Caractérisation des sols
Un échantillon de sol est caractérisé par plusieurs indicateurs :
sa porosité
, avec
le volume des vides et
le volume total de l'échantillon ;son indice des vides
, avec
le volume occupé par les grains solides.
Ces deux indicateurs permettent d'évaluer la proportion de vide contenu dans le sol :
son degré de saturation
, avec
le volume d'eau que contient l'échantillon de sol. Il définit la proportion d'eau incluse dans les vides ;la teneur en eau
, avec
le poids de l'eau contenu dans l'échantillon et
le poids sec de l'échantillon.
Ces deux indicateurs se définissent en pourcentage.
Définition : Les différents tests
Les tests en laboratoire
Limites d'Atterberg : consistance d'un sol argileux (sillon de 20 mm tracé dans une coupelle et 25 chocs).
VBS : au bleu de méthylène sur sol argileux (pour le gonflement, plasticité, cohésion pour terrassements).
ES (Equivalent Sable) : sédimentation d'un matériau granulaire (sables, sols fins peu plastiques) dans solution une solution lavante (mesure de degré de pollution d'un sable : floculât, utilisé pour la fabrication du béton).
Cisaillement rectiligne (à la boite de Casagrande) : Mesure le cisaillement direct d'un échantillon soumis à une contrainte normale.
Essai Tri-axial : résistance au cisaillement (stabilité des pentes et talus, portance des fondations) ; écrasement d'une éprouvette soumise à une étreinte latérale.
Essai Proctor : détermination du compactage pour teneur en eau optimale et densité sèche maximale (géotechnique routière) (détermination de la courbe
de densité sèche par rapport à la teneur en eau optimale, maximale
, pour une énergie de compactage constante).
Les essais in situ
L'essai au pénétromètre dynamique : mesure la résistance d'un sol, sa capacité portante, par enfoncement d'une pointe conique dans le sol.
L'essai pressiométrique, (au pressiomètre) : mesure la résistance et compressibilité du sol (capacité portante et tassement[1]) par expansion d'une cavité cylindrique dans un forage à différentes hauteur (courbe volume/pression avec ΔV/ΔP = module d'élasticité ou pente de la courbe).
Les essais à la plaque (LCPC pour travaux routiers, Westergaard pour chaussée béton, dallages sur terre-plein) permettent la détermination de réaction et la déformation par enfoncement d'une plaque rigide sur le sol.
Fondamental : Les caractéristiques géométriques d'un sol
L' analyse granulométrique permet de connaître la composition des constituants.
Il consiste à effectuer un tamisage d'un échantillon collecté permet de trier les particules de diamètre supérieur à 80 micromètres (
).Ensuite, on analyse la répartition des éléments de diamètre inférieurs à 80 micromètres
Tableau de répartition selon la granulométrie :
ENROCHEMENTS : D>200
CAILLOUX : 200
> D >20
GRAVIER : 20
> D > 2
SABLE GROS : 2
> D > 0,2
SABLE FIN : 0,2
> D > 0,02
LIMON : 20
> D > 2
ARGILE : 2
> D > 0,2
ULTRA-ARGILE : D < 0,2
Identification et classification d'un sol
Ce travail se fait à partir des résultats obtenus en laboratoire à partir d'échantillons qui sont tamisés puis analysés.
Les limites d'Atterberg : cet essai permet de prévoir le comportement des sols pendant les opérations de terrassement, notamment sous l'action des variations de teneur en eau.
Ces limites sont arbitraires et conventionnelles et se mesurent sur une partie d'un sol argileux qui passe au tamis de 40
.Il consiste à faire varier la teneur en eau d'une fraction de sol en observant sa consistance. On mesure la limite de liquidité et la limite de plasticité (en %).
est la limite de liquidité qui caractérise la transition entre un état liquide et un état plastique.
est la limite de plasticité qui caractérise la transition entre un état plastique et un état solide.Indice de plasticité :
Indice de consistance :
Le paramètre
désigne ici le diamètre tel que : 95% des grains du sol ont un diamètre inférieur à
. A la suite des différents essais, on opère une discrétisation en classes de sols :la classe A désigne des sols fins caractérisés par :
et passant à 80
> 35 % (sous-classes A1 à A4 suivant l'indice de plasticité ou la valeur de VBS[2]).la classe B désigne les sols sableux et graveleux avec fines caractérisés par :
et passant à 80
35 % (sous-classes B1 à B6 suivant le tamisat et VBS[2] ou la valeur
).la classe C désigne les sols comportant des fines et des gros éléments caractérisés par :
et passant à 80
> 12 % ; ou, si passant à 80
12 % alors VBS > 0,1 (30 sous-classes selon VBS[2], tamisat à 50 mm et
).la classe D désigne les sols insensibles à l'eau avec fines (pierres concassées, ... noble et cher) caractérisés par : VBS[2]
0,1 et passant à 80 micromètre < 12 % (sous-classes de D1 à D3).la classe F désigne les sols organiques et sous-produits industriels, caractérisés suivant la norme [3] NF[3] P 11-300 (sous-classes F1 à F9).
la classe R : matériaux rocheux caractérisés suivant la norme NF[3] P 11-300 (sous-classes R1 à R9).
