I.2.6.2.2 ANALYSE GRANULOMETRIQUE (NF P94-056)
On appelle analyse granulométrique l'opération
permettant de déterminer :
· La granulométrie : c'est-à-dire la
détermination de la grandeur des grains,
· La granularité : la répartition
dimensionnelle des grains dans un granulat.
L'analyse granulométrique consiste à fractionner
le matériau en différentes coupure au moyen de tamis. Les masses
des différents refus sont rapportés à la masse initiale
sèche du matériau. Les pourcentages ainsi obtenus sont
exploités sous forme de graphique (courbe d'analyse
granulométrie).
L'analyse granulométrique s'effectue en deux phases,
à savoir :
· Le tamisage et
· La sédimentométrie.
A. ANALYSE GRANULOMETRIQUE PAR TAMISAGE (NF P 94-056)
Le tamisage est l'opération qui consiste à
séparer un matériau en différentes fractions au moyen
d'une série de tamis de caractéristiques.
On obtient la granulométrie du gravier et du sable par
tamisage, tandis que celle des sols à grains fins est
déterminée par sédimentation. (Roubitaille,
1997) Et au bout de l'essai, le résultat attendu est
l'établissement d'une courbe granulométrique intégrale,
montrant les proportions relatives de chaque classe de granulat contenu dans le
sol analysé.
Le granulat est défini comme étant un ensemble
de grains minéraux, de dimensions comprises entre 0 et 125 mm, de
provenance naturelle ou artificielle, destinés à la confection
(Ghomari et al, 2008) :
· Des mortiers des bétons ;
· Des couches de fondations ;
· Et des assises et ballasts de voies ferrées.
En fonction de la dimension et du nombre des grains composant
un granulat, on dénomme les granulats fins, sables, gravillons ou
cailloux. Cependant, pour un granulat donné, tous les grains qui le
constituent n'ont pas tous la même dimension et cela suivant chaque
échantillon.
Pour cela, on procède au classement des grains sur une
série de tamis emboités les uns sur les autres. Les dimensions
des mailles des tamis sont décroissantes du haut vers le bas. Le
granulat est placé sur le tamis le plus haut et par vibrations, on
répartit les grains sur les différents tamis selon leur grosseur.
L'analyse granulométrique par tamisage permet de
séparer les grains de dimensions différentes et de dresser une
courbe cumulative dont les proportions pondérales sont fonction de
l'ouverture des tamis. (Lunda, 2003)
A) BUT DE L'ESSAI
L'analyse granulométrique par tamisage a pour but de
déterminer la grosseur et les pourcentages pondéraux respectifs
des différentes familles de grains constituant les échantillons.
Elle s'applique à tous les granulats de dimension nominale
inférieure ou égale à 63mm, à l'exclusion des
fillers.
A noter qu'il faut éviter la confusion entre la
granulométrie qui s'intéresse à la détermination de
la dimension des grains et la granularité qui concerne la distribution
dimensionnelle des grains d'un granulat.
B) PRINCIPE DE L'ESSAI
L'essai consiste à faire passer un échantillon
représentatif de sol à travers des tamis superposés dont
les ouvertures(mailles) vont en décroissant du haut vers le bas. Les
particules plus grosses restent donc emprisonnées sur les tamis les plus
hauts, tandis que les particules fines se dirigent vers les tamis
inférieurs.
Mécaniquement ou manuellement, on soumet la colonne des
tamis à des mouvements horizontaux et verticaux de façon à
laisser l'échantillon de sol constamment en contact avec la surface des
tamis et ainsi augmenté l'efficacité du tamisage.
Le tamisât ou passant est la partie du matériau
qui passe au travers du tamis et le refus celle qui y est retenue ; les tamis
étant eux-mêmes définis par la norme [EN 933-2] qui
préconise, pour l'analyse granulométrique, la série de
tamis suivante en (mm) : 0.063, 0.125, 0.25, 0.50, 1, 2, 4, 8, 16,
31.5, 63, 125. Dans ce projet, nous avons utilisé la
série suivante en (mm) : 20, 16, 12.5, 10, 8, 6.3, 3.15, 2.5,
2,1.6, 1, 0.63, 0.5, 0.4, 0.315, 0.25, 0.16, 0.125.
Lorsque les masses retenues sur chaque tamis deviennent
constantes, le tamisage est terminé et tous les refus sont pesés.
La masse de chaque refus est ensuite comparée à la masse totale
de l'échantillon, ce qui permet de calculer les pourcentages
cumulés de refus et de passant.
Les résultats sont exprimés sous forme d'une
courbe granulométrique. Cette courbe Contribue à l'identification
du matériau et permet de prévoir certaines de ses
propriétés. Elle est utilisée pour la classification des
sols grenus, qui nécessite le calcul de deux coefficients : le
coefficient d'uniformité et le coefficient de courbure.
· Coefficient d'uniformité :
permet d'exprimer l'étalement de la courbe
granulométrique. Il est obtenu par la relation :
  (11)
Avec :
D60 : le diamètre de tamis qui laisse passer 60% de
l'échantillon ;
D10 : le diamètre du tamis qui laisse passer 10% de
l'échantillon.
Selon la valeur du coefficient d'uniformité, on
reconnait cinq classes de granulométrie (Amar,
2016).
Tableau I. 8: Type de granulométrie en
fonction de Cu.
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Coefficient d'uniformité
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Classe de granulométrie
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Cu  2
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Granulométrie très serrée
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2<Cu  5
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Granulométrie serrée
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5<Cu  20
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Granulométrie semi-étalée
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20<Cu  200
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Granulométrie étalée
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Cu>200
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Granulométrie très-étalée
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· Coefficient de courbure : Le
coefficient de courbure (Cc) permet de décrire la forme de la courbe
granulométrique. Il est obtenu par la relation :
  (12)
D30 : est le diamètre du tamis qui laisse passer 30% de
l'échantillon.
Selon la valeur du coefficient de courbure, on reconnait deux
classes de granulométrie (Amar 2016).
Tableau I. 9: Type de sols en fonction de Cc (Amar
2016)
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Coefficient de courbure
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Classes de granulométrie
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1<=Cc<=3
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Sol bien gradué
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1>Cc>3
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Sol mal gradué
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C) TENEUR EN PARTICULES FINES
Par définition la teneur en particule fine est la
prédominance du caractère argileux sur le caractère
sableux d'un sol ou soit encore celle du caractère sableux sur celui des
argiles. Elle permet de prédire le comportement d'un sol en fonction de
son caractère dominant : argileux ou sableux.
Calcul de la teneur en particule fine à partir
l'expression suivante :
  (13)
Avec :
· Pf (%): teneur en particules fines ;
· Ps1 : poids de l'échantillon
sec avant lavage à l'eau ;
· Ps2 : poids de l'échantillon
sec après lavage à l'eau.
Figure I. 10: matériels utilisés pour
l'analyse granulométrique par tamisage
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