété de véhicules.
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Le compactage par couches de faible épaisseur présente deux grands
avantages :
Il permet, lors du compactage d’une couche de matériau granulaire, de
compacter à nouveau la partie supérieure de la couche sous-jacente.
Il facilite la réalisation des essais de vérification sur le chantier, ce qui
améliore le contrôle de la qualité du compactage.
Plus le compacteur est lourd, plus on peut augmenter l’épaisseur de la
couche de matériau granulaire. Lorsqu’on utilise des rouleaux vibrants
sur la pierre concassée, les graviers et les sables, la couche peut avoir
jusqu’à 600 mm d’épaisseur???.
9-4. Masse des compacteurs L’efficacité d’un compacteur dépend en partie de son poids : plus un
compacteur est lourd, moins il faut de passes pour produire la compacité
désirée.
Toutefois, un sur-compactage :
peut entraîner la rupture des couches inférieures, lorsque leur
compacité maximale a été atteinte.
peut briser les particules de gravier et de sable, augmentant ainsi la
quantité de particules fines ; le matériau devient alors plus capillaire
et, par conséquent, plus gélif.
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9-5. Vitesse des compacteurs On doit limiter la vitesse de la plupart des compacteurs à environ 8
km/h. Dans le cas des compacteurs à vibrations, la vitesse optimale
devrait se situer autour de 5 km/h pour que les vibrations puissent agir
efficacement sur toute l’épaisseur de la couche. Si le compacteur avance
trop vite, il faudra davantage de passes pour atteindre la compacité
désiré.
10- Contrôle du compactage sur le chantier Les essais de contrôle du compactage réalisés sur le chantier permettent
de déterminer la masse volumique sèche et la teneur en eau d’une couche
de matériau granulaire qui a été compactée.
On peut ainsi vérifier la qualité des travaux de compactage et les
accepter ou les refuser, à la lumière des directives contenues dans les
devis de construction
100Proctor sèche volumiqeMasse
chantierau sèche volumiqueMassepacitéDegrédecom x
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10-1. Essai au nucléodensimètre Le nucléodensimètre est un appareil relativement précis à l’aide duquel
on peut rapidement déterminer la masse volumique du matériau
granulaire sur le chantier ainsi que sa teneur en eau. On l’emploie aussi
pour vérifier la masse volumique du béton et des revêtements
bitumineux.
http://www.youtube.com/watch?v=7bM93WRtwes
Un champ magnétique est généré à partir d’une plaque posée sur la
surface de l’enrobé à ausculter. La densité est déterminée à partir de la
réponse du champ électrique
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Exemple: Masse volumique d’un matériaux granulaire (sur chantier)
est de 1750 kg/m3 avec une teneur en eau de 5%. Au labo avec l’essai
Proctor, sa masse volumique est de 2000 kg/m3 avec une teneur en eau
de 2,5%. Quel est le degré de compacité de ce remblai:
Degré de compacité = 100*(1750/2000)= 87,5%
10-2 Fréquence et la localisation des essais sur le
chantier Dans le cas de construction routière, le ministère des Transports du
Québec recommande de faire au moins un essai à tous le 5000 m2 en
terrain naturel et dans l’infrastructure et à tous les 2500 m2 dans les
sous-fondations et les fondations des routes. Pour les bâtiments
industriels reposant sur des fondations superficielles, on devrait
vérifier la compacité à tous les 800 m2. On choisit l’emplacement des
essais de compactage au hasard, soit en se fiant à son jugement, soit
à l’aide d’une table de valeurs aléatoires
10-3. compacités recommandées sur le chantier Le degré de compacité recommandé est habituellement spécifié dans
les devis; sa valeur dépend de la nature des ouvrages. De façon
générale, il se situe entre 90% et 98% de l’essai Proctor modifié. Le
degré de compacité des pierres concassées, graviers et sables dans
leur état le plus lâche est d’environ 80%.
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10-4. Essai Proctor L’essai Proctor (Standard ou Modifié) consiste à mesurer la masse
volumique sèche d’un matériau granulaire disposé en 3 ou 5 couches
dans un moule de volume connu. Chaque couche est compactée avec un
marteau de 2,49 ou 4,54 kg tombant à 25 ou 26 reprises d’une hauteur
de chute de 305 ou 457 mm. On répète l’essai à plusieurs reprises en
faisant varier la teneur en eau du matériau.
On porte chaque mesure de la masse volumique du matériau granulaire
sec sur un graphique en fonction de la teneur en eau correspondante, ce
qui permet de tracer une courbe de compactage. À partir de cette courbe,
on détermine la masse volumique sèche maximale du matériau
et sa teneur en eau optimale.
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