4.3.7.2 Analyse granulométrique des sols
Elle fournitla dénomination correspondant aux
dimensions des grains.
A Mode opératoire
La procédure au cours de l'essai consiste à
laver les matériaux puis les sécher dans l'étuve
pendant un temps bien déterminé, soit 24heures et en fin on passe
au tamisage de matériaux dans une série des tamis qui portent
des mailles variables.
Ainsi selon la nature des matériaux, on utilise les
tamis de différentes dimensions dont les principaux sont :
-Tamis ASTEM (Model américain) qui commence à
partir de trois pouces(3") avec une maille d'ouverture de 76,2mm
jusqu'au tamis n°200 ayant une maille de 0,074mm.
- Tamis AFNOR (model français) qui commence du tamis
n° 50 avec une ouverture de 80mm jusqu'au tamis n°20 avec une maille
d'ouverture de 0,08mm
Dans les deux cas, les matériauxsont pesés
suivant qu'il s'agit dematériaux fins ou argileux, et le
résultat est obtenu à l'aide d'une série de tamis suivant
les cycles opératoireci-après :La quantité prise est
lavée dans le tamis 1,19mm de maille(ASTEM) qui correspond à 1,25
mm (AFNOR), les passants(tamisats) sont rejetésalors que les refus sont
retenus et mis à l'étuve pour le séchage.Apres
l'étuve, la quantité retenue est de nouveau tamisée dans
le tamis 0,84mm correspondant à 0,8mm (AFNOR) etc.
Le dernier tamisage se passe dans le tamis n°200 avec une
maille d'ouverture de 0,074mm qui équivaut au tamis n°20 (AFNOR)
ayant une maile d'ouverture de 0,08mm.
B.Obtention des résultats
Notons qu'après chaque tamisage, on
prélève les refus partiels, à partir de ces refus
partiels, on cherche simultanément les refus cumulés en grammes,
en pourcentages et le tout permet d'obtenir les tamisâts en
pourcentages.
Au cours de l'essai, on note : le poids total de
l'échantillon qui est dans ce cas de 200g et les poids de refus
partiels de chaque tamis
Le premier refus cumulé en grammes est trouvé en
reportant le premier poids de refus partiels ; les restes des refus
cumulés en grammes sont obtenus en additionnant chaque fois le poids de
refus partiel au poids de refus cumulé toujours en grammes.
A titre d'exemple : pour trouver le refus cumulé
en gr du tamis n°2 on fait la somme entre le poids de refus partiel de ce
tamis n°2 et le premier poids cumulé en gr du tamis n°1
d'analyse ; pour le troisième poids cumulé en grammes du
tamis n°3, on fait la somme entre le poids de refus partiel de ce tamis
n°3 et le poids cumulé en gramme du tamis n°2, ainsi de
suite.
Les refus cumulés en pourcentages sont obtenus en
divisant chaque fois le poids du refus cumulé en gramme correspondant
à chaque tamis au poids sec de l'échantillon qui est ici de
200gr.Les tamisats en pourcentages s'obtiennent en faisant l'analogie sur les
poids des refus cumulés en pourcentages de chaque tamis
c'est -à-dire si le refus cumulé du tamis est de 5% ce que
le tamisats de ce tamis est de 95%.Disons que tous les deux types de tamis
donnent le mêmerésultat.
En fin de tamisage, tous les résultats sont
sanctionnés par un graphique (courbe granulométrique) qui porte
en abscisses en échelle semi-logarithmique les diamètres
décroissants des particules et en ordonnées sur une
échelle linéaire, les pourcentages des tamisats.
Tableau 3: Classification
granulométrique des sols D'après Atterberg (1908).
|
Diamètre en mm
|
Dénomination (groupes principaux)
|
|
>20
2,0 < ?< 20
0,06 < ?< 2,0
0,002< ?< 0,006
< 0,002
|
Pierre et blocs
Cailloutés (grains)
Sables
Silt ou Limon
Argile granulométrique.
|
Leslimites numériques adaptées pour les argiles
sont souvent valables suivant les auteurs et les écoles, mais nous
utilisons dans le cadre de ce travail, celles de l'école
Française .Notre attention étant focalisée sur la
proportion en particules fines (< 0,074 mmou <0,080).
C. Détermination de teneur en
éléments fins
Le terme « éléments fins »
désigne les particules dont les dimensions sont < à 0,08 mm
(ou< 0,074 mm ASTEM) et englobe donc les limons et les argiles y compris
les sables dont la limite inferieur est 0,02mm. Cette teneur en
éléments fins se détermine par essai simple, mais
à grande importance, il permet de connaitre la prédominance du
caractère argileux (limoneux) sur le caractère sableux et vice
versa.
Si le pourcentage en fines est > 50 %, le comportement du
sol se penche sensiblement vers l'argile(limon). Dans le cas contraire, c'est
le comportement sableux qui prédomine.
EF =   avec Pnmatsec : poids net de matériaux sec,
Pts : poids total sec après étuve et EF :
éléments fins.On définitégalement la teneur moyenne
en éléments fins étant la moyenne arithmétique des
éléments fins de deux pèses filtres de chaque
échantillon ; elle est obtenue par la formule
ci-après :
EFm =   avec EFm : teneur moyenne en éléments fins
exprimée en pourcentages ; EF1 : Teneur en
éléments fins du la premièrepèse filtre et
EF2 : teneur en éléments fins du
deuxièmepèse filtre.
Tableau 4: Teneur en
éléments fins
|
N° Ech
|
Labo 001/2013
|
Labo 002/2013
|
Labo 003/2013
|
Labo 004/2013
|
Labo 005/2013
|
Labo 006/2013
|
Labo 007/2013
|
|
N° pèse filtre
|
Z
|
Q
|
F
|
P
|
T
|
K
|
L
|
M
|
S
|
D
|
A
|
H
|
G
|
J
|
|
Poids total sec
|
594
|
415
|
635
|
614
|
706
|
554
|
701
|
706
|
702
|
689
|
694
|
665
|
616
|
635
|
|
Poids net matériaux sec
|
482
|
300
|
524
|
503
|
595
|
445
|
591
|
595
|
597
|
580
|
579
|
538
|
510
|
526
|
|
EF en %
|
81
|
72
|
80
|
82
|
84
|
80
|
84
|
84
|
85
|
84
|
83
|
81
|
83
|
83
|
|
EFm en %
|
77
|
81
|
82
|
84
|
85
|
82
|
83
|
En se référant aux résultats du tableau
4, on constate que le comportement de sol de notre secteur d'étude se
penche sensiblement vers le comportement argileux (limoneux) car les
différentes valeurs de la teneur en fines sont > 50% et varie de 77%
à 87%.
Tableau 5: Résultats
de l'analyse granulométrique de tous les échantillons
|
N° Ech
|
N° tamis
|
Ouverture en mm
|
Refus
|
Tamisats en %
|
Poids sec en gr
|
|
ASTEM
|
AFNOR
|
ASTEM
|
AFNOR
|
Particules en gr
|
Cumulés en gr
|
Cumulés en %
|
|
Labo001/2013
|
16
|
32
|
1,19
|
1,25
|
0,2
|
0,2
|
0,1
|
100
|
200
|
|
20
|
30
|
0,84
|
0 ,8
|
1 ,7
|
1,9
|
1
|
99
|
|
40
|
27
|
0,42
|
0 ,4
|
0,9
|
2,8
|
1
|
99
|
|
60
|
25
|
0,25
|
0,25
|
1,0
|
3,0
|
2
|
98
|
|
100
|
23
|
0,149
|
0,16
|
0,6
|
3,6
|
2
|
98
|
|
200
|
20
|
0,074
|
0,080
|
0,2
|
3,8
|
2
|
98
|
|
Labo002/2013
|
16
|
32
|
1,19
|
1,25
|
0,5
|
0,5
|
0,3
|
100
|
200
|
|
20
|
30
|
0,84
|
0,8
|
0,4
|
0,9
|
0,5
|
99
|
|
40
|
27
|
0 ,42
|
0,4
|
0,5
|
1,4
|
1
|
99
|
|
60
|
25
|
0,25
|
0,25
|
0,7
|
2,1
|
1
|
99
|
|
100
|
23
|
0,149
|
0,16
|
0,5
|
2,6
|
1
|
99
|
|
200
|
20
|
0,074
|
0 ,080
|
0,1
|
2,7
|
1
|
99
|
|
Labo003/2013
|
12
|
33
|
1,68
|
1,6
|
-
|
00
|
00
|
100
|
200
|
|
16
|
32
|
1,19
|
1 ,25
|
1,3
|
1,3
|
1
|
99
|
|
20
|
30
|
0,84
|
0,8
|
1,3
|
2,6
|
1
|
99
|
|
40
|
27
|
0,42
|
0,4
|
3,0
|
5,6
|
3
|
97
|
|
60
|
25
|
0,25
|
0,25
|
3,0
|
8,6
|
4
|
96
|
|
100
|
23
|
0,149
|
0,16
|
1,7
|
10,3
|
5
|
95
|
|
200
|
20
|
0,074
|
0,080
|
2,3
|
10,6
|
5
|
95
|
|
Labo004/2013
|
20
|
30
|
0,84
|
0,8
|
0,3
|
0 ,3
|
0,2
|
100
|
200
|
|
35
|
28
|
0,5
|
0,5
|
0,1
|
0,4
|
0,2
|
100
|
|
60
|
25
|
0,25
|
0,25
|
0,1
|
0,5
|
0,3
|
100
|
|
100
|
23
|
0,149
|
0,16
|
0,1
|
0,6
|
0,3
|
100
|
|
200
|
20
|
0 ,074
|
0,080
|
0,1
|
0,7
|
0,4
|
100
|
|
Labo005/2013
|
20
|
30
|
0,84
|
0,8
|
0,7
|
0,7
|
0,4
|
100
|
200
|
|
40
|
27
|
0,42
|
0,4
|
0,5
|
1,2
|
1
|
99
|
|
60
|
25
|
0,25
|
0,25
|
0,7
|
1,9
|
1
|
99
|
|
100
|
23
|
0,149
|
0,16
|
0,8
|
2,7
|
1
|
99
|
|
200
|
20
|
0,074
|
0,080
|
0 ,1
|
2,8
|
1
|
99
|
|
Labo006/2013
|
12
|
33
|
1,68
|
1,6
|
-
|
00
|
00
|
100
|
200
|
|
16
|
32
|
1,19
|
1,25
|
2,1
|
2,1
|
1
|
99
|
|
20
|
30
|
0,84
|
0,8
|
2,2
|
4,3
|
2
|
98
|
|
40
|
27
|
0,42
|
0 ,4
|
1,7
|
6,0
|
3
|
97
|
|
60
|
25
|
0,25
|
0,25
|
1,9
|
7,9
|
4
|
96
|
|
100
|
23
|
0,149
|
0,16
|
1,3
|
9,2
|
5
|
95
|
|
200
|
20
|
0,074
|
0,080
|
0,2
|
9,4
|
5
|
95
|
|
Labo007/2013
|
20
|
30
|
0,84
|
0,8
|
0,6
|
0,6
|
0,3
|
100
|
200
|
|
40
|
27
|
0,42
|
0,4
|
0,5
|
1,1
|
1
|
99
|
|
60
|
25
|
0,25
|
0,25
|
0,8
|
1,9
|
1
|
99
|
|
100
|
23
|
0,149
|
0,16
|
0,4
|
2,3
|
1
|
99
|
|
200
|
20
|
0,074
|
0 ,080
|
0,1
|
2,4
|
1
|
99
|
·
Détermination des limites d'Atterberg (limite de consistance)
Les limites d'Atterberg sont des teneurs en eau
conventionnelles qui fixent un état du sol. Elles sont mesurées
sur la fraction des terres passant au tamis de 0,5mm de maille correspondant
au tamis N° 35 (ASTEM) au N°28(AFNOR), on les utilise
également sur la fraction passant au tamis 0,42mm. Elles ont pour but de
classer les sols pour compléter les analyses granulométriques du
fait de l'absence de la sedimentométrie et de la lévigation.
Cette classification utilise la limite de liquidité
uniquement soit la limite de liquidité et l'indice de plasticité.
Elle souffre tout de même de certaines insuffisances car un sol peut
appartenir à la classe des limons et celle des argiles
c'est-à-dire les élémentstrès fins.
La comparaison de la teneur en eau naturelle et les limites
d'Atterberg donne immédiatement une idée de l'état actuel
du sol. C'est ainsi qu'indépendamment de la granularitéde sol,
les argiles peuvent présenter des propriétés physiques et
mécaniques des particules selon la teneur en eau, un sol acquiert un
comportement trèsdifférent en présence d'eau.
Ainsi on peut avoir un sol à l'état liquide,
soit plastique ou encore solide. Pour classer le sol on utilise diagramme de
casagrande.
a. Limite de
liquidité « WL »
Elle est la teneur en eau au-dessus de laquelle le sol se
comporte comme un liquide ou semi-liquide et s'écoule sous son propre
poids. Elle se mesure à l'aide d'un appareil (appareil de casagrande)
qui est constitué par une petite coupelle dans laquelle on place le sol
et d'une came mue par une manivelle qui soulève la coupelle et la laisse
brusquement retomber sur un socle rigide.
La valeur de la limite de liquidité est obtenue
sur la courbe granulométrique au 25ème coup dont le
diagramme porte en abscisse le nombre de coups et en ordonnées les
teneurs en eau correspondant au nombre de coup (voir page en annexe).La limite
de liquidité sépare donc l'état plastique de l'état
liquide.
Fig.8. Classification des sols en fonction de la limité
de liquidité
On a alors : WL<35 : sable ;
20<WL<60 : limons ; WL>30 :
Argile .Les résultats d'essai effectués sur
les sols prélevés dans notre secteur d'étude sont bel et
bien présentés dans le tableau 6
b. La limite de
plasticité «WP »
La limite de plasticité WP est la teneur en
eau au-dessous de laquelle le sol perd sa plasticité et devient
friable.
Elle se définitparticulièrement comme la
possibilité de former sous le doigt un rouleau de 3mm de
diamètre. Elle traduit le passage de l'état plastique à
l'état solide avec retrait, à cette teneur, le sol ne peut plus
pétrir sans se fissurer.
Au laboratoire, elle s'obtient en roulant
l'échantillon en forme de boudin qu'on amincit progressivement sur un
vitre (verre) ou sur le marbre jusqu'à l'obtention d'un cylindre dont le
diamètre ne dépasse pas 3mm et qu'il se brise en petits
morceaux.
Le résultat de chaque échantillon s'obtient en
reportant sur la feuille d'essais. Les poids de la terre de pèse filtre,
le poids total humide, le poids total sec ainsi que le nombre de coup.
On en déduit alors la teneur en eau de chaque tare et
cela pour chaque échantillon.
La limité de plasticitéest calculée en
faisant la moyenne arithmétique de teneur en eau de ces quatre
taresprésentes sur la feuille d'essai. Les résultats sont
présentés dans le tableau6
c. Indice de
plasticité «IP »
C'est un paramètre combiné de la limite de
liquidité et de la limite de plasticité qui permet aussi de
caractériser un sol suivant une gamme des teneurs en eau pour laquelle
un sol cohérent a les propriétés d'un matériau
plastique. Cet indice est fonction de la quantité d'argile et de
colloïde que le sol renferme, il est donc une mesure de la cohésion
d'un sol et non pour les sols pulvérulents qui ont un IP=0
Il est obtenu en faisant la différence entre la limite
de liquidité et la limite de plasticité.
IP=WL-WP (%).
Il est d'autant plus élevé que le sol contient
de l'argile.
Un sol ayant un IP>10 est assez argileux et pour
Ip>30 il est très argileux (Habib, 1982).
Selon Atterberg(1908) :
Si IP>7 : on a une faible
plasticité
Si 7<IP<17 : on a un sol d'une
plasticité moyenne
Si IP>17 : on a un sol à
plasticité élevée.
Pour 10= Ip=2,on a un sol assez argileux ;
Pour Ip>20,on a un sol très argileux.
En fonction de Ip , on classe aussi le sol de la
manière suivante (figure 9):
Figure 9 : classification des sols en fonction del'indice
de plasticité.
Pour les sables : IP<15, pour les
limons : IP est compris entre 5 et 25 (valeur max) et pour les
argiles IP>15 
Les résultats sont présentés dans le
tableau 6.
Tableau 6: les
résultats obtenus de limites d'Atterberg et de la teneur en
éléments fins de tous les échantillons.
|
N° Ech
|
Nature et horizon
|
Provenance
|
EFen%
|
Wen %
|
WL
|
Wp
|
Ip
|
Prof en m
|
|
Labo001/2013
|
Argile grisâtre B
|
Paysage
|
77
|
30,7
|
40,6
|
20,4
|
20,2
|
0 ,5
|
|
Labo002/2013
|
Argile gris-rougeâtre B
|
Kerhedi
|
81
|
24,8
|
36,0
|
13,9
|
22,1
|
0,5
|
|
Labo003/2013
|
Argile rougeâtre B
|
Kerhedi
|
82
|
35,5
|
46,7
|
23,9
|
22,8
|
0,4
|
|
Labo004/2013
|
Argile noirâtre à grisâtre B
|
Kerhedi
|
84
|
31,4
|
41,0
|
22,8
|
18,2
|
0,5
|
|
Labo005/2013
|
Argile blanchâtre à gris-blanchâtre C
|
Kerhedi
|
85
|
45,7
|
58,0
|
33,0
|
25,0
|
0,5
|
|
Labo006/2013
|
Argile rougeâtre B
|
Camp saïo
|
82
|
43
|
54,2
|
31,7
|
22,5
|
0,5
|
|
Labo007/2013
|
Argile grisâtre B
|
Quartier Latin
|
83
|
29,1
|
40,4
|
17,7
|
22,7
|
0,5
|
En nous référant sur le ci-dessus, nous
remarquons que les sols de notre secteur ainsi étudié sont des
sols assez argileux, de plasticité élevée
Tableau 7: Classification
en fonction de l'analyse granulométrique et les limites d'Atterberg
« propre aux sols fins », d'après R.COQUAND, 1986.
|
Sables fins
|
Plus de 50% d'éléments
< 0,080mm
|
IP<0, O73 (WL-20)
Et < 7 si WL< 30
|
WL <50%
|
Limons peu plastiques
|
|
WL>50
|
Limon très plastique
|
|
IP >0,73 (WL-20)
Et > 7 si WL< 30
|
WL<50
|
Argiles peu plastiques
|
|
WL>50
|
Argiles très plastiques
|
Le tableau ci-dessus montre que les sols de notre secteur
d'études sont des argiles plastiques avec 18,2<Ip<25 et36<
WL<58.
|
|
