I.2.6.
CLASSIFICATION PARTIELLE
Les limites d'Atterberg sont des essais qui permettent de
prévoir le comportement des sols fins pendant les phases de terrassement
et/ou lorsqu'ils sont sollicités mécaniquement, en particulier
sous l'action des variations de teneur en eau. L'abaque de CASAGRANDE est la
référence préférentielle pour la classification des
sols fins.
Dans ses études sur les argiles et les silts,
Casagrande porte sur un graphique l'indice de plasticité en fonction de
la limite de liquidité et observa que les points obtenus à partir
d'échantillons de sol provenant d'un même dépôt et
ayant une même origine géologique s'alignaient sur une droite. En
répétant l'expérience avec différents
dépôts de sol, il obtint une série grossièrement
parallèle. Il remarqua que la plasticité d'un sol inorganique
dépendait de sa fraction d'argile : plus celle-ci était grande,
plus la limite de liquidité et l'indice de plasticité
étaient élevés. D'autre part, il constata qu'une
augmentation de la quantité de matière organique dans un sol
provoquait l'accroissement des limites de liquidité et de
plasticité.
En 1932, Casagrande proposa un diagramme de plasticité
permettant d'identifier les sols à grains fins à partir des
limites d'Atterberg.
Figure I. 12: Abaque de l'indice de plasticité
et limite de liquidité de Casagrande (Casagrande 1932)
I.2.7.CLASSIFICATIONS GEOTECHNIQUES DES SOLS
Pour résoudre les problèmes de mécanique
des sols, il est important de les caractériser mais aussi de les
classer, autrement dit mettre dans un même groupe ceux ayant des
comportements similaires. C'est par là que sont nés les
systèmes de classification des sols, et surtout du besoin des
ingénieurs civils de disposer de renseignements suffisamment fiables sur
le comportement des sols pour pouvoir prendre des décisions rapides et
efficaces, le plus souvent dans les domaines de construction routière et
des infrastructures des pistes d'atterrissage ou des barrages.
Il existe de par le monde nombreux systèmes de
classification des sols :
· Les uns sont basés sur l'aptitude du sol pour un
emploi particulier du Génie Civil. Ces classifications présentent
en général l'inconvénient de ne pouvoir être
étendues à d'autres usages que celui pour lequel elles ont
été établies ;
· Les autres sont basés sur certains essais
d'indentification. Parmi ces systèmes, plusieurs se
réfèrent uniquement à la granularité du sol et
diffèrent par les seuils granulométriques adoptés ;
· D'autres utilisent simultanément la
granularité et la plasticité du sol.
Ainsi, comme systèmes de classification, nous citons :
§ Classification AASHTO (American
Association State Highways and Transportation Officials);
§ Classification GTR (Guide des
terrassements routiers) ;
§ Classification LCPC (Laboratoire
Central des Ponts et Chaussées) identique à la classification
USCS ;
§ Classification USCS (UnifiedSoil
Classification System) établie par Casagrande.
Dans le cadre de notre travail nous avons utilisé la
classification AASHTO
1. CLASSIFICATION DES SOLS SELON AASHTO
La classification A.A.S.H.T.O (American
Association State Highways Transportation Officials) est basée sur
l'analyse granulométrique, la limite de liquidité
(??l) et l'indice de plasticité
(IP).
En dépit des systèmes de classification
cités ci-haut, le choix dépendra non seulement des objectifs
poursuivis, mais aussi et surtout des paramètres disponibles
(paramètres requis par le système). Pour le présent
projet, nous avons opté pour le système de classification AASHTO
qui se restreint aux paramètres suivants : l'analyse
granulométrique, la limite de liquidité (??l) et l'indice de
plasticité (IP) ; auxquels s'ajoute l'indice de groupe. En
appliquant ce système de classification à nos
échantillons, nous avons distingué 4 classes des sols notamment
les classes A-4, A-6, A7-5 et A7-6.
Classification d'AASHTO suivant l'ordre croissant :
A. Classe des sols A-1
Les sols A1 sont des mélanges à
granulométrie étalée avec un mortier non plastique, ils
comprennent donc des mélanges de fragments des pierres ou graviers, de
sable et des fines particules. Ces sols peuvent être également
constitués de matériaux grossiers sans mortiers ; dans ce cas, il
s'agit des fragments des pierres, des graviers, des sables grossiers, des
cendres volcaniques, des scories, de schistes miniers ; etc...
Les sols A1 peuvent être stables sous l'action des
charges mobiles.
· Le sous-groupe (A1a), comprend les matériaux
avec prédominance de pierre cassée ou de gravier, avec ou sans
matériau fin agglomérant (mortier) ;
· Le sous-groupe (A1b), est constitué
principalement de gros sable sans mortier.
B. Classe des sols A-2
Les sols du groupe A2 sont des matériaux granulaires
intermédiaires entre les sols de classe A1 et A3 d'une part à
ceux du groupe A4, A5, A6, A7 d'autre part.
· LE SOUS - GROUPES A2-4 ET A2 -7 : Comprennent des
matériaux semblables à ceux du groupe A2-4 et A2-5 à la
différence que la proportion d'Argile plastique a les
caractéristiques du groupe A4 et A5. Tandis que,
· LE SOUS - GROUPES A2-6 ET A2 - 7 : Comprennent des
matériaux semblables à ceux du groupe A2-4 et A2-5 sauf que la
proportion d'Argile plastique a les caractéristiques du groupe A2-6 et
A2-7.
C. Classe des sols A-3
Le matériau type du sol A3 est le sable fin des plages
ainsi que des déserts, sans fines argileuses ou limoneuses ou encore
avec des fines limoneuses non plastiques.
Ce groupe comprend aussi les sables fins des rivières
à granulométrie serrée. La caractéristique
principale de ces sols est, qu'ils ne présentent pas de
plasticité. Ils peuvent contenir des petites quantités de gros
sables et graviers.
D. Classe des sols A-4
Les matériaux types de ce groupe sont des limons de
plasticité faible ou nulle.
E. Classe des sols A-5
Ces matériaux sont semblables à ceux
décrit au groupe A4 mais ils sont généralement
constitués des matériaux provenant des diatomées ou des
micas et peuvent comme l'indique sa haute limite de liquidité
présente, les propriétés élastiques
considérables et une faible stabilité.
F. Classe des sols A-6
Les matériaux type de ce groupe sont les argiles
plastiques. Ils subissent des variations des volumes importantes en passant de
l'état sec à l'état humide et vice-versa. Ces sols sont
caractérisés par les fissures de retrait (fenêtres de
dessiccation).
G. Classe des sols A-7
Les matériaux types de ce groupe sont semblables
à ceux décrits au groupe A6 sauf qu'il présente les
caractéristiques de haute limite de liquidité (??l) du groupe A5
et peut être élastique, et sujet à gonflement important.
· SOUS - GROUPE A7-5 : Comprend les matériaux
ayant un indice de plasticité modéré par rapport à
la limite de liquidité, ces sols peuvent être très
élastiques et sujet à des changements de volume très
importants ;
· SOUS-GROUPE A7-6 : comprend les matériaux
semblables au groupe de A7-5 mais ayant un indice de plasticité assez
modéré par rapport à sa limite de liquidité mais
sont tous de nature argileuse car cela est très plastique.
Cette classification est la plus utilisée parce qu'elle
tient compte des résultats de plusieurs essais notamment : l'analyse
granulométrie, l'indice de plasticité et l'indice de groupe
(LUNDA I., 2013).
Tableau I. 10: Classification AASHTO des sols (Das,
2012)
Nous pouvons définir :
· Wl : limite de liquidité ;
· Ig : indice de groupe ;
· Ip : indice de plasticité.
Tableau I. 11. : Représentation globale de
l'origine des sols en fonction de leurs sous-groupes AASHTO
Sous-groupe AASHTO
|
Classe_Ig
|
Classe_Ic
|
Origine probable
|
A-1-a
|
Bon sous-sol
|
Très dur
|
Les veines siliceuses. Les sols reposent sur les shales.
|
A-1-b
|
Bon sous-sol
|
Très dur
|
Le complexe schistes-phyllithes-quartzites
|
A-2-6
|
Bon sous-sol
|
Très dur
|
Le shale dolomitique, du complexe
schistes-phyllithes-quartzites
|
A-4
|
Mauvais sous-sol
|
Très dur
|
Le complexe schistes-phyllithes-quartzites, des shales
gréseux, des dolomies, des microgrès.
|
A-6
|
Mauvais voire très mauvais sous-sol
|
Très dur, par endroit dur à mi-dur
|
Le shale, des calcaires, du complexe
schistes-phyllithes-quartzites, de la dolomie
|
A-7-6
|
Sous-sol passable, mais par endroit très mauvais
|
Très dur
|
Les dolomies, les shales
|
|