Manipulation 2 : analyse granulométrique par tamisage

But et principe :

L’analyse granulométrique d’un sol est l’étude des dimensions des diamètres des grains, leur distribution, de différencier les sols entres eux.

Dans cet essai, on s’intéresse aux sols grenus dont les dimensions sont supérieures à 0,08 mm en utilisant une série de tamis normalisées (norme NF P94-056)

En géologie, cette analyse granulométrique permet de définir diverses classes de matériaux indépendamment de leur nature chimique (cailloux, graviers, sables fins…)

Le but de l’essai se matérialise par plusieurs points :

-le dimensionnement des particules qui varie entre 400 mm et 0,08 mm

-la classification utilisée pour caractériser les grains de différentes dimensions

-établissement de la courbe granulométrique qui donne des informations très précises sur le sol étudié

L’essai consiste à classer les différents grains constituants l’échantillon en utilisant une série de tamis, emboités les uns sur les autres, dont les dimensions des ouvertures sont décroissantes du haut vers le bas. Le matériau étudié est placé en partie supérieure des tamis et le classement des grains s’obtient par vibration de la colonne de tamis.

Mode opératoire :-commencer par dresser la colonne des tamis. Les ouvertures des tamis doivent être croissantes de bas en haut.

Les tamis à prendre en compte sont les tamis de ø 400 mm : 100 ; 50 ; 20 ; 10 ; 5 ; 2 ; 1 ; 0,5 ; 0,2 mm et les tamis de ø 315 mm : 0,1 ; 0,08 ; 0,05 mm.

-prendre un kilogramme de sol sec

-verser le sol sur le tamis supérieur (ø 400 mm) puis fermer la colonne par le couvercle.

-procéder à l’agitation manuelle

-verser le refus du fond de la colonne (ø 400 mm) dans le tamis supérieur de la deuxième colonne (ø 315 mm) sur le vibreur.

-procéder à l’agitation pendant 5 min.

-procéder à la pesée cumulée des refus en commençant par le tamis supérieur.

Calcul des paramètres granulométriques :Le tableau des résultats expérimentaux :

Ouverture (mm)

Refus cumulé (g)

Tamisa cumulé (g)

Tamisa cumulé (%)

3,15 0,7 999,7 99,93 1,6 1,3 998,7 99,87 1 3,1 996,9 99,69 0,5 132 868 86,8 0,2 378,9 621,1 62,11 0,1 997,2 2,8 0,28 0,08 1000 0 0

La 2ème colonne représente les refus cumulés (le refus de chaque tamis pesé en l’ajoutant au refus du tamis qui lui est en dessous, ainsi de suite…).

La 3ème colonne représente le tamisa cumulé, il est égal à la masse totale de l’échantillon (1000g) à laquelle on retranche le refus cumulé.

La 4ème colonne représente le tamisa cumulé en pourcentage, il suffit de diviser le tamisa cumulé par la masse totale puis multiplier par 100.

La courbe granulométrique :Coefficient d’uniformité ou coefficient de Hazan :

cU= D60

D10

Dans notre cas on a cU=

Coefficient de courbure :

CC=¿¿

Dans notre cas on a CC=

Selon la classification LCPC on peut conclure que le sol étudié est

Interprétation des résultats :

Conclusion :Cette méthode d’échantillonnage à voie sèche donne un résultat assez approximatif de la répartition des grains. Cependant, à partir de cette méthode de tamisage, on obtient plusieurs familles de grains, à partir d’une même poudre, qui peuvent être destinées à des utilisations différentes et bien particulières.

Manipulation 3 : Analyse granulométrique par sédimentométrie

But et principe :La sédimentométrie est la détermination de la granularité des sols fins dont les dimensions sont inférieures à 0,08 mm (norme NF P94-057)

Le principe de cet essai est basé sur la loi de stockes qui mesure la vitesse de décantation des particules sphériques dans un milieu visqueux sous l’influence de la force de gravitation et de la résistance du milieu. Cette vitesse est donnée par la relation :

V=ɣ s−ɣ w

18µ.D 2

µ : la viscosité d’eauɣ s: le poids volumique des grains solidesɣw : le poids volumique de l’eau

D : diamètre d’une particule sphérique tombant dans l’eau

Mode opératoire :1. Prendre deux éprouvettes à essais de 2,5 litres de contenance.2. Prendre 60 cm3 de défloculant (solution à 5% d’hexamétaphosphate

de sodiumNa6(PO¿¿3)6 ¿ , 10H 2(O) et ajouter 440 cm3 d’eau distillé pour obtenir une solution de 500 cm3 (éprouvette A).

3. Prendre 80 ± 10 g du sol fin (< 80 µm).

4. Verser cette prise d’essai dans le récipient de l’agitateur mécanique et verser dessus une certaine quantité de la solution de l’éprouvette A (500 ml).

5. Poser le récipient sur le plateau de l’agitateur. Faire en sorte que la tige de l’agitateur soit bien centrée par rapport au récipient et mettre en marche l’agitateur pour disperser le mélange pendant au moins 3min.

6. Arrêter l’agitateur, attendre que le moteur soit complètement arrêté, et retirer le récipient.

7. Verser la suspension immédiatement après la fin de l’agitation dans l’éprouvette A.

8. Compléter l’éprouvette A avec l’eau distillé jusqu’à la graduation 2 litres.

9. Verser 2000 cm3 de la même eau distillée dans une seconde éprouvette témoin et y plonger le thermomètre et le densimètre. Cette éprouvette sera appelée B.

10. Agiter verticalement la suspension dans l’éprouvette A au moyen de l’agitateur manuel.

11. Retirer l’agitateur manuel, déclencher le chronomètre et plonger le densimètre dans la suspension avec précaution immédiatement après déclanchement du chronomètre.

12. Relever la lecture au sommet du ménisque du densimètre au temps t=30 secondes ; 1 ;2 ;5 ;10 ;20 ;40 ;80 ;120 min (on les appellera ρt ).

Pour les 5 premières lectures, le densimètre n’est pas retiré de la suspension.Une fois cette dernière effectuée, le densimètre est retiré après chaque lecture puis il est introduit avec précaution dans la suspension environ 30s avant la lecture.

13. A la fin des lectures, le densimètre est retiré de l’éprouvette A, nettoyé et introduit dans l’éprouvette B puis procéder à la lecture de la densité de la solution dans cette éprouvette (on l’appellera ρB).

14. Retirer le densimètre puis mesurer la température de la solution de l’éprouvette B à l’aide du thermomètre.

Calcul du pourcentage des particules non décanté :Tableau des résultats :

t

30s 1min

2min

5min

10min

20min

40min

80min

120min

ρt

1,02

1,018

1,017

1,016

1,014 1,012 1,004

ρB= 0,999T B= 23,2 °C

Le pourcentage est :

Ρ= [100 * V sm * ρsρs−ρw

ρw](ρt−ρB¿

OùV s: volume de la suspension (2 litres)

m: masse de la prise d’essai (80 ± 10g)ρ s: masse volumique des grains solides, par convention prise égale à 2700 kg /m3

ρw: masse volumique de l’eau à la température d’essaiρt: lecture de l’éprouvette A au temps tρB: lecture de l’éprouvette témoin B

Application numérique :ρ30 s: 83,38 %ρ1min: 75,44 %ρ2min: 71,47 %ρ5min: 44,13 %ρ10min: 38,94 %ρ20min: 33,75 %ρ40min: 12,98 %ρ80min:ρ120min:

Calcul du diamètre des particules non décantées :

D= F √ H t

t Avec :

F= 0,0135

La profondeur effective du centre de poussée :

H t=22,2-100*3,8(Rt-RB)-H cavec H c est le déplacement de la suspension dû à l’introduction du densimètre. Elle est prise égale à 0 pour les 3 premières lectures et à 1,4 cm pour la suite.ρt

H t 14,6 14,6 15,74 14,72 15,86

16,05

D1=D2 =

D3=D4=D5=D6=D7=D8=D9=

La courbe granulométrique :Interprétation de la courbe :

Conclusion :

Manipulation N°4 : mesure des masses volumiques

1.but de l’essai :

Cet essai a pour objectif de déterminer la masse et le poids volumiques des grains solides. Pour déterminer ses grandeurs on a éventuellement recours à plusieurs techniques, parmi lesquelles on trouve la technique de l’éprouvette pycnomètre.

2.Principe de l’essai :

Le principe de l’essai consiste à mesurer la masse du pycnomètre dans différentes phases .ces mesures nous permettent de déterminer la densité des grains solides du sol.

3.Appareillage :

- une étuve de dessiccation à température réglable ;-un tamis à maille carrée de 2mm d’ouverture ;- des coupelles pour le séchage des sols ;-un mortier avec un pilon en matériau souple ;-des pycnomètres munis de bouchons ;-une réserve d’eau distillée ;

4.Mode opératoire :

1-Prendre un pycnomètre vide et s’assurer qu’il est sec.2-Peser le pycnomètre vide : masse m1.3-Prendre 25 grammes d’un sol préalablement séché et préparé.4-Verser cette quantité du sol dans le pycnomètre.5- Peser de nouveau le pycnomètre il contient maintenant l’échantillon de sol =masse m2 .6-Remplir le pycnomètre à moitié avec de l’eau distillé et agiter manuellement pour dégager les bulles d’air.7- compléter avec de l’eau distillée jusqu’au repère du bouchon.8- Peser de nouveau le pycnomètre masse m3.9- vider le pycnomètre, le nettoyer et le sécher.10-remplir le pycnomètre avec de l’eau distillée jusqu’au repère du bouchon.13-Peser de nouveau le pycnomètre masse m4.

I. InterprétationOn a procédé à deux essais similaires, les mesures obtenues lors de notre essai sont les suivantes :Essai 1 :m1=… g m2= … g m3=… g m4= … g

Gs1= ρ sρw=m1−¿m2

m4−m1−m3+¿m2¿¿= …

Essai 2:m1=… g m2= …g m3=… g m4=…g

Gs2= ρ sρw=m1−¿m2

m4−m1−m3+¿m2¿¿=…

En prenant la moyenne des deux essais :

Manipulation N°5 : Mesure de la masse volumique des sols in situ(Méthode du densitomètre à membrane et du carottier)

Principe de l’essai :

Gs=Gs1

+Gs2

2= ….

On mesure le volume d’un trou, de 1 à 3 litres, creusés dans le sol et connaissant le poids du matériau extrait, on détermine la masse volumique en place du matériau étudié.

But :

Détermination de la masse volumique apparente des sols in situ à l’aide d’un densitomètre à membrane. Cet essai est destiné aux sols de diamètre<50mm.

Matériel utilisé :Le matériel est constitué d’un densitomètre en aluminium 3 litres équipé :

Double poignée d’appui Cylindre de trop plein d’eau Manomètre de pression d’eau Plaque de base et 3 valets Des membranes Un bac pour recueillir les matériaux Des outils pour creuser

Mode opératoire du densitomètre à membrane :1. Vérifier que le densitomètre est plein d’eau. 2. Choisir une surface plane du sol et fixer le densitomètre à l’aide des quatre clous-

crochets. 3. Enlever la plaque circulaire de protection et fixer le densitomètre sur la plaque de

référence. Baisser le piston en appuyant sur la poignée avec un pression minimale de 5 kPa et noter le volume V0 .

4. Tirer sur les poignets vers le haut pour faire remonter la membrane. 5. Séparer de nouveau le densimètre de sa base carrée et le déposer quelque part

(Attention à ne pas perforer la membrane). 6. Creuser un trou qui aura 12 à 15 cm de profondeur et la masse extraite >1500 g ce

matériau sera ensuite pesée, noter M.7. Remonter le densimètre sur sa base carrée et pousser de nouveau sur les poignets :

Noter le volume V1. 8. Tirer de nouveau sur les poignets vers le haut pour faire remonter la membrane. 9. Détacher l’appareil du sol, le nettoyer et le ranger.

Calcul :

La masse volumique du sol :

ρ= M

V 1−V 0Volume du trou est V=V1-V0 (cm3)

Résultats et interprétation :

V0=256 cm3

M= 2065.9gV1= 1613 cm3

ρ=

Manipulation n°6 :

Limites d’Atterberg.Définitions et principe :

Les limites d’Atterberg ont pour objectif de définir les états d’humidité correspondant aux limites entre les états liquide, plastique et solide en déterminant leurs indices de plasticité Ip et de consistance Ic.

Deux essais caractérisent les limites d’Atterberg d’un sol fin :

La limite de liquidité Wl : teneur en eau à partir de laquelle le sol se comporte comme un liquide.

La limite de plasticité Wp : teneur en eau à partir de laquelle le sol se comporte comme un matériau plastique.

Essai de limite de liquidité (NE P 94-051) :

Appareillage :

- Appareil de Casagrande ;- Spatules et une coupelle pour le malaxage du mortier ;- Une pissette ;- Coupelles à couvercle étanche ;- Une balance électronique de précision (+- 0.1g) ;- Une étuve permettant de régler la température à 105°C ;- Un tamis de 0.4 mm ;

Mode opératoire   :

Préparation de l’échantillon 

L’essai des limites d’Atterberg se fait sur la fraction du matériau appelé mortier, qui passe au tamis de 0.4 mm. L’échantillonnage se fait sur matériau non séché à l’étuve et une quantité suffisante de matériau doit être tamisée pour obtenir 150 à 200g de mortier.

Avant tamisage, le matériau doit être imbibé pendant au moins 12 heures ;

Le tamisage s’effectue par voie humide :

Soit manuellement, en remuant à l’aide d’un pinceau souple le matériau sur la toile tamisante.

Le refus devra être parfaitement propre. Cette méthode nécessite peu d’eau de lavage ; Soit un vibro-tamis placé au dessus d’un bac recueillant l’eau de lavage, le tamisage

est terminé lorsque l’eau s’écroulant du tamis est claire, cette méthode nécessite des quantités d’eau plus importantes et, dans certains cas (matériau très plastique), on peut être amené à terminer le tamisage manuellement.

Après décantation de l’eau de lavage, on siphonnera avec précaution pour ne pas entraîner les éléments inférieurs à 0.4mm, puis on évaporera l’eau excédentaire à une température ne dépassant pas 60°C.

On recueille ensuite ces éléments inférieurs à 0.4mm de préférences à l’état pâteux sur lesquels l’essai des limites d’Atterberg sera effectué.

Les éléments supérieurs à 0.4mm doivent être séchés et retamisés à sec dans le bac contenant le mortier. Cette opération est très importante, surtout pour un matériau à granulométrie serrés vers 0.4 mm. Les grains voisins de cette dimension pouvant être tenus par des films d’eau dans le tamis et fausser ainsi des quantités de sable que doit contenir le mortier.

Essai à la coupelle de Casagrande   :

La procédure pour la détermination de la limite de liquidité est la suivante :

1) Régler la hauteur de chute de la coupelle de Casagrande à 10mm et essayer de la vérifier à l’aide de la cale construite à cet effet et bloquer les écrous de fixation de la plaque.

2) Prendre environ 10g du mortier préalablement tamisé (0.4mm) et séché.3) Mouiller progressivement avec de l’eau distillée tout en malaxant la totalité de la

prise de telle sorte à obtenir une pâte homogène et presque fluide.Il est essentiel que le mouillage de la pâte soit bien uniforme, et pour les terrains argileux, il est nécessaire de laisser reposer plusieurs heures la pâte mouillée pour que l’eau enrobe bien tous les grains (4 heures pour les limons et 8 heures pour les argiles).

Les échantillons mouillés à l’avance seront conservés dans un récipient

4) Prendre une partie de la pâte et l’étaler dans la coupelle de l’appareil de Casagrande à l’aide de la spatule, de façon à former un gâteau à peu près symétrique par rapport au plan de symétrie de la coupelle. La surface est nivelée à une épaisseur maximale de 1cm environ.

5) Pratiquer une rainure dans cette pâte de telle sorte à la diviser en deux. L’outil à rainurer devra être tenu perpendiculairement à la coupelle en présentant sa partie biseautée face à la direction du mouvement.

Lorsqu’on trace cette rainure, on doit prendre un soin particulier pour empêcher le gâteau de sol de se déplacer dans le fond de la coupelle. Pour les terrains très sableux qui ont tendance à glisser sur les coupelles normales, on utilise la coupelle rugueuse spéciale.

6) Soumettre la coupelle et le matériau qu’elle contient à des chocs répétés avec une cadence de 2 coups par seconde.

7) Arrêter les chocs quand les deux lèvres se rejoignent sur environ 1 cm, noter le nombre de coups correspondant(N).

8) A l’aide de la spatule, prélever des deux côtés des lèvres à l’endroit où elles se sont renfermées sur un échantillon de quelques grammes de sol afin d’en déterminer la teneur en eau. Il est pesé immédiatement pour éviter les erreurs dues à l’évaporation.

9) Ré-homogénéiser le sol et le sécher un peu puis reprendre les opérations au moins 3 fois avec un nombre de coup croissant et de préférence bien étalé entre 15 et 35.

La limite de liquidité Wl est la teneur en eau du matériau qui correspond conventionnellement à une fermeture sur 1 cm des lèvres de la rainure après 25 chocs.

Le premier essai doit être effectué avec une pâte légèrement au dessus de sa limite de liquidité, c’est-à-dire que le nombre de chocs de fermeture de cet essai, doit être à l’ordre de 15 à 22. Si ce nombre est supérieur à 22, il faut humidifier la pâte et la malaxer à nouveau. S’il est inférieur à 15, il faut sécher un peu en laissant reposer ou simplement en la malaxant un peu plus. On effectue ainsi 3 essais de suite au fur et à mesure que la pâte sèche de façon que les nombres de coups de fermeture des 4 essais s’étalent à peu près régulièrement entre 15 et 35.

10) On dresse la courbe représentative de W en fonction de N en coordonnées semi-logarithmiques, (échelle arithmétique pour les teneurs en eau, logarithmique pour le nombre de coups).

Nombres de coups (N)

Masse humide (en g)

Masse sèche(en g)

Teneur en eau (w)

Echantillon 1 40 4.4 3.21 0.37Echantillon 2 39 1.81 1.295 0.39Echantillon 3 28 1.99 1.395 0.42Echantillon 4 27 2.415 1.655 0.46

La droite la plus représentative est ensuite tracée à partir des points expérimentaux.

Manipulation N°7 : L’essai du bleu de méthylèneDéfinition et Principe de l’essai :

La valeur de bleu méthylène VBS se détermine à partir del'essai au bleu de méthylène à la tache sur la fraction granulaire 0/5mm des sables courants. II permet de révéler la présence de fines de nature argileuse et d'en déterminer la concentration.But :

Cet essai a pour objet de mesurer la capacité d’absorption du bleu de méthylène, c-à-d la quantité de ce colorant nécessaire pour recouvrir d’une couche mono-élémentaires les surfaces externes et internes de toutes les particules argileuses présentés dans 100g de sol.

Matériel utilisé :

Burette 50ml graduée avec robinet Support de burette avec noix de fixation Papier filtre normalisé sans cendre Baguette en verre Bécher en plastique ou en verre de 3000 ml Solution bleu de méthylène 10 g/l Kaolinite et un échantillon d’un sol 0/5 mm Agitateur à régulateur de vitesse 400 à 700 tr/min Une balance de précision Chronomètre ou minuterie Tamis de 0.08 et 0.5 mm Spatule et pissette de 500 ml Sacs ou récipients permettant de conserver la teneur en eau des échantillons

Mode opératoire :

1. Prendre 10 grammes de sol sec passé au tamis 5mm. 2. Mettre la prise d’essai à tremper dans un bécher avec 100 ml d’eau. 3. A l’aide de l’agitateur (700 tr/min), disperser la suspension pendant 5 min. 4. A l’aide du dispositif de dosage, introduire 5 ml de bleu et agiter (400 tr/min) pendant

1 min.5. Le test de la tâche : A l’aide d’une baguette, déposer une goutte de la suspension sur le

papier filtre. -Test négatif : si la tache déposée sur le papier filtre est sans auréole. Dans ce cas, ajouter 5 cm3de bleu, laisser agiter pendant 1 minute et refaire l’essai de la tâche.-Test positif : si la tache déposée sur le papier filtre forme une auréole. Dans ce cas, procéder à 5 tests successifs de la tache (à raison d’un test par minute) sans ajouter de bleu. Si les 5 tests s’avèrent positifs, l’essai est terminé.

6. . Si le 2ème, 3ème ou 4ème test de la tâche devient négatif ajouter uniquement 2,5 ml et reprendre les tests de la tâche de départ jusqu’à ce que les 5 tests de la tache soient positifs.

Calcul de VBS

La valeur de bleu des fines est exprimée en grammes de bleu de méthylène ajouter à 100 grammes de fines :

VBS = V/mAvec :

V : volume du bleu ajouté en ml .

m : masse réélle de la prise d’essai (100 g)

La surface spécifique totale de la prise d’essai est donnée par :SST(m2/g)= 20.93*VBS Résultats et interprétation :

Manipulation N ¨ 7   : L’essai du bleu de méthylène (NF P 94-068)Définition et principe :

La valeur de bleu de méthylène VBS représente la quantité de bleu de méthylène pouvant s'adsorber sur les surfaces externes et internes des particules d'un sol. Etant donné que dans un sol c'est avant tout, la surface spécifique des particules argileuses qui détermine sa surface spécifique totale, on peut considérer que la VBS exprime globalement la quantité et l'activité de l'argile contenue dans ce sol.

La VBS se détermine à partir de l'essai au bleu de méthylène à la tache sur la fraction 0/5 mm. Le dosage s'effectue en ajoutant successivement différentes quantités de bleu de méthylène. A chaque ajout, on contrôle l'adsorption en prélevant une goutte de la suspension que l'on dépose sur un papier filtre normalisé pour faire une tache. L'adsorption maximale est atteinte quand une auréole bleu clair se produit à la tache.

Cet essai permet de mesurer la capacité des éléments fins d'un sable d'origine naturelle ou artificielle à adsorber du bleu de méthylène. Ce dernier s'adsorbe préférentiellement par les argiles, les matières organiques et les hydroxydes de fer. On appel VBS des fines; la quantité de bleu de méthylène adsorbée par 100 g de fines.

Appareillage: Burette 50 ml graduée avec robinet; Support de burette avec noix de fixation; Papier filtre normalisé sans cendre (<0, 01) ; Baguette en verre (8 mm × 300 mm de long); Bécher en plastique ou en verre de 3000 ml; Solution de bleu de méthylène 10 g/l; Kaolinite et /ou un échantillon d'un sol 0/5 mm; Agitateur à régulateur de vitesse 400 à 700 tr/mm; Une balance de précision ; Chronomètre ou minuterie; Tamis de 0, 08 et 0, 5 mm; Spatule et pissette de 500 ml; Sacs ou récipients permettant de conserver la teneur en eau des échantillons

Mode opératoire :

1. Préparation de la solution du bleu de méthylène : Le bleu de méthylène est commercialisé sous le nom "Bleu de méthylène médicinale CODEX». Il se présente sous forme de poudre ou de paillettes fines conditionnées en flacon de 50 ou 250 g.

Pour préparer une solution à 10 g/l, il est conseiller de faire ce qui suit : Calculer la teneur en eau wb du bleu de méthylène en prélevant environ 5 grammes de poudre que l'on séchera à 90 ºC maximum pendant au minimum 2 heures jusqu'à masse constante ,c'est à dire jusqu'à ce que deux pesées successives de l'échantillon , séparées d'une heure , ne diffèrent pas plus de 0, 1 % . (Wb= (mh-ms)/ms)

Procéder à la correction approprié de la teneur en eau pour avoir 10 g de bleu de méthylène sèche : ms=10 (1+w) +0, 01g Par la suite, tiédir 500 à 700 ml d'eau distillée dans un bécher , la température de l'eau ne dépassera pas 50ºC.

Mettre sous agitation (magnétique par exemple), et introduire lentement dans l'eau tiède la prise de bleu de méthylène et continuer l'agitation pendant 45 min environ jusqu'à dissolution complète du bleu de méthylène et par la suite laisser la solution refroidir à la température ambiante.

Verser le contenu du bécher dans une fiole jaugée de 1 litre et ajouter de l'eau distillé jusqu'au trait repère de la fiole,ensuite, agiter la fiole par renversement pour éviter tout dépôt, notamment à chaque utilisation ultérieur;

Le récipient contenant la solution de bleu de méthylène, doit être en verre teinté et placé à l'abri de la lumière, et la durée de conservation ne devra pas excéder un mois.

2. Mode opératoire de l'essai VBS : 1. Prendre 10 grammes de sol sec passé au tamis 5mm. 2. Mettre la prise d'essai dans un bécher avec 100 ml d’eau.3. A l'aide de l'agitateur (700 tr/min), disperser la suspension pendant 5 min. 4. A l'aide du dispositif de dosage, introduire 5 ml de bleu et agiter (400 tr/min)

pendant 1 min. Cette addition étant suivie du test de la tache ;5. Test de la tache : A l'aide d'une baguette, déposer une goutte de la suspension

sur le papier filtre. La goutte prélevée doit être telle que le diamètre du dépôt soit compris entre 8 et 12 mm.

Test négatif :si la tache déposé sur le papier filtre est sans auréole .c'est à dire que la tache formée se compose d'un dépôt central de matériau coloré d'un bleu généralement entouré d'une zone humide incolore .Dans ce cas , ajouter 5 cm3 de bleu, laisser agiter pendant 1 minute et refaire l'essai de la tâche (C'est l'opération 5 qui est répétée autant de fois qu’il sera nécessaire , tant que le test de la tache restera négatif ).

Test positif : si la tache déposée sur le papier filtre forme une auréole bleu clair. Dans ce cas, procéder à 5 tests successifs de la tache (à raison d'un test par minute) sans ajouter de bleu. Si les 5 tests s'avèrent positifs, l'essai est terminé.

6. Si le 2eme, 3eme ou 4eme test de la tâche devient négatif (la tache devient sans auréole), ajouter uniquement 2, 5 ml et reprendre les tests de la tâche de départ jusqu'à ce que les 5 tests de la tache soient positifs.

7. A la fin de l’essai, on procède au nettoyage de l'appareillage dès que l'on a terminé les essais, les dépôts de bleu de méthylène détachent facilement quand ils sont récents.

Le matériel se nettoie très bien à l’eau. Si l'on a utilisé des produits détergents, on doit terminer par rinçage abondant à l'eau.

Résultats :Le volume du bleu ajouté :

V=5ml (test négatif)

V=5ml (test positif)V=2ml, V=2ml, V=2ml, V=1ml, V=1ml.

VBS=V/m= 1. SST=20, 93 × VBS=

2. La nature du sol :

V=5ml (test positif)

VBS= SST=20, 93 × VBS= Nature du sol :

Manipulation N°8 : Essai Proctor normal et Proctor modifié

But : détermination de la teneur en eau optimale et la densité sèche maximale afin de choisir un matériau apte à la réalisation d’un remblai.

Principe de l’essai : Consiste à humidifier un matériau à plusieurs teneurs en eau croissantes et à la compacter pour chacune de ces teneurs en eau, selon un procédé et une énergie

conventionnels. Pour chacune des valeurs de teneur en eau considérée, on détermine la masse volumique sèche du sol et on établit la courbe des variations de cette masse volumique en fonction de la teneur en eau.

Mode opératoire : Peser le moule Proctor muni de son embase. On prend 2,5 kg de sable préalablement préparé qu’on verse dans un bac. On ajoute une certaine quantité d’eau (2%) proportionnelle au poids du sable utilisé.A l’aide de la truelle on malaxe bien le sable. On remplit le moule Proctor normalisé en trois couches puis après avoir versé chaque couche on compacte l’aide de la dame Proctor normal en 25 coups en respectant la hauteur de chute et en assurant une répartition équitable des coups sur la surface à compacter. On procède de la même manière après la mise en place de la 2eme et 3eme couche. Après compactage de la dernière couche enlever la hausse. Araser soigneusement au niveau du moule. Peser l’ensemble (moule + matériau). Prélever à la spatule 2 échantillons, le premier dans la partie supérieure de l’éprouvette compactée, et la deuxième dans la partie inférieure.

Résultats expérimentaux : Masse du sol humide=5703,6g Quantité d’eau ajoutée : 114ml (2%) Masse du moule=6068,6gN° essai N° de la tarre Masse de la tarre Masse humide + tareMasse séche + tare Masse séche nette Masse de l’eauTeneur en eau Norme utilisée : NF P94-093 Utilisation pour les travaux en Génie Civil : Consiste à simuler le compactage en laboratoire pour déterminer les conditions optimales de mise en œuvre du matériau sur le chantier.

Principe et Objectif :Le principe de calcimétrie se base sur le dosage du carbonate de calcium par l’attaque à l’acide chlorhydrique (HCL) dilué d’un

échantillon d’une masse donnée à pression et température standard.On mesure le volume de CO2 dans un tube manométrique après attaque de l’échantillon de sol à l’acide chlorhydrique (HCL) suivant la relation suivante : CaCO3+2HCL CaCl2+H2O+CO2

L’objectif est de calculer le pourcentage de CaCO3 dans les échantillons étudiés. Il se fait en comparaison avec un échantillon témoin de carbonate pur (100%CaCO3).

Appareillage :Le calcimètre Dietrich-Fruhling se compose d’un bâti composé de :

Un flacon de 100cm3(1)Une ampoule(2)Un tube gradué de 100cm3(3)Un petit tube en verre environ deux fois moins haut que le flaconUn bouchon à 1 trou adapté au tube gradué et au flacon (4)

Mode Opératoire :On prépare une solution de NaCl Tarer la balance puis peser 0.25g à 1g de l’échantillon broyé

3

2

1

4

On rempli au même niveau de la solution saturé en NaCl du tube gradué et de l’ampoule du calcimètre et on note la division correspond au V1 sur le tube graduéOn introduit 0.25g de carbonate pur ou 0.25g de l’échantillon à étudier dans l’ernlemeyerOn remplit un petit tube avec de l’acide chlorhydrique (HCl) et on introduit dans le flacon avec une pince et avec précaution pour ne pas le verserOn bouche le flacon avec le bouchon relié au tube gradué de calcimètre On renverse l’acide contenu dans le tube sur l’échantillonOn agite de temps en temps le flacon pour activer la réactionA la fin de l’effervescence on note la division correspond au V2 sur le tube gradué Le volume de CO2dégagé est la différence des volumes V2-V1

Résultats :0.25g convient à 52.5ml (V1) , donc 1g210ml équivalent de 100% du CaCO3

La teneur en carbonate = (32*100)/210 = 15.24%

Teneur en carbonate

(%)

Classification Exemple

<10 Non calcaire Argile, sable siliceux

10 à 29 Peu calcaire Argile marneuse 30 à 69 Moyennement

calcaireMarne…

70 à 89 Fortement calcaire Calcaire marneux…

>90 Calcaire franc Calcaire…

D’après le tableau dessous on constate qu’il s’agit d’un échantillon peu calcaire ce qui est convenable à : Argile marneuse .

Manipulation supplémentaire :

Détermination de la limite de plasticité Wp :

Appareillage

Plaque en verre de 300x300 mm ou de marbre ; Tige inox étalon de 3 mm de diamètre ; Boîtes en aluminium (d 75 x h 30 mm) ; Spatule et coupelle pour le malaxage du mortier ; Une pissette ; Une balance de précision (plus ou min 0.01g), de préférence électronique ;

Une étuve avec thermostat permettant de la régler à 105 °C ;

Mode opératoire :

On prend un peu de la pâte fabriquée précédemment pour la détermination de la limite de liquidité et former une petite boule. Rouler à la main sur la plaque de verre cette boule de telle sorte à obtenir un bâtonnet de 10 cm de longueur et de 3 mm de diamètre et ne doit pas être creux. Apres avoir pesé le bâtonnet, on fait passer à l’étuve à 105°C pour le rendre sec, puis on pèse ce bâtonnet. On a réalisé trois essais pour la limite de plasticité.

Résultats des essais :

Numéro de l’essai 1 2 3

Numéro de la terre 1 2 3

Masse total humide du sol 0.235 0.240 0.410

Masse total sèche 0.185 0.190 0.230

Wp = (masse total humide – masse total sèche)/masse total sèche

Wp1 = 0.270

Wp2 =0.263

Wp3 =0.782

On prend la moyenne :

Wp =<Wp> = 0,438