Institut International d’Ingénierie Rue de la Science - 01 BP 594 - Ouagadougou 01 - BURKINA FASO
Tél. : (+226) 50. 49. 28. 00 - Fax : (+226) 50. 49. 28. 01 - Mail : [email protected] - www.2ie-edu.org
LABORATOIRE ECO-MATERIAUX DE CONSTRUCTION
« ETUDE COMPARATIVE DES DIFFERENTES TECHNIQUES DE STABILISATION EN GEOTECHNIQUE ROUTIERE ».
MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU DIPLOME DE
MASTER EN GENIE DE L’EAU ET DE L’ENVIRONNEMENT
OPTION : GENIE CIVIL - ROUTES ET OUVRAGES D’ART.
-----------------------------------------------------------------------
Présenté et soutenu publiquement le 27/10/2015 par
Honoré TUYISHIME
Travaux dirigés par :
Dr.-Ing. Ismaϊla GUEYE (Enseignant-Chercheur, 2iE)
Dr.-Ing. Abdou LAWANE (Enseignant-Chercheur, 2iE)
Ing. Koffi KOKOLE (Enseignant, 2iE)
Jury d’évaluation du stage :
Président : Dr.-Ing. Ismaϊla GUEYE
Membres et correcteurs : Ing. Koffi KOKOLE
Ing. Arnaud OUEDRAOGO
Promotion 2013/2015
Préliminaires
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
i
« Hoc erat in votis ». (Horace, extrait de Satire)
Préliminaires
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
ii
DEDICACE
Je dédie ce modeste travail
à tous ceux qui m’ont aidé, que j’ai croisés et qui m’ont
permis d’avancer ….
Préliminaires
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
iii
REMERCIEMENTS
Avant tout, qu’il me soit permis de remercier Dieu le Tout Puissant pour le don de la vie et
de la pensée. C’est en Lui que tout notre être trouve sens.
Je tiens à remercier tout le corps professoral de 2iE pour l’enseignement et leur disponibilité à
assurer notre formation de qualité. En particulier, je remercie de tout cœur mes encadreurs :
Dr.-Ing. Ismaila GUEYE, Directeur de mémoire, pour sa disponibilité malgré son
emploi du temps chargé, son encadrement et la mise à notre disposition de documents
de base.
Dr.-Ing. Abdou LAWAN GANA, pour ses inestimables conseils et réponses à nos
préoccupations.
Ing. Koffi Agbévidé KOKOLE, Maître de stage, qui a initié et suivi ce sujet de
recherche. Nous disons merci pour la mise à notre disposition du matériel nécessaire
et l’accompagnement qu’il nous a accordé lors du déroulement des essais au
laboratoire.
Aux membres du jury dont les commentaires et les analyses pertinentes ont contribué
à l’amélioration des résultats de ce travail.
Ma profonde gratitude s’adresse à mes parents :
A mon feu Père Jean Damascène NDANGUZA, pour avoir moulé ma personnalité
actuelle, tout ce qu’il a eu à faire pour moi, l’immense respect que je porte à son égard
et l’exemple de l’excellence que je garde de lui.
A ma chère Mère Catherine NYIRASAFARI, qui n’a ménagé aucun effort pour
assurer mon éducation tant sur le plan scolaire que sur la vie en général.
Que mes frères et sœurs, la grande famille, mes amis et connaissances, trouvent ici le
témoignage de ma reconnaissance pour leur amour, leurs sacrifices et leurs différentes
contributions à ma formation. Ce travail est aussi le vôtre.
Préliminaires
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
iv
RESUME
La qualité de la route dépend de la qualité des matériaux utilisés. Cependant, la question de
disponibilité des matériaux de bonne qualité géotechnique se pose de plus en plus avec acuité
dans les projets routiers. Cet état de fait a conduit aux différentes techniques de stabilisation
des sols pour une utilisation en géotechnique routière comme une solution alternative.
Il existe plusieurs techniques de stabilisation en géotechnique routière. Selon le type du sol et
la disponibilité des stabilisants, la présente recherche s’intéresse à la stabilisation au ciment, à
la chaux vive et à la latérite. La stabilisation consiste à incorporer, au sein du sol, une certaine
quantité de stabilisant avec éventuellement de l’eau et les mélanger plus ou moins intimement
jusqu’à l’obtention d’un matériau homogène pour lui conférer les propriétés nouvelles.
Les résultats des essais au laboratoire ont montré que le sol sujet de recherche (issu du site de
Kamboinsé) est un sable limoneux peu plastique, faiblement organique, de faible capacité
portante (CBR = 9 % à 95% de l’OPM) d’où la nécessité d’une étude d’amélioration de ses
performances mécaniques. Le traitement au ciment augmente significativement la portance du
sol jusqu’à une valeur CBR de 192, la chaux de 50, la latérite de 24 à 98% de l’OPM. Du
point de vue compactage, on constate que les trois techniques de stabilisation améliorent la
densité sèche jusqu'à une valeur de 2.34 g/cm3
(10% de latérite), 2.24 g/cm3
(3% de ciment) et
2.22 g/cm3
(6% de chaux).
D’après les résultats au laboratoire, le sol amélioré peut être utilisé en remblai/Terrassement,
en couche de forme et en couche de fondation de la chaussée. Avant toute utilisation, on
veillera à éliminer au plus possible les matières organiques pour éviter les tassements
ultérieurs.
Mots clés :
1. Densité sèche,
2. CBR,
3. Ciment,
4. Latérite,
5. Chaux vive.
Préliminaires
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
v
ABSTRACT
The quality of roads depends on the quality of pavement materials. However, the issue of
sustainable materials availability arises more acutely in road projects. This fact has led to
different soil stabilization techniques for road construction as an alternative solution.
There are several techniques of soil stabilization in transportation geotechnics. Depending on
the type of soil and the availability of stabilizers, this research is interested in soil stabilization
with cement, lime and laterite. The stabilization technique consists in incorporating, within
the soil, an amount of stabilizer with water, and mix more or less intimately to obtain a
homogeneous material to impart new properties.
The laboratory test results showed that the soil is a little plastic silty sand, slightly organic. Its
bearing capacity is relatively low (CBR = 9 at 95% OPM), the reason why it must be
improved before the use as pavement material. The stabilization with cement significantly
increases the bearing capacity of the soil to a CBR value of 192, the lime increases it at 50,
the laterite up to 24 at 98% OPM. On the other side, the laboratory research showed that the
three stabilization techniques improve dry density to a value of 2.34 g / cm3, 2.24g/cm
3,
2.22g/cm3 at 10% laterite, 3% cement, 6% lime respectively.
According to the laboratory tests results, the improved soil may be used in the Platform, sub-
grade and sub-base pavement layers. Before the use, care should be taken to eliminate organic
materials in order to avoid future settlements.
Key words:
1. Dry density,
2. CBR,
3. Cement,
4. Laterite,
5. Quicklime.
Préliminaires
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
vi
SOMMAIRE
DEDICACE ................................................................................................................................ ii
REMERCIEMENTS .................................................................................................................. iii
RESUME ....................................................................................................................................iv
ABSTRACT ................................................................................................................................ v
SOMMAIRE ...............................................................................................................................vi
TABLEAUX ................................................................................................................................ x
FIGURES .................................................................................................................................... xi
SIGLES ET ACRONYMES ....................................................................................................... xii
Chapitre 0. INTRODUCTION GENERALE ................................................................................ 1
Première Partie : .......................................................................................................................... 3
SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE .............................................................................................. 3
Chapitre I. CONCEPTION DE LA CHAUSSEE ET MATERIAUX ............................................ 4
I.1. INTRODUCTION ............................................................................................................. 4
I.2. FONCTIONNEMENT DE LA CHAUSSEE ...................................................................... 4
I.3. STRUCTURES DE CHAUSSEES ..................................................................................... 5
I.3.1. Chaussées souples ou flexibles ..................................................................................... 5
I.3.2. Chaussées semi-rigides ................................................................................................ 5
I.3.3. Chaussées rigides ........................................................................................................ 5
I.4. PARAMETRES DE DIMENSIONNEMENT DE LA CHAUSSEE ................................... 6
I.4.1. Le trafic ...................................................................................................................... 6
I.4.2. Environnement-données climatiques ........................................................................... 6
I.4.3. La plate-forme support de chaussée ............................................................................ 7
I.4.4. Les matériaux de chaussée .......................................................................................... 7
I.4.5. La qualité de la réalisation .......................................................................................... 7
I.5. METHODES DE DIMENSIONNEMENT DES CHAUSSEES .......................................... 8
I.5.1. Méthode empirique ou classique ................................................................................. 8
I.5.2. Méthode analytique-empirique (ou mécanistique-empirique) ................................... 10
I.6. COUCHES DE CHAUSSEE & MATERIAUX ............................................................... 11
I.6.1. Plate-forme (sol support)........................................................................................... 12
I.6.2. Couche de forme ....................................................................................................... 12
I.6.3. Couche de fondation ................................................................................................. 13
I.6.4. Couche de base .......................................................................................................... 13
Préliminaires
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
vii
I.8. CONCLUSION ............................................................................................................... 14
Chapitre II. TECHNIQUES DE STABILISATION EN GEOTECHNIQUE ROUTIERE .......... 15
II.1. INTRODUCTION ......................................................................................................... 15
II.2. STABILISATION CHIMIQUE ..................................................................................... 15
II.2.1. Traitement aux liants hydrauliques ......................................................................... 15
II.2.2. Traitement aux liants hydrocarbonés ...................................................................... 17
II.2.3. Traitement aux produits chimiques ......................................................................... 17
II.2.4. Traitement mixte................................................................................................. 18
II.3. STABILISATION MECANIQUE .................................................................................. 18
II.3.1. Ajout d’un sol fin à un sol grenu .............................................................................. 18
II.3.2. Ajout d’un sol grenu (ou une fraction granulaire) à un sol fin ................................. 18
II.3.4. Lithostabilisation ..................................................................................................... 18
II.3.5. Utilisation des géosynthétiques ................................................................................ 19
II.4. CHOIX DES STABILISANTS ....................................................................................... 19
II.5. CARACTERISTIQUES DES MATERIAUX STABILISES .......................................... 20
II.6. CONCLUSION .............................................................................................................. 21
Deuxième Partie : ...................................................................................................................... 22
ETUDE AU LABORATOIRE ..................................................................................................... 22
Chapitre I. ETUDE DES CARACTERISTIQUES GEOTECHNIQUES DU SOL NATUREL ... 23
I.1. INTRODUCTION ........................................................................................................... 23
I.2. ESSAIS D’IDENTIFICATION ....................................................................................... 23
I.2.1. ANALYSE GRANULOMETRIQUE ........................................................................ 24
I.2.2. LIMITES D’ATTERBERG ...................................................................................... 25
I.2.3. EQUIVALENT DE SABLE ...................................................................................... 26
I.2.4. ESSAI AU BLEU DE METHYLENE ....................................................................... 27
I.2.5. TENEUR EN MATIERES ORGANIQUES .............................................................. 27
I.2.6. POIDS SPECIFIQUE ............................................................................................... 28
I.3. ESSAIS DE PORTANCE ................................................................................................ 29
I.3.1. PROCTOR MODIFIE .............................................................................................. 29
I.3.2. ESSAI CBR à 4jours d’immersion ............................................................................ 29
I.4. CONCLUSION ............................................................................................................... 30
Chapitre II. ETUDE D’AMELIORATION DE LA PORTANCE DU SOL NATUREL .............. 31
I.1. INTRODUCTION ........................................................................................................... 31
Préliminaires
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
viii
II.2. TRAITEMENT AU CIMENT........................................................................................ 31
II.2.1. Traitement à 1% ciment .......................................................................................... 31
II.2.2. Traitement à 2% ciment .......................................................................................... 32
II.2.3.Traitement à 3% ciment ........................................................................................... 33
II.2.4. Résultats du traitement au ciment ........................................................................... 34
II.3. TRAITEMENT A LA CHAUX ...................................................................................... 34
II.3.1. Traitement à 2% chaux ........................................................................................... 34
II.3.2. Traitement à 4% chaux......................................................................................... 36
II.3.3. Traitement à 6% chaux ........................................................................................... 37
II.3.4. Résultats du traitement à la chaux ........................................................................... 38
II.4. TRAITEMENT A LA LATERITE ................................................................................ 38
II.4.1 Traitement à 10% de latérite .................................................................................... 41
I.4.2. Traitement à 30% de latérite .................................................................................... 42
II.4.3. Traitement à 50% de latérite ................................................................................... 42
II.4.4. Résultats du traitement à la latérite ......................................................................... 43
II.5. CONCLUSION .............................................................................................................. 44
Troisième Partie : ....................................................................................................................... 45
ETUDE COMPARATIVE .......................................................................................................... 45
Chapitre I. ANALYSE COMPARATIVE DES RESULTATS .................................................... 46
I.1. INTRODUCTION ........................................................................................................... 46
I.2. ANALYSE COMPARATIVE DES RESULTATS DE LA DENSITE SECHE ................ 46
I.2.1. Evolution de la densité sèche au traitement au ciment............................................... 46
I.2.2. Evolution de la densité sèche au traitement à la chaux .............................................. 47
I.2.3. Evolution de la densité sèche au traitement à la latérite ............................................ 47
I.2.4. Analyse comparative de la densité sèche en fonction des trois stabilisants ................. 48
I.2.5. Analyse comparative de la densité sèche en fonction de la teneur en eau ................... 49
I.3. ANALYSE COMPARATIVE DE LA PORTANCE CBR ............................................... 49
I.3.1. Evolution de la portance CBR avec l’amélioration au ciment.................................... 49
I.3.2. Evolution de la portance CBR avec l’amélioration à la chaux ................................... 50
I.3.3. Evolution de la portance CBR avec l’amélioration à la latérite ................................. 50
I.3.4. Analyse comparative des résultats de la portance CBR à 90% OPM ........................ 51
I.3.5. Analyse comparative des résultats de la portance CBR à 95% OPM ........................ 51
I.3.6. Analyse comparative des résultats de la portance CBR à 98% OPM ........................ 52
Préliminaires
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ix
I.4. CONCLUSION ............................................................................................................... 52
Chapitre II. DOMAINES D’APPLICATION .............................................................................. 53
II.1. INTRODUCTION ......................................................................................................... 53
II.2. DOMAINES D’APPLICATION .................................................................................... 53
II.3. METHODE D’EXECUTION ......................................................................................... 55
II.3.1. Préparation du sol ................................................................................................... 55
II.3.2. Ajustement de l’état hydrique ................................................................................. 55
II.3.3. Epandage ................................................................................................................. 55
II.3.4. Malaxage ................................................................................................................. 55
II.3.5. Compactage ............................................................................................................. 55
II.4. CONCLUSION .............................................................................................................. 56
CONCLUSION & RECOMMANDATIONS ................................................................................ 57
I. CONCLUSION ...................................................................................................................... 58
II. RECOMMANDATIONS ...................................................................................................... 59
REFERENCES ......................................................................................................................... 60
ANNEXES ................................................................................................................................. 62
Préliminaires
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x
TABLEAUX
Tableau 1: caractéristiques mécaniques des matériaux rocheux .............................................. 13
Tableau 2: spécification de l’enrobé dense et de Sand-asphalts ..... Erreur ! Signet non défini.
Tableau 3: guide pour le choix d’un stabilisant ....................................................................... 20
Tableau 4: résultats d’essai équivalent de sable ....................................................................... 26
Tableau 5: résultats d’essai de détermination de la teneur en matières organiques ................. 28
Tableau 6: résultats d’essai CBR à 4 jours d’immersion ......................................................... 30
Tableau 7: résultats d’essai CBR du sol stabilisé à 1% de ciment ........................................... 32
Tableau 8: résultats de l’essai CBR du sol stabilisé à 2% de ciment ....................................... 33
Tableau 9: résultats de l’essai CBR du sol stabilisé à 3% de ciment ....................................... 34
Tableau 10: résultats du traitement au ciment .......................................................................... 34
Tableau 11: résultats d’essai CBR du sol stabilisé à 2% de chaux .......................................... 35
Tableau 12: résultats d’essai CBR du sol stabilisé à 4% de chaux .......................................... 36
Tableau 13: résultats d’essai CBR du sol stabilisé à 6% de chaux .......................................... 37
Tableau 14: résultats du traitement à la chaux vive ................................................................. 38
Tableau 15: résultats d’essai CBR de la latérite ....................................................................... 40
Tableau 16: résultats d’essai CBR du sol stabilisé à 10% de latérite ....................................... 41
Tableau 17: résultats d’essai CBR du sol stabilisé à 30% de latérite ....................................... 42
Tableau 18: résultats d’essai CBR du sol stabilisé à 50% de latérite ....................................... 43
Tableau 19: résultats du traitement à la latérite ........................................................................ 44
Tableau 20: tableau récapitulatif des domaines d’application du sol amélioré au ciment, à la
chaux et à la latérite .................................................................................................................. 54
Préliminaires
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xi
FIGURES
Figure 1: différentes couches de chaussée (LCPC-SETRA, 1994). ......................................... 11
Figure 2: échantillon type du sol à étudier ............................................................................... 23
Figure 3: courbe granulométrique du sol naturel ..................................................................... 24
Figure 4: résultats limite de liquidité ........................................................................................ 25
Figure 5: courbe Proctor modifié ............................................................................................. 29
Figure 6: courbe Proctor modifié du sol stabilisé à 1% de ciment ........................................... 31
Figure 7: courbe Proctor modifié du sol stabilisé à 2% de ciment ........................................... 32
Figure 8: courbe Proctor modifié du sol stabilisé à 3% de ciment ........................................... 33
Figure 10: courbe Proctor modifié du sol stabilisé à 2% de chaux .......................................... 35
Figure 11: courbe Proctor modifié du sol stabilisé à 4% de chaux .......................................... 36
Figure 12: courbe Proctor modifié à 6% de chaux ................................................................... 37
Figure 13: courbe granulométrique de la latérite ..................................................................... 38
Figure 14: résultats limite de liquidité ...................................................................................... 39
Figure 15: courbe Proctor modifié ........................................................................................... 40
Figure 16: courbe Proctor modifié du sol stabilisé à 10% de latérite ...................................... 41
Figure 17: courbe Proctor modifié du sol stabilisé à 30% de latérite ...................................... 42
Figure 18: courbe Proctor modifié du sol stabilisé à 50% de latérite ...................................... 43
Figure 19: densité sèche en fonction du dosage en ciment ...................................................... 46
Figure 20: densité sèche en fonction du dosage en chaux vive ................................................ 47
Figure 21: densité sèche en fonction du dosage en latérite ...................................................... 47
Figure 22: évolution de la densité sèche du sol amélioré au ciment, à la chaux et à la latérite 48
Figure 23: diagramme d’évolution de la densité sèche en fonction des différents dosages ..... 48
Figure 24: densité sèche en fonction de la teneur en eau de mouillage ................................... 49
Figure 25: évolution de la portance CBR en fonction du dosage en ciment ............................ 49
Figure 26: évolution de la portance CBR en fonction du dosage en chaux ............................. 50
Figure 27: évolution de la portance CBR en fonction du dosage en latérite ............................ 50
Figure 28: résultats de la portance CBR à 90% OPM .............................................................. 51
Figure 29: résultats de la portance CBR à 95% OPM .............................................................. 51
Figure 30: résultats de la portance CBR à 98% OPM .............................................................. 52
Préliminaires
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xii
SIGLES ET ACRONYMES
Les abréviations utilisées dans ce document auront les significations suivantes :
2iE Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement.
AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials.
ACV Aggregate Crushing Value
BCEOM Bureau Central d’Etudes pour les Equipements d’Outre-Mer.
C.A Coefficient d’aplatissement.
CBR California Bearing Ratio.
Cc Coefficient de courbure
CEBTP Centre Expérimental de Recherches et d’Etudes du Bâtiment et des Travaux
Publics.
CPT Cahiers de Prescription Techniques.
CRR Centre de Recherches Routières.
Cu Coefficient d’uniformité.
E.S Equivalent de Sable.
GNT Guide sur la Grave Non Traité.
GTR Guide de Terrassement Routier.
Ip Indice de plasticité.
L.A Los Angeles.
LCPC Laboratoire Central des Ponts et Chaussées.
LEMC Laboratoire Eco-Matériaux de Construction.
MDE Micro Dévale Eau
MO Matières Organiques
NE Nombre Equivalent.
OPM Optimum Proctor Modifié.
SETRA Service d’Etudes Technique des Routes et Autoroutes.
TRL Transport Research Laboratory.
USCS Unified Soil Classification System.
Wl Limite de liquidité.
Wp Limite de plasticité.
Introduction générale
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
1
Le domaine de la construction routière exige des matériaux de meilleures caractéristiques
géotechniques car la durabilité des routes dépend de la qualité des matériaux utilisés. Dans la
nature, nous rencontrons différents types de sols selon la roche mère source et le type
d’altération de celle-ci (dissolution de certains sels par l’eau, réaction avec le CO2, avec les
acides organiques, échanges ioniques,…). Tous les sols ne sont pas à vocation routière, d’où
la nécessité d’une étude géotechnique avant toute utilisation.
Les projets routiers ont souvent connu un problème des matériaux de bonne qualité
géotechnique qui deviennent de plus en plus rares alors que le besoin de construire les routes
pour le développement s’accroit continuellement. Cette situation a conduit aux différentes
recherches qui ont trouvé des solutions alternatives telles que les différentes techniques
d’amélioration des sols. Selon G.H.McNally (1998), les techniques de stabilisation en
géotechnique routière sont :
La stabilisation aux liants hydrauliques routiers : ciment portland, chaux vive,
pouzzolane, bitume, goudrons, traitement mixte, etc
La stabilisation aux produits chimiques : produits à base de chloride de calcium,
hydroxyde de calcium, silicates, etc
La stabilisation mécanique : ajout d’un sol fin au sol grenu, ajout d’un sol grenu ou
une fraction de celui-ci au sol fin, élimination des fines et/ou des gros éléments du sol,
etc
L’utilisation des géosynthétiques : géogrilles, géotextiles, géocomposites, etc.
Toutes les techniques de stabilisation ne sont pas favorables à n’importe quel type de sol et/ou
à n’importe quelle couche de chaussée car elles ont été expérimentées, étudiées dans les
conditions bien précises. C’est pourquoi une technique peut être efficace dans une telle
couche de chaussée mais pas dans une autre, être adaptée avec un tel type de sol mais pas
avec l’autre, etc. Chaque situation est unique d’où il faut une étude comparative des
différentes techniques de stabilisation pour trouver une meilleure solution.
L’objectif de cette étude est de comparer les résultats de trois techniques de stabilisation
(stabilisation au ciment, à la chaux et à la latérite) et d’apprécier leur efficacité. En d’autres
termes, il s’agit de trouver une technique appropriée pour améliorer les sols de faible capacité
portante pour qu’ils répondent aux caractéristiques géotechniques exigées dans les cahiers de
prescriptions techniques (CPT). Le travail consiste à échantillonner, formuler et élaborer les
matériaux de mauvaise qualité géotechnique ; appliquer les différentes techniques de
stabilisation en géotechnique routière et trouver une solution optimale du dosage en liant.
Chapitre 0.
INTRODUCTION GENERALE
Introduction générale
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
2
Les résultats de la recherche permettront de voir l’évolution de la capacité portante du sol en
fonction de différents dosages, définir le dosage optimum et donner le domaine d’application
en construction routière.
Le sol sujet de la recherche est un sol de décapage totalement remanié situé à 2iE Campus de
Kamboinsé, à côté du Laboratoire Eco-Matériaux de Construction (LEMC/2iE) dans lequel
s’effectue la présente recherche. Le village de Kamboinsé est l’un des villages du Burkina
Faso situé dans la région du centre, Province de Kadiogo, Département de Pabré.
Pour mener à bien l’étude, la méthodologie suivante est adoptée:
Recherche documentaire des travaux antérieurs en rapport avec les différentes
techniques de stabilisation des sols de mauvaise qualité en géotechnique routière ;
Prélèvement des échantillons pour les analyses au laboratoire en vue de déterminer les
caractéristiques géotechniques du sol naturel : essais d’identification (analyse
granulométrique, limites d’Atterberg, équivalent de sable, essai au bleu de méthylène,
poids spécifique et détermination de la teneur en matière organique) et essais de
portance (Proctor modifié et essai CBR) ;
Amélioration du sol au ciment, à la chaux vive et à la latérite avec différents dosages
(Essai Proctor modifié suivi de l’essai CBR à 4 jours d’immersion);
Détermination du dosage optimum ;
Analyse comparatif des résultats ;
Constituer une base de données avec les différentes applications en couches de
chaussée.
Les moyens nécessaires pour la mise en œuvre de cette étude sont : moyens humains, moyens
financiers, ordinateur, documents, internet, matériels de prélèvement d’échantillon et
appareils d’essais en laboratoire.
Le présent mémoire est structuré comme suit :
Introduction générale,
Première Partie : Synthèse bibliographique,
Deuxième Partie : Etude au laboratoire,
Troisième Partie : Etude comparative,
Conclusion et recommandations.
Synthèse bibliographique
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
3
Première Partie :
SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
Synthèse bibliographique
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
4
I.1. INTRODUCTION
La route est et reste la seule infrastructure qui permet de desservir l’ensemble des utilisateurs.
C’est un moyen de communication nécessaire au développement. Le chapitre présente le
fonctionnement de la chaussée, les structures des chaussées, les paramètres à prendre en
compte dans leur dimensionnement, les méthodes de dimensionnement, les caractéristiques
des matériaux entrant dans la composition de différentes couches de la chaussée ainsi que la
classification géotechnique des sols.
I.2. FONCTIONNEMENT DE LA CHAUSSEE
La chaussée peut être définie comme un ouvrage d’ingénierie (génie-civil) composée d’une
ou de plusieurs couches disposée(s) sur un espace linéaire aménagé pour faciliter la
circulation sécuritaire des véhicules et des personnes. Selon Guy (2008), la route est
constituée d’une chaussée qui a pour rôle de :
Distribuer la charge et transmettre au sol support une contrainte qui n’entraînera pas de
déformation excessive ;
Atténuer les mouvements différentiels qui proviennent du sol et limiter les
déformations résultantes en surface ;
Maintenir ses qualités structurales (portance) et fonctionnelles (adhérence et uni) à
long terme.
La principale agression de la chaussée est celle du trafic. D’après Berthier (2004), l’action
répétée d’une charge roulante sur la chaussée fait apparaitre quatre types de dommages :
Une usure superficielle de la couche de roulement due aux efforts tangentiels ;
La formation d’ornières par fluage des couches liées, sous l’effet des contraintes
verticales et des efforts tangentielles ;
Une fatigue des couches traitées, provoquée par leur flexion sous l’action des
charges ;
Une accumulation des déformations permanentes au niveau du support ou des
couches non liées.
Pour pallier à ces inconvénients, une attention particulière doit être portée au
dimensionnement de la chaussée qui consiste à déterminer la nature et l’ épaisseur des
différentes couches de la chaussée afin de réduire les contraintes et déformations à des valeurs
admissibles pour un trafic donné. Ces épaisseurs varient en fonction de la nature des
matériaux d’apport, l’état du sol naturel, la profondeur de la nappe, l’évapotranspiration et les
phénomènes climatiques.
Chapitre I.
CONCEPTION DE LA CHAUSSEE ET MATERIAUX
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I.3. STRUCTURES DE CHAUSSEES
La composition de la chaussée et le mode d’association de ses diverses couches permettent de
distinguer les différentes structures et le choix des méthodes de dimensionnement adapté pour
limiter les diverses contraintes qui peuvent provoquer l’endommagement de la chaussée avant
l’échéance estimée. Selon Thiam (2008), Il existe trois familles de chaussées : chaussées
souples ou flexibles, chaussées semi-rigides et chaussées rigides.
I.3.1. Chaussées souples ou flexibles
Les chaussées souples ou flexibles tiennent leur nom du fait qu’elles se déforment
réversiblement sous sollicitations. Elles sont constituées d’une couche bitumineuse en surface
et d’une assise en matériaux granulaires. La couche bitumineuse est relativement mince, la
couche de base et la couche de fondation sont généralement en matériaux non traités.
Plus la chaussée est épaisse, moins la contrainte appliquée à la base de la plateforme est
importante. Le dimensionnement des structures souples repose sur la limitation de la
déformation verticale du sol support.
I.3.2. Chaussées semi-rigides
Encore appelée chaussée mixte ou chaussée à assise traitée aux liants, sa structure comporte
un revêtement bitumineux mince et un corps de chaussée en matériaux traitées (en liants
hydrauliques ou hydrocarbonés). Elle est utilisée lorsque le trafic devient important et que les
matériaux crus ne satisfont pas aux exigences mécaniques. Le liant augmentant la rigidité de
l’assise, les déformations verticales sont relativement faibles et le dimensionnement de la
chaussée porte essentiellement sur la limitation de la contrainte de traction par flexion à la
base des couches traitées.
Une chaussée semi-rigide est constituée d’un revêtement bitumineux relativement mince,
d’une couche de base traitée et d’une couche de fondation traitée ou non. Son
dimensionnement porte sur la rupture par fatigue à la base de la couche liée et l’orniérage du
sol support. On doit s’assurer que la contrainte de traction à la base de la couche traitée est
inférieure à la contrainte de traction admissible du matériau et que la déformation verticale à
la surface des couches non liées et sol support est inférieure à une valeur limite admissible.
I.3.3. Chaussées rigides
Une chaussée rigide est comme une dalle de béton. Elle est peu déformable, elle absorbe la
charge enfin d’éviter une déformation, sur la fondation ou l’infrastructure, susceptible de
causer la rupture. Des structures rigides mobilisent des efforts notables de traction par flexion
très important par rapport à ceux subis par les structures semi-rigides et se déforment
essentiellement par fissuration.
Le dimensionnement des structures rigides repose sur la limitation des efforts de traction par
flexion du béton sous l’effet des charges. Pour les trafics élevés, ces types de chaussée ont des
performances mécaniques très intéressantes, comparées aux autres types de structures.
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I.4. PARAMETRES DE DIMENSIONNEMENT DE LA CHAUSSEE
Le dimensionnement de la chaussée tient compte d’un certain nombre de paramètres à savoir :
Le trafic (volume, agressivité) ;
Environnement (données climatiques) ;
La plate-forme support de la chaussée ;
Les matériaux de chaussée (module d’élasticité, loi de fatigue,…) ;
La qualité de la réalisation (dosage, compacité, épaisseurs, homogénéité,…).
I.4.1. Le trafic
Les chaussées sont dimensionnées vis-à-vis du trafic poids lourds. La méthode de calcul
implique la conversion, en un nombre cumulé NE de passages d’essieux de référence, du
trafic réel constitué de combinaisons variables de véhicules ayant des charges à l’essieu et des
configurations d’essieux différentes.
Le trafic est composé de quatre parties : trafic actuel, trafic projeté, trafic affecté et trafic
induit. Les classes de trafic retenues sont définies de plusieurs façons en fonction du degré de
précision des données disponibles (CEBTP, 1984) :
Trafic journalier toutes catégories de véhicules confondues ;
Trafic cumulé de poids lourds (véhicules définis comme ayant un poids total, en
charge, supérieur à 3t) ;
Trafic cumulé calculé selon les équivalences d’essieux.
Les valeurs de coefficient d’agressivité dépendent du matériau, du type d’endommagement et
de structure de chaussée. Elle est donnée par la formule :
0
PA K
P
Avec A : Agressivité, K : coefficient tenant compte du type d’essieu (simple, tandem ou
tridem), α : coefficient dépendant de la nature du matériau et de la structure de chaussée, P :
charge de l’essieu, P0 : charge de l’essieu de référence.
I.4.2. Environnement-données climatiques
La température influence le comportement des différents types de chaussées :
En ce qu’elle affecte les caractéristiques mécaniques des matériaux bitumineux ;
Par les variations cycliques d’ouverture des fissures de retrait des matériaux traités aux
liants hydrauliques ;
Par les déformations de dalle dues aux gradients thermiques dans les chaussées
rigides.
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La maîtrise du climat est essentielle pour le dimensionnement des chaussées. Il faut une
connaissance de la pluviométrie pour déterminer les dispositions d’assainissement et de
drainage, les températures caractéristiques pour l’étude de comportement en fatigue et la
résistance à l’orniérage des matériaux bitumineux, etc.
I.4.3. La plate-forme support de chaussée
Pour le dimensionnement de la structure de chaussée, en général, le sol support est décrit par
une valeur de module de Young réversible considérée comme représentative de l’état
hydrique le plus défavorable (période de dégel exclue). Le choix des matériaux utilisables en
plate-forme comme en assise de chaussée doit tenir compte du facteur drainage pour la bonne
tenue de la chaussée.
Pour bien remplir son rôle, il est souhaitable que la plate-forme possède un certain nombre de
qualités (Berthier, 2004) :
Caractéristiques minimales de nivellement pour garantir la régularité de l’épaisseur
des couches ;
Elle doit offrir une assise convenable pour le compactage des couches de chaussée et
doit donc être suffisamment rigide ;
Cette rigidité ne doit pas se détériorer pendant la période qui sépare l’exécution des
terrassements et la réalisation de la chaussée ; elle doit donc être peu sensible aux
intempéries ;
Elle participe, par sa rigidité, au fonctionnement de la chaussée ; une meilleure plate-
forme autorise une chaussée moins épaisse, donc moins coûteuse.
I.4.4. Les matériaux de chaussée
Les matériaux de chaussée peuvent être normalisés ou non conformes. Pour les matériaux
normalisés, les valeurs de résistance mécanique et de déformabilité retenues, tirées d’études
en laboratoire, sont déduites des valeurs moyennes obtenues sur la formule de base établie
conformément aux dispositions des normes définissant les méthodologies d’étude. En
l’absence d’étude spécifique, le document de dimensionnement se réfère en général aux
valeurs seuils minimales fixées par les normes. Quant aux matériaux de chaussée non
conformes sur certains aspects aux normes, ou non couverts par une norme, seule une étude
de laboratoire particulière, complétée le cas échéant par des planches expérimentales, peut
permettre de préciser leur domaine d’emploi. (SETRA - LCPC, 1994)
I.4.5. La qualité de la réalisation
Pour la réalisation des structures de chaussée, les prescriptions et les règles de l’art concernant
la fabrication et la mise en œuvre des matériaux doivent être respectées pour se rassurer de
l’homogénéité des compositions et des caractéristiques mécaniques.
Le calcul de dimensionnement doit prendre en compte le fait que la réalisation est affectée de
variations aléatoires d’épaisseurs des couches.
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I.5. METHODES DE DIMENSIONNEMENT DES CHAUSSEES
La détermination des matériaux constituant les couches de la chaussée ainsi que leurs
caractéristiques (épaisseurs, modules de Young,…) pour que la route puisse tenir au niveau de
trafic attendu pour la durée de vie projetée est ce que l’on appelle dimensionnement de la
chaussée.
Il existe plusieurs méthodes de dimensionnement des chaussées. D’après Combere (2008), la
synthèse de la littérature scientifique montre deux pôles de convergence (avec des types
intermédiaires) : la méthode empirique et la méthode analytique-empirique.
I.5.1. Méthode empirique ou classique
La méthode empirique est basée sur des essais et des observations effectuées sur des routes
expérimentales. La technique est basée sur l’identification, la reproduction conforme et
standard des structures de chaussées identiques à celles qui ont fait la preuve de leur
performance. On utilise les matériaux, les trafics et les mêmes conditions environnementales
chaque fois jusqu’à ce que des endommagements jugés sévères, pour un type de chaussée de
référence, puissent être inventoriés. Les modèles empiriques les plus connus sont : la méthode
du CBR et la méthode du CEBTP.
I.5.1.1.La méthode du CBR (California Bearing Ratio)
Elle a été conçue par O.J.PORTER du « California State Highway Departement » dès 1938 à
la suite d’une expérience de 14 années sur les routes californiennes. Il trouva une relation
entre l’indice CBR d’un sol et l’épaisseur de chaussée minimale nécessaire pour empêcher la
rupture par déformation plastique de la chaussée. Les étapes suivantes sont utilisées pour le
dimensionnement de la chaussée :
Déterminer la valeur CBR du sol ;
Déduire le rapport des modules de Young granulaire (couche rigidifiée par
compactage) sur le sol (support mou) à partir des abaques et des équations :
100 150
5
Pe
CBR
(Peltier) ou
100 150 (75 50log( ))10
5
NP
eCBR
(TRL)
P : charge par roue en tonne, N: nombre moyen journalier de véhicules de plus de 1500 kg à
vide qui circule sur la chaussée, e = épaisseur de la chaussée en cm.
Les limites de la méthode sont de 2 ordres :
L’absence de détermination du ratio de corrélation acceptable de CBR in-situ et les
valeurs de CBR au laboratoire aboutit souvent à des écarts importants parfois de
l’ordre de 30% ;
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La non-évaluation des contraintes et des déformations admissibles constitue également
une autre limitation à ce type de dimensionnement qui conduit des investissements
importants pour des structures peu performantes.
Il est ainsi suggéré d’utiliser des facteurs de correction locale pour améliorer les performances
de la structure finale proposée autrement on aboutit à un dimensionnement peu conservateur
avec des chaussées surdimensionnées ou soit sous-dimensionnées.
I.5.1.2. La méthode du CEBTP
La méthode CEBTP est le fruit d’un travail d’équipe chargée de faire une étude générale sur
le comportement et le renforcement de 7000 km de chaussées bitumineuses. Elle est
composée d’ingénieurs du Centre Expérimental de Recherche et d’Etudes du Bâtiment et des
travaux publics (CEBTP) en collaboration avec ceux des pays tropicaux. Ce travail rédigé en
1971 sous forme de manuel est présenté depuis 1984 dans un document intitulé « Guide
pratique de dimensionnement des chaussées pour les pays tropicaux ». La méthode a deux
principes bases :
Dans le cas des chaussées ne comportant aucune couche tant soit peu rigidifiée, la
méthode se base sur deux paramètres pour déterminer l’épaisseur de la chaussée :
l’indice portant de la plate-forme et le trafic.
Dans le cas des chaussées comportant une ou plusieurs couches susceptibles, par leur
raideur, d’une rupture en traction, le dimensionnement précédent qui vise uniquement
à éviter le poinçonnement de la forme, doit être complété par une analyse théorique
dont l’objet est de vérifier que les contraintes effectives de traction développées à la
base des couches rigidifiées sont compatibles avec les performances probables de ces
matériaux.
En vue de réduire les risques de natures particulières, quelques directives techniques portant
sur le choix ou la mise en œuvre des matériaux accompagnent la méthode :
Un minimum de compacité au niveau supérieur des terrassements et l’élimination sur
les trente derniers centimètres des matériaux instables ou gonflant ;
Un minimum de compacité et une portance ou stabilité adéquate au niveau des
couches de base et de fondation ;
Une dureté suffisante des agrégats destinés à constituer les couches de base ou de
surface ;
La réalisation de revêtements minces et déformables.
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I.5.2. Méthode analytique-empirique (ou mécanistique-empirique)
La méthode est appelée ainsi car elle fait partiellement appel à une approche analytique qui
est complétée par des données empiriques. Elle est basée sur la mécanique des milieux
continus et sur la résistance des matériaux. Elle s’appuie sur l’analyse des résultats des essais
sur les matériaux réalisés au laboratoire ou sur un chantier expérimental (planche d’essai)
auxquels sont associées les données contrôlées sur le terrain pour valider les structures
sélectionnées. Le processus se fait en deux étapes :
Calcul des contraintes et déformations admissibles dans la chaussée en fonction du
trafic attendu (modèle de fatigue et de déformation),
Calcul des épaisseurs requises pour rencontrer les critères de contraintes et/ou
déformations admissibles.
Les analyses réalisées sont utilisées pour identifier et adapter le comportement mécanique des
matériaux en fonction du trafic et des conditions environnementales observées. Elles peuvent
être linéaires (plus courantes) ou non-linéaires (surtout pour les matériaux granulaires).
La recherche de modèles mathématiques pour les systèmes multicouches qui constituent les
chaussées a fait l’objet de nombreux travaux, marqués par les principales étapes suivantes
(Berthier, 2004) :
Le modèle de Boussinescq (1885), crée et utilisé initialement en mécanique des sols,
qui modélise un massif élastique semi-infini soumis à l’action d’une charge statique
ponctuelle ;
Le modèle bicouche de Westergaard (1926), qui donne les contraintes et
déformations d’un système constitué d’une plaque reposant sur un sol assimilé à un
ensemble de ressorts dont le déplacement vertical en un point est proportionnel à la
pression verticale en ce point ;
Le modèle bicouche de Hogg (1938), qui donne les contraintes et déformations d’une
plaque reposant sur un massif elastique semi-infini de type Boussinescq ;
Le modèle de Burmister (1943), qui aborde et traite le problème général d’une
structure à n couches reposant sur un massif elastique semi-infini.
Le modèle de Jeuffroy-Bachelez (1955), qui assimile la chaussée à un tricouche
(plaque mince sur un modèle de Burmister), a permis pour la première fois d’établir un
système très complet d’abaques. Il a constitué pour les ingénieurs français une étape
fondamentale vers plus de rationalité dans le dimensionnement des chaussées ;
L’utilisation de modèle aux éléments finis (Cesar-LCPC notamment) s’impose enfin
chaque fois que des modèles multicouches continus, élastiques et linéaires s’avèrent
trop simplistes.
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Au fur et à mesure que le temps avance, il y a toujours des renouvellements et/ou des
combinaisons des anciennes méthodes ce qui résulte en différentes méthodes de
dimensionnement selon les pays :
La méthode française du Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC) ;
La méthode anglaise du Transport Research Laboratory (TRL) ;
La méthode américaine de l’AASHTO (American Association of State Highway
Transportation Officials) ;
La méthode allemande ;
La méthode suisse ;
Les méthodes adaptées destinées à l’Afrique (CBTP, 1974 et 1980) ;
Les méthodes locales dans d’autres pays ayant des régions à climat tropical
(Australie, Brésil, Nouvelle Zélande, Chine, Inde).
Les approches rationnelles ont l’avantage de bien « coller » à la réalité mais elles sont
difficiles à transposer à des situations différentes de celles qui ont servi à leur développement.
I.6. COUCHES DE CHAUSSEE & MATERIAUX
Une chaussée moderne est constituée par la superposition de couches de matériaux liées ou
non par des liants hydrauliques. La structure d’une chaussée doit résister à diverses
sollicitations, notamment celles dues au trafic et elle doit assurer la diffusion des efforts
induits par ce même trafic dans le sol de fondation. La chaussée est constituée de : plate-
forme (sol support), couche de forme, couche d’assise (composée de la couche de fondation
et couche de base) et couche de surface (composée de la couche de liaison et de la couche de
roulement).
Figure 1: différentes couches de chaussée (LCPC-SETRA, 1994).
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I.6.1. Plate-forme (sol support)
La plate-forme est la couche de 30 cm au-dessus des terrassements. Son rôle est de servir une
bonne assise au corps de chaussée afin que celle-ci soit peu déformable. Le CBR supérieur à 5
est exigé, la valeur exacte à prendre en compte pour le dimensionnement dépend de
l’épaisseur et de la qualité du matériau de substitution. Selon CEBTP (1984), les
caractéristiques des sols à éliminer ou à traiter sont les suivantes :
CBR < 5,
Indice de plasticité : 40Ip ,
Limite de liquidité : 70LW ,
Gonflement linéaire dans le moule 2%CBR ,
Teneur en matières organiques : 3% .
I.6.2. Couche de forme
La couche de forme a pour rôle de permettre la circulation des engins sur chantier, empêcher
les remontées d’argile dans la chaussée et d’assurer le drainage de la fondation. Les matériaux
doivent avoir au minimum 5CBR , pour les chantiers importants, on pourra exiger un
10CBR . Par contre, on évitera ceux qui ont une granulométrie supérieure à 150mm, un
pourcentage de fine supérieur à 35% ou à 45% et un indice de plasticité supérieur à 20 ou 30.
Pour les sols de remblai, on doit tenir compte des caractéristiques physico-mécaniques
suivantes :
5CBR ,
Pourcentage en matières organiques 1% ,
Limite de liquidité : 65LW ,
Densité sèche 1.60OPM ,
Indice de plasticité : 40pI ,
Indice de gonflement : 2%G équivalent au pourcentage de fines : % 35%F ,
Degré de compactage au moins 90% de l’OPM.
Pour la partie supérieure, c'est-à-dire de 0.80m au-dessus du remblai, on exigera les
caractéristiques suivantes :
10CBR ,
Indice de plasticité : 20pI ,
Indice de gonflement linéaire : 1%G ,
Pourcentage de fines :10 % 30F ,
On doit prévoir un degré de compactage correspondant à au moins 95% du Proctor Modifié.
On peut admettre des déflexions maximales 200/100mm.
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I.6.3. Couche de fondation
Elle assure une diffusion des contraintes enfin de les amener à un taux compatible avec la
portance du sol de la plate-forme. Si elle n’est pas assez rigide, elle ne doit subir que des
contraintes verticales de compression.
Les matériaux pour couche de fondation doivent avoir :
Un CBR au moins égal à 30 pour une densité sèche correspondant à 95% de l’OPM.
Pour les trafics faibles, on peut descendre jusqu’à 20 et par contre on exigera 35 pour
les trafics lourds et plus élevés.
Une dimension maximale des grains de 60mm,
Pourcentage en matières organiques : 0,5%,
Pourcentage de fines : 10% % 35%F ,
Indice de gonflement linéaire : 1%G ,
Indice de plasticité : 25pI ,
Indice de liquidité : 40LW ,
I.6.4. Couche de base
La couche de base est amenée à encaisser la majeure partie des contraintes dues aux
agressions superficielles, comme les contraintes verticales de compression et les efforts de
cisaillement qui sont d’autant plus importants à la base quand la couche de surface est mince.
C’est pourquoi, elle possède une rigidité plus élevée et les matériaux qui la constituent ont des
caractéristiques beaucoup plus sévères que la couche de fondation. Le choix des matériaux
dépendent de plusieurs critères comme : indice portant, stabilité, dureté de squelette,
résistance à la traction des couches liées ou rigidifiées, etc. La nature des matériaux et les
caractéristiques de mise en œuvre souhaitables sont les suivantes :
Limite de liquidité : 30LW ,
Indice de plasticité : 15pI ,
Cu >10,
%fines < 25,
Gonflement linéaire : 0.3%G ,
Pourcentage des matières organiques < 0.1%,
CBR à 4 jours d’imbibition > 80 (60 pour le trafic < 300 véhicules/jour),
Diamètre maximal des grains : 40-50 mm.
Pour les matériaux rocheux : GCNT 0/31 et 0/40 :
Tableau 1: caractéristiques mécaniques des matériaux rocheux
Essais Concassés Matériaux liés
LA < 40 < 45
MDE < 20 < 25
ACV < 30 < 35
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Pour les trafics admettant l’essieu 13T :
Coefficient d’aplatissement : C.A < 25,
Equivalence de sable : E.S > 40.
I.6.5. Couche de surface
La couche de surface est constituée de la couche de roulement et le cas échéant d’une couche
de liaison. Elle doit subir les efforts normaux et les efforts tangentiels venant du trafic ainsi
que les agressions des intempéries (la chaleur par exemple). Elle doit assurer aussi
l’étanchéité de la structure par rapport à l’infiltration des eaux de ruissellement et posséder les
qualités antidérapantes satisfaisantes, i.e une bonne condition de confort et de sécurité pour
les usagers (une bonne adhérence, surface unie, régulière et la plus silencieuse possible). Le
choix du type de la couche de revêtement dépend du trafic. Il peut se faire soit en enduits
superficiels, soit en enrobés denses et Sand-asphalt ou en béton bitumineux (binder).
I.7. CONCLUSION
Les matériaux stabilisés aux liants hydrauliques routiers (LHR) étant utilisés principalement
dans les structures des chaussées semi-rigides ou mixtes, le dimensionnement tiendra compte
des normes et exigences de celles-ci.
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II.1. INTRODUCTION
Le traitement des sols a pour objet de rendre utilisable un sol qui ne présente pas les
caractéristiques requises pour servir, sans préparation, à supporter une route. Ainsi, il permet
de valoriser les matériaux aux caractéristiques inadaptées et non utilisables à l’état naturel tels
que limons, argiles, sables, marnes, matériaux évolutifs, etc. Le procédé a pour finalité de:
Améliorer l’aptitude d’un matériau au compactage ;
Diminuer la sensibilité au gel et à l’eau ;
Augmenter la résistance mécanique et la portance (augmentation du frottement interne
et de la cohésion).
En géotechnique routière, il existe plusieurs techniques de stabilisation des sols qui sont
regroupés en deux grandes catégories : stabilisation chimique et stabilisation mécanique.
Le chapitre présente les différentes techniques de stabilisation, le choix de différents
stabilisants et les caractéristiques des matériaux ainsi stabilisés.
II.2. STABILISATION CHIMIQUE
La stabilisation chimique permet, grâce à la réaction du produit avec les composantes du
matériau, une augmentation de la cohésion du matériau. Elle consiste à incorporer au sol les
liants hydrauliques routiers ou liants hydrocarbonés. Il s’agit dans tous les cas d’augmenter la
cohésion des matériaux en utilisant une réaction chimique provoquée par l’eau et les
matériaux eux-mêmes.
II.2.1. Traitement aux liants hydrauliques
Les liants hydrauliques sont des poudres fines constituées de sels minéraux anhydres réactifs
en présence d’eau. Ils s’hydratent en présence d’eau pour former un matériau solide, véritable
roche artificielle. Le traitement des sols aux liants hydrauliques est une technique qui consiste
à incorporer, au sein du sol, cet élément d’apport avec éventuellement de l’eau et de les
mélanger plus ou moins intimement, jusqu’à l’obtention d’un matériau homogène pour lui
conférer les propriétés nouvelles.
II.2.1.1. Traitement au ciment
Le ciment est utilisé dans le but d’obtenir un développement rapide et durable des résistances
mécaniques et des stabilités à l’eau et au gel. Les réactions du ciment avec un sol consistent
essentiellement en une hydratation des silicates et aluminates de calcium anhydres, avec
Chapitre II.
TECHNIQUES DE STABILISATION EN GEOTECHNIQUE
ROUTIERE
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passage par la phase soluté suivie de la cristallisation des produits hydratés : c’est la prise
hydraulique. Les avantages du traitement au ciment sont :
Augmentation de la résistance du sol et de la durabilité ;
Réduction de la compressibilité et du gonflement ;
Formation d’une couche dure, cohérente et imperméable.
La stabilisation des sols au ciment trouve son application tant pour les couches de surfaces
que pour la zone supérieure de la couche de fondation ou de la sous couche de fondation ou
de la sous couche de routes et chemins de toute nature.
II.2.1.2. Traitement à la chaux
La chaux est obtenue par cuisson de carbonate de calcium pur (CaCO3). Elle se présente sous
deux formes :
Sous forme de chaux vive (CaO) : 3 2CaCO CaO CO (T > 9000C)
Sous forme hydratée (Ca(OH)2) : 2 2( )CaO H O Ca OH + Chaleur.
Compte tenu de ses propriétés, la chaux modifie de façon sensible le comportement des sols
fins argileux ou limoneux, grâce à trois actions distinctes (Puiatti, 2013) :
Une diminution de la teneur en eau : la teneur en eau d’un mélange sol-chaux se
trouve abaissée en raison de :
L’apport de matériaux secs ;
La consommation de l’eau nécessaire à l’hydratation de la chaux (chaux vive) ;
L’évaporation d’eau suite à la chaleur dégagée par la réaction d’hydratation et
par l’aération provoquée par le malaxage.
Des modifications immédiates des propriétés géotechniques du sol : l’incorporation de
la chaux dans un sol argileux, développe une agglomération des fines particules
argileuses en éléments plus grossiers et friables : c’est la floculation.
Les indices de ces réactions sur le mélange sol-chaux sont :
Une diminution de l’indice de plasticité Ip ;
Une augmentation de l’indice portant immédiat IPI ;
Un aplatissement de la courbe Proctor avec diminution de la densité de
l’optimum Proctor, et augmentation de la teneur en eau (matériaux limoneux,
argileux et matériaux évolutifs comme les marnes, schistes, craies,…Ip > 20).
En techniques routières, la chaux est utilisée comme stabilisant ou pour rendre compactable
les sols fins trop humides. Les avantages du traitement à la chaux sont multiples : valorisation
des matériaux médiocres, meilleure gestion des ressources naturelles, réduction du trafic poids
lourds, réduction des immobilisations pour intempéries, diminution de la durée des travaux, et
surtout réduction du coût des travaux.
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II.2.1.3. Traitement aux pouzzolanes
Les pouzzolanes peuvent être à l’état naturel ou artificiel. Les pouzzolanes naturelles sont des
matériaux résultant des émissions explosives de laves lors des phénomènes volcaniques alors
que les pouzzolanes artificielles ne sont que des résidus de combustion du charbon produits
dans les industries et/ou centrales d’incinération. Elles sont utilisées en technique routière
pour améliorer l’état hydrique d’un sol et pour réaliser les assises en graves-pouzzolanes.
II.2.1.4. Traitement aux cendres volantes
Les cendres thermiques produisent des quantités importantes de résidus de combustion, dont
les cendres volantes récupérées par dépoussiérage des fumées, avant l’évacuation dans les
cheminées. Ce sont des matériaux fins (<200 μm) et légers. Ils peuvent être silico-alumineuse
(forte teneur en silice et alumine : propriétés pouzzolaniques) ou sulfo-calciques (forte teneur
en sulfates et chaux : propriétés hydrauliques). En technique routière, ils sont utilisés pour
réaliser les assises en graves-cendres volantes.
II.2.1.5. Traitement aux laitiers (métallurgie)
Dans un haut fourneau, la production de la fonte s’accompagne de celle d’un liquide
surnageant où se retrouve la gangue du minerai combinée aux fondants ajoutés. Ce liquide,
sous-produit de l’industrie sidérurgique est le laitier. En technique routière, le laitier est
principalement utilisé pour la réalisation d’assises en graves-laitiers (Mouton, 1998).
II.2.2. Traitement aux liants hydrocarbonés
Les liants hydrocarbonés sont des matériaux constitués essentiellement d’assemblage
d’atomes de carbone et d’hydrogène qui, au contact de particules solides telles que les
granulats, développent des forces d’adhésion assurant de la sorte une certaine rigidité, des
résistances aux déformations en traction, compression et cisaillement.
Les principaux liants hydrocarbonés sont : le bitume et le goudron. Le bitume est un produit
de distillation des huiles minérales tandis que le goudron provient de la distillation du
charbon. Les graves, si elles ne sont pas trop argileuses, peuvent être stabilisés aux liants
hydrocarbonés. Leur grande stabilité mécanique est assurée par le frottement interne élevé dû
au squelette minéral et par la forte cohésion apportée par le bitume. Les dosages à respecter
varient en fonction du type d’application, de la nature et de la qualité des matériaux à traiter
(2%-8%).
II.2.3. Traitement aux produits chimiques
Certains produits chimiques à base de chloride de calcium, hydroxyde de calcium, silicates,
enzymes, polymers, sont utilisés en construction routière pour améliorer la capacité portante
des sols (Bakar et al, 2014) . On les trouve aux marchés sous les noms commerciaux : Probase
TX-85 (produit du « Probase manufacturing Sdn.Bhd. Company », Malaysia), Termite Saliva
(produit du « Norwood hall Pty Ltd », Australia), Renolith (produit du « Renolith technology
Corporation », Thailand), Perma-Zyme (Produit du « Global Zyme », Thailand), Con-Aid
Synthèse bibliographique
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
18
(produit du « Con-Aid Asia Co. Ltd », Thailand), ANSS (produit du « solid Environmental
solutions », Israel), etc.
II.2.4. Traitement mixte
Le traitement mixte consiste à améliorer la qualité d’un sol par combinaison de deux ou
plusieurs stabilisants en vue d’atteindre les performances mécaniques souhaitées. Il existe
plusieurs combinaisons mais la plus utilisée est celle de la chaux-ciment : Dans le cas où le
sol est humide (on préconise la chaux), et peu argileux (on préconise le ciment), on utilise
d’abord la chaux à faible dose (0.5 à 2%) et ensuite le ciment, ces liants ayant une action
complémentaire. Le traitement préalable à la chaux par son action d’assèchement immédiate
du sol amène celui-ci à un état optimal pour la stabilisation au ciment. (Génie Hippique, 2004)
II.3. STABILISATION MECANIQUE
La stabilisation mécanique consiste en l’amélioration du squelette granulaire d’un sol par
l’ajout d’un matériau afin d’augmenter les possibilités de compactage et la résistance d’un sol.
Les techniques de stabilisation mécaniques les plus connues sont : ajout d’un sol fin à un sol
grenu, ajout d’un sol grenu (ou une fraction) à un sol fin, élimination des fines ou éléments
grossiers d’un sol, la lithostabilisation et l’utilisation des géosynthétiques.
II.3.1. Ajout d’un sol fin à un sol grenu
C’est une méthode utilisée en technique routière pour stabiliser les granulats concassés non
plastique. Les propriétés cohésives des sols fins servent à unifier le mélange ce qui augmente
la plasticité et la résistance du sol. Le principe en est que les éléments fins en faible
proportion vont remplir les vides entre les éléments grossiers, et en présence d’eau, ils vont
jouer le rôle de liant.
II.3.2. Ajout d’un sol grenu (ou une fraction granulaire) à un sol fin
Ajout du sable et/ou cailloux à un sol fin sert à donner du squelette à ce dernier, ce qui
augmente les performances mécaniques. La technique est utilisée surtout pour les plateformes
argileuses.
II.3.3. Eliminations des fines et/ ou éléments grossiers d’un sol
L’élimination des fines et/ou éléments grossiers d’un sol est une méthode utilisée pour
améliorer la granulométrie et la portance d’un sol. L’opération est coûteuse ce qui limite son
emploi.
II.3.4. Lithostabilisation
La lithostabilisation est une forme de stabilisation mécanique d’une latérite de qualité
médiocre par adjonction de concassés (pourcentage souvent supérieure à 10%). Son objectif
principal est d’obtenir du mélange un matériau présentant de meilleures performances
géotechniques (essentiellement la portance). Les concassés souvent utilisés sont les concassés
de granite, de basalte, de grès et de silexite.
Synthèse bibliographique
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
19
II.3.5. Utilisation des géosynthétiques
Le recours aux propriétés des géosynthétiques pour les infrastructures routières appartient aux
techniques d’avant-garde car les géosythétiques améliorent de manière significative le
comportement mécanique des sols meubles ou mou. Du fait de leurs capacités à se déformer
et leur grande résistance mécanique il est possible d’associer le comportement de certains sols
à celui des tissus pour obtenir un sol au comportement spécifique.
Les géosynthétiques de renforcement utilisés dans les couches de chaussée sont
essentiellement des géogrilles, géotextiles et géocomposites en polymère (Watn, 2011). Le
renforcement est installé dans la structure de chaussée sous, et parfois dans, les couches de
base, la couche de fondation, la couche de forme ou le sol support stabilisé. Son rôle consiste
à augmenter significativement la capacité portante du sol mou en répartissant les charges dues
au trafic sur une surface plus large ce qui résulte en une réduction de la pression appliquée sur
le sol mou et donc à moins de déformations lors de la construction et pendant la durée de
service. En technique routière, les géosynthétiques sont employés soit pour la construction de
routes nouvelles, soit pour la réhabilitation et la mise à niveau de routes existantes. Ils
permettent :
un meilleur compactage,
des économies des matériaux d’apport,
une augmentation et protection de la capacité portante,
un contrôle du tassement différentiel et des remontées des fissures,
d’éviter l’interpénétration du sol naturel avec les agrégats (rôle de séparation) et de
conserver intégralement les propriétés des matériaux d’apport.
Les méthodes de dimensionnement des ouvrages ainsi renforcés sont nonobstant loin d’être
parfaites et des efforts de recherches importants sont encore à réaliser, notamment sur la
résistance au poinçonnement des géotextiles.
II.4. CHOIX DES STABILISANTS
Quelques fois, plusieurs stabilisants donnent de bons résultats, mais l’un peut être mieux
adapté que les autres. Quelques facteurs influençant le choix (sélection) d’un stabilisant sont :
Exigences techniques (performances souhaitées) ;
Conditions du site (mise en œuvre) ;
Temps ;
Disponibilité du stabilisant ;
Economie ;
Résultats des tests au laboratoire (type du sol) :
Synthèse bibliographique
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
20
Tableau 2: guide pour le choix d’un stabilisant
(Overseas Road Notes 31, 4th
edition).
II.5. CARACTERISTIQUES DES MATERIAUX STABILISES
La stabilisation du sol est l’un des meilleurs procédés de construction de différentes couches
de chaussées. Selon UNESCO (2009), la caractéristique importante de la stabilisation au
ciment et à la chaux, est que la résistance assez élevée que l’on obtient avec les sols secs et
compactés se retrouve avec les sols stabilisés même lorsqu’ils sont soumis à l’eau. Surtout
avec le ciment, les mélanges peuvent aussi atteindre des résistances qui dépassent beaucoup
celles des sols secs compactés. Les résistances élevées ne constituent pas forcément un
avantage, car elles s’accompagnent d’un retrait et d’une fissuration qui résultent de tension
interne. Ainsi, la proportion normale nécessaire de ciment ou de chaux va de 3 à 7% du poids
de sol.
Avec la stabilisation à la chaux, la présence d’éléments argileux est nécessaire dans le sol
pour permettre la réaction de stabilisation. Le sol doit contenir au moins 15% d’éléments fins
(passant par le tamis de 0.080mm) et avoir un indice de plasticité d’au moins 10%. Avec le
ciment, on peut stabiliser le sol qu’il soit plastique ou non. On juge des possibilités de
stabilisation d’un sol au ciment ou à la chaux sur le résultat des essais au laboratoire. L’essai
de base est l’essai de mouillage-séchage. Pour le dimensionnement, on fait en général appel à
l’essai CBR avec les sols graveleux, et on utilise plutôt l’essai de compression simple sur les
sols plus fins.
Le traitement au bitume trouve son emploi principal dans la stabilisation des sols sableux. Sa
fonction consiste à assurer la cohésion qui fait défaut dans ces sols non plastiques. Dans ce
domaine, on obtient les meilleurs résultats avec des sables bien calibrés dans lesquels les
éléments fins ne sont pas plastiques et ne dépassent pas 10%. Avec certains sables, il peut être
nécessaire de chauffer le matériau et d’utiliser les bitumes durs, afin d’obtenir une stabilité
suffisante. En général, les proportions de bitume nécessaire se situent entre 4 et 6%, les plus
fortes proportions correspondant aux sables plus fins.
Synthèse bibliographique
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
21
Tous les sols stabilisés doivent être protégés par un revêtement bitumineux. Sans cette
protection, ils seront rapidement usés par la circulation. Avec les sols stabilisés au ciment et à
la chaux, la première chose à faire est une imprégnation avec un cut-back fluide. Cette
imprégnation peut également favoriser la stabilisation du sol en empêchant l’évaporation.
II.6. CONCLUSION
Il existe plusieurs techniques de stabilisation en géotechnique routière. Compte tenu de la
disponibilité des stabilisants, le présent travail se limite à l’amélioration du sol au ciment
portland, à la chaux vive et à la latérite.
Etude au laboratoire
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22
Deuxième Partie :
ETUDE AU LABORATOIRE
Etude au laboratoire
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23
I.1. INTRODUCTION
La reconnaissance des caractéristiques géotechniques d’un sol passe par un certain nombre
d’essais au laboratoire. Ces essais ont pour but d’identifier, pour un sol, les 3 paramètres
essentiels : nature, comportement mécanique et état hydrique. Le sol utilisé, sujet de la
présente recherche, est un sol provenant du site de 2iE Kamboinsé. La photo ci-dessous
montre son apparence physique.
Figure 2: échantillon type du sol à étudier
Le chapitre présente les résultats des essais d’identification du sol (Analyse granulométrique,
limites d’Atterberg, Equivalent de sable, Essai au bleu de méthylène, Teneur en matières
organiques) ainsi que ceux des essais de portance (Proctor modifié et CBR après 4 jours
d’immersion).
I.2. ESSAIS D’IDENTIFICATION
Les essais de laboratoire qui ont pour but de déterminer les paramètres de nature d’un sol (la
granularité et l’argilosité) sont :
1) Analyse granulométrique ;
2) Limites d’Atterberg ;
3) Equivalent de sable ;
4) Essai au bleu de méthylène ;
5) Teneur en matière organique.
(Voir en annexe I, les modes opératoires).
Chapitre I.
ETUDE DES CARACTERISTIQUES GEOTECHNIQUES DU SOL
NATUREL
Etude au laboratoire
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24
I.2.1. ANALYSE GRANULOMETRIQUE
Principe et méthode
a) Analyse granulométrique par tamisage
L’analyse granulométrique par tamisage est un procédé par lequel on détermine la proportion
de différents constituants solides d’un matériau grenu en fonction de leur grosseur à l’aide de
tamis emboités les uns sur les autres, dont les dimensions des ouvertures sont décroissantes du
haut vers le bas. Les pourcentages des refus et/ou passants ainsi obtenus sont exprimés sous
forme d’une courbe granulométrique qui donne un certain nombre d’indicateurs permettant de
caractériser la distribution granulométrique du matériau. La préparation de l’échantillon et le
tamisage fait selon mode opératoire NF P 18-560.
b) Analyse granulométrique par sédimentométrie
L’analyse granulométrique par sédimentométrie intervient dans le cadre de l’analyse
granulométrique des fines d’un sol car l’utilisation des tamis pour les grains de Ф < 0.080mm
est physiquement impossible. La préparation de l’échantillon et la sédimentation se fait selon
le mode opératoire NF P 94-093.
Résultats
L’analyse granulométrique a été effectuée à partir d’un échantillon de 1000g et les résultats
sont présentés par la courbe granulométrique ci-dessous :
Figure 3: courbe granulométrique du sol naturel
(Feuille de calcul, annexe II).
Les paramètres recherchés sont le coefficient d’uniformité de Hazen (Cu), le coefficient de
courbure (Cc) et le module de finesse.
60
10
0.4200
0.002
DCu
D
Etude au laboratoire
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25
2 2
30
10 60
( ) (0.057)4.06
* 0.002*0.4
DCc
D D
Module de finesse : 1.81
%fines : 39.4%
Les résultats de l’analyse granulométrique montrent que le sol est à granulométrie étalé,
présentant beaucoup d’éléments fins.
I.2.2. LIMITES D’ATTERBERG
Principe et méthode
a) Limite de liquidité
La limite de liquidité (Wl) est la teneur en eau du sol au passage de l’état plastique à l’état
liquide visqueux. Le sol atteint la limite de liquidité lorsque la coupelle de Casagrande
tombant d’une hauteur de 10 mm, doit frapper la base 25 fois pour refermer, sur une distance
de 13 mm, une rainure qui a été pratiquée dans l’échantillon de sol qu’elle contient. L’essai se
fait sur la fraction 0/0.4mm d’un échantillon représentative de sol totalement remanié. La
préparation de l’échantillon et l’exécution de l’essai se fait selon le mode opératoire NF P 94-
051.
b) Limite de plasticité
La limite de plasticité (Wp) est la teneur en eau du sol au passage de l’état semi solide à l’état
plastique (flexible). Le sol atteint la limite de plasticité lorsqu’un rouleau de terre d’environ 3
mm de diamètre par 15 à 20 cm de long commence à se fissurer lorsqu’on le soulève de 15 à
20mm. L’essai se fait sur la fraction 0/0.4mm d’un échantillon représentative de sol
totalement remanié. La préparation de l’échantillon et l’exécution de l’essai se fait selon le
mode opératoire NF P 94-051.
Résultats
Les limites d’Atterberg ont été effectuées à partir d’un échantillon de 300g et les résultats sont
les suivantes :
Figure 4: résultats limite de liquidité
20%
21%
22%
23%
10 100
ω e
n %
Nombre de coups N
Etude au laboratoire
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Limite de liquidité : 21.2%lw
Limite de plasticité : 14.3%pw
Indice de plasticité : 6.9%pI
Indice de consistance : 21.2% 1.4%
2.87%6.9%
cI
(Feuille de calcul et graphe, annexe III).
Selon le diagramme de plasticité (en annexe IV), les résultats obtenus montrent que le sol est
limoneux peu plastique.
I.2.3. EQUIVALENT DE SABLE
Principe et méthode
L’équivalent de sable est un essai qui consiste à mesurer la proportion d’éléments argileux
dans le sable. En présence d’une solution de glycérine, formaldéhyde et de chlorure de
calcium, l’argile flocule et, après un temps de mise au repos donnée, on mesure la hauteur de
la partie sableuse sédimentée et la hauteur du floculat. La préparation de l’échantillon
et l’exécution de l’essai se fait selon le mode opératoire NF P 18-598.
Résultats
L’équivalent de sable (ES) est calculé selon la formule :
( )*100
( )
H sableES
H sable floculat
L’essai a été effectué sur un échantillon de 120g et les résultats sont présentés dans le tableau
suivant :
Tableau 3: résultats d’essai équivalent de sable
Etude au laboratoire
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27
Les résultats de l’essai équivalent de sable piston et à vue sont inférieures à 60 ce qui veut
dire que le sol est un sable argileux.
I.2.4. ESSAI AU BLEU DE METHYLENE
Principe et méthode
La valeur de bleu de méthylène d’un sol (VBS) constitue un paramètre d’identification qui
mesure globalement la quantité et l’activité de la fraction argileuse contenue dans le sol.
L’essai se fait en ajoutant progressivement différentes quantités de bleu de méthylène et en
contrôlant l’adsorption après chaque ajout. Le résultat est positif lorsqu’une auréole bleu
claire persistante se produit à la périphérie de la tache déposé sur un papier filtre. La
préparation de l’échantillon et l’exécution de l’essai se fait selon le mode opératoire NF P 94-
068.
Résultats
L’essai a été effectué à partir d’un échantillon de 60g, la masse du bleu introduite était de
60cm3.
0
60* *100 *0.879 0.88
60
BVBS C
m
(Feuille de calcul, annexe V).
La VBS est comprise dans l’intervalle [0.2, 2.5]. Cela veut dire que le sol est limoneux (peu
plastique et sensible à l’eau).
I.2.5. TENEUR EN MATIERES ORGANIQUES
Principe et méthode
La détermination de la teneur en matière organique d’un sol passe par deux étapes : la
détermination de la teneur en eau suivi de la détermination de la teneur en matière organique.
On prélève une masse quelconque qu’on met dans l’étuve pendant 24h à 1050C, puis la masse
sèche obtenue est brulée pour éliminer tout ce qui est matière organique.
Résultats
La détermination de la teneur en matière organique a été faite sur 3 échantillons de 500g
chacun et les résultats sont présentés dans le tableau suivant :
Etude au laboratoire
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Tableau 4: résultats d’essai de détermination de la teneur en matières organiques
Numéro Tare 1 2 3
Poids total humide (g) 500,08 500,06 500,05
Poids total sec (g) 493,35 493,21 493,23
Quantité d'eau (g) 6,73 6,85 6,82
Teneur en eau (%) 1,36 1,39 1,38
Teneur en eau moyenne (%) 1,38
Poids total brulé 468,98 469,62 468,47
Quantité de MO 24,37 23,59 24,76
Teneur en MO (%) 5,20 5,02 5,29
Teneur en MO moyenne (%) 5,17
La teneur en matière organique du sol étant de 5.17% (3% 10%MO ), selon la
classification des sols organiques (LCPC, 1974), le sol est faiblement organique.
I.2.6. POIDS SPECIFIQUE
Principe
Le poids spécifique d’un granulat ou d’un échantillon de sol est déterminé à l’aide d’un
Pycnomètre à l’air. Le pycnomètre à l’air est considéré comme 2 enceintes volumiques
communiquant entre elles par une soupape chaque enceinte ayant son propre volume et sa
propre pression. L’essai est basé sur la loi de Boyle-Mariotte appliquée à l’air contenu dans le
pycnomètre ( 1 1 2* * *atmP V P V P V ).
Résultats
Le poids spécifique a été déterminé à partir d’un échantillon de 750.08g et 351.87 ml d’eau.
Les trois valeurs de pression lues au Pycnomètre à l’air sont : 8.00, 7.95, 8.05 mWs.
ss
lu eau
W
V V
avec
4.4174*1214.7465
1lu
PV
P
; 8P
3750.082.78 /
621.707 351.87s KN m
Etude au laboratoire
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29
I.3. ESSAIS DE PORTANCE
Les essais de portance ont pour but la détermination de l’état hydrique d’un sol. On range
parmi ceux-ci l’essai Proctor modifié et l’essai CBR après 4 jours d’immersion. (Voir en
annexe I, les modes opératoires).
I.3.1. PROCTOR MODIFIE
Principe
Le but de l’essai est de déterminer la masse volumique optimale sèche d’un matériau et sa
teneur en eau correspondante. L’essai s’applique sur la fraction inférieure à 20 mm et consiste
à humidifier un matériau à au moins cinq teneurs en eau et à le compacter dans un moule
selon un procédé et une énergie définis. On détermine pour chaque teneur en eau la masse
volumique sèche du matériau. La préparation de l’échantillon et l’exécution de l’essai se fait
selon le mode opératoire NF P 94-093.
Résultats
Les résultats de l’essai Proctor modifié sont représentés par la courbe suivante :
Figure 5: courbe Proctor modifié
Teneur en eau (%) : 7
Densité sèche (g/cm3) : 2.03
(Feuille de calcul, annexe VI).
I.3.2. ESSAI CBR à 4 jours d’immersion
Principe
L’essai CBR consiste à mesurer les forces à appliquer sur un poinçon cylindrique pour le faire
pénétrer à vitesse constante (1.27mm/min) dans une éprouvette de matériau. Il a pour but
déterminer un indice (Indice CBR) permettant de calculer grâce à des abaques, l’épaisseur des
Etude au laboratoire
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30
couches de fondation nécessaires à la constitution d’une chaussée en fonction : du sous-sol
sous-jacent, du trafic et des charges par essieu prévus, des conditions hydriques futurs que
subira cette route. L’essai CBR après 4 jours d’immersion mesure la résistance au
poinçonnement d’un sol compacté à différentes teneurs en eau puis immergé pendant 4 jours.
Il caractérise l’évolution de la portance d’un sol compacté et/ou soumis à des variations de
régime hydrique. La préparation de l’échantillon et l’exécution de l’essai se fait selon le mode
opératoire NF P 94-078.
Résultats
Les résultats de l’essai CBR à 4 jours d’immersion sont représentés dans le tableau suivant :
Tableau 5: résultats d’essai CBR à 4 jours d’immersion
(Feuille de calcul et graphe, annexe VII).
I.4. CONCLUSION
D’après les résultats des essais d’identification, le sol sujet de la recherche est un sol silteux
(A-4). Les essais de portance montrent que le sol est de faible capacité portante (CBR à 95%
de l’OPM < 10) d’où la nécessité d’une étude d’amélioration de ses performances mécaniques
pour une utilisation en géotechnique routière.
Teneur en eau %
Moulage Essai
10 coups 9 1,92 7,2 11,2
25 coups 15 2 7,2 9,5
56 coups 29 2,12 7,2 9,1
Nombre de
coups
Densité
sèche
ESSAI DE PORTANCE CBR
Gonflement
g (%)
CBR
0,019
CBR (90%) = - CBR (95%) = 9,5 CBR (98%) = 15
Etude au laboratoire
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31
I.1. INTRODUCTION
Il existe plusieurs techniques d’amélioration de la capacité portante du sol (Voir 2ième
Partie,
chapitre II). Selon les résultats des tests au laboratoire et la disponibilité des stabilisants, il
sera étudié l’évolution de la portance du sol stabilisé au ciment, à la chaux et à la latérite. Le
principe général est d’incorporer au sol un certain pourcentage de stabilisant, et voir les
résultats d’essai Proctor Modifiée suivi de l’essai CBR à 4 jours d’immersion.
II.2. TRAITEMENT AU CIMENT
Le ciment incorporé à un sol développe un réseau de liaisons entre les grains qui le
composent. La réaction d’hydratation du ciment présente l’avantage d’une évolution rapide,
ce qui permet d’obtenir les résistances mécaniques nécessaires dans un délai court. Dans ce
présent travail, l’amélioration du sol se fera au ciment portland connu sous le nom
commercial de « CIMFASO », les dosages d’expérimentation seront de 1%, 2% et 3%.
II.2.1. Traitement à 1% ciment
La stabilisation du sol à 1% de ciment a donné les résultats suivants :
Essai Proctor modifié
Les résultats de l’essai Proctor modifié sont représentés par la courbe suivante :
Figure 6: courbe Proctor modifié du sol stabilisé à 1% de ciment
Densité sèche (g/cm3) : 2.17
Teneur en eau (%) : 6.9
(Feuille de calcul, annexe VIII).
Chapitre II.
ETUDE D’AMELIORATION DE LA PORTANCE DU SOL NATUREL
Etude au laboratoire
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32
Essai CBR
Les résultats de l’essai CBR à 4 jours d’immersion sont représentés dans le tableau suivant :
Tableau 6: résultats d’essai CBR du sol stabilisé à 1% de ciment
(Feuille de calcul et graphe, annexe IX).
II.2.2. Traitement à 2% ciment
La stabilisation du sol à 2% de ciment a donné les résultats suivants :
Essai Proctor Modifié
Les résultats de l’essai Proctor modifié sont représentés par la courbe suivante :
Figure 7: courbe Proctor modifié du sol stabilisé à 2% de ciment
Densité sèche (g/cm3) : 2.21
Teneur en eau (%) : 6.8
(Feuille de calcul, annexe X).
Teneur en eau %
Moulage Essai
10 coups 45 1,86 6,9 12,2
25 coups 102 2,06 6,9 8,1
56 coups 146 2,18 6,9 7,5
0,004
CBR (90%) = 68 CBR (95%) = 101 CBR (98%) = 122
Nombre de
coups
Densité
sèche
ESSAI DE PORTANCE CBR @ 1%ciment
Gonflement
g (%)
CBR
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Essai CBR
Les résultats de l’essai CBR à 4 jours d’immersion sont représentés dans le tableau suivant :
Tableau 7: résultats de l’essai CBR du sol stabilisé à 2% de ciment
(Feuille de calcul et graphe, Annexe XI).
II.2.3.Traitement à 3% ciment
La stabilisation du sol à 3% de ciment a donné les résultats suivants :
Essai Proctor modifié
Les résultats de l’essai Proctor modifié sont représentés par la courbe suivante :
Figure 8: courbe Proctor modifié du sol stabilisé à 3% de ciment
Densité sèche (g/cm3) : 2.24
Teneur en eau (%) : 7.5
(Feuille de calcul, annexe XII).
Teneur en eau %
Moulage Essai
10 coups 68 1,96 5,4 11,8
25 coups 110 2,09 5,4 10,7
56 coups 137 2,19 5,4 9,1
0,003
CBR (90%) = 80 CBR (95%) = 114 CBR (98%) = 132
Nombre de
coups
Densité
sèche
ESSAI DE PORTANCE CBR @ 2%ciment
Gonflement
g (%)
CBR
Etude au laboratoire
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Essai CBR
Les résultats de l’essai CBR à 4 jours d’immersion sont représentés dans le tableau suivant :
Tableau 8: résultats de l’essai CBR du sol stabilisé à 3% de ciment
(Feuille de calcul et graphe, Annexe XIII).
II.2.4. Résultats du traitement au ciment
Les résultats du traitement au ciment sont représentés dans le tableau suivant :
Tableau 9: résultats du traitement au ciment
II.3. TRAITEMENT A LA CHAUX
L’incorporation d’un pourcentage limité de chaux vive dans un sol humide provoque des
effets immédiats (assèchement et floculation des particules argileuses) et des effets à terme
(augmentation de la résistance à la compression simple, de l’indice CBR et de la stabilité au
gel). La stabilisation du sol à la chaux vive a été effectuée aux dosages de 2%, 4% et 6%.
II.3.1. Traitement à 2% chaux
La stabilisation du sol à la chaux à 2% a donné les résultats suivants :
Essai Proctor modifié
Les résultats de l’essai Proctor modifié sont représentés par la courbe suivante :
Teneur en eau %
Moulage Essai
10 coups 151,3 2 7,2 10,9
25 coups 180 2,13 7,2 8,1
56 coups 200 2,24 7,2 7,5
0,003
CBR (90%) = 153 CBR (95%) = 178 CBR (98%) = 192
Nombre de
coups
Densité
sèche
ESSAI DE PORTANCE CBR @ 3%ciment
Gonflement
g (%)
CBR
Wopt (%) ɤd (g/cm3) 90%OPM 95%OPM 98%OPM
1% ciment 6,9 2,17 68 101 122
2% ciment 6,8 2,21 80 114 132
3% ciment 7,5 2,24 153 178 192
Dosage (%)Proctor modifié Portance CBR
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Figure 9: courbe Proctor modifié du sol stabilisé à 2% de chaux
Densité sèche (g/cm3) : 2.13
Teneur en eau (%) : 8.3
(Feuille de calcul, annexe XIV).
Essai CBR
Les résultats de l’essai CBR à 4 jours d’immersion sont représentés dans le tableau suivant :
Tableau 10: résultats d’essai CBR du sol stabilisé à 2% de chaux
(Feuille de calcul et graphe, annexe XV).
Teneur en eau %
Moulage Essai
10 coups 14 1,83 8 9,6
25 coups 33 1,97 8 11,7
56 coups 41 2,11 8 13,8
0,019
CBR (90%) = 30 CBR (95%) = 37 CBR (98%) = 40
Nombre de
coups
Densité
sèche
ESSAI DE PORTANCE CBR @ 2%chaux
Gonflement
g (%)
CBR
Etude au laboratoire
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36
II.3.2. Traitement à 4% chaux
La stabilisation du sol à la chaux à 4 % a donné les résultats suivants :
Essai Proctor modifié
Les résultats de l’essai Proctor modifié sont représentés par la courbe suivante :
Figure 10: courbe Proctor modifié du sol stabilisé à 4% de chaux
Densité sèche (g/cm3) : 2.15
Teneur en eau (%) : 8.5
(Feuille de calcul, annexe XVI).
Essai CBR
Les résultats de l’essai CBR à 4 jours d’imbibition sont représentés dans le tableau suivant :
Tableau 11: résultats d’essai CBR du sol stabilisé à 4% de chaux
(Feuille de calcul et graphe, annexe XVII).
Teneur en eau %
Moulage Essai
10 coups 17 1,73 7,1 8,6
25 coups 48 2,03 7,1 9,6
56 coups 51 2,12 7,1 11,5
0,012
CBR (90%) = 44 CBR (95%) = 48 CBR (98%) = 50
Nombre de
coups
Densité
sèche
ESSAI DE PORTANCE CBR @ 4%chaux
Gonflement
g (%)
CBR
Etude au laboratoire
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37
II.3.3. Traitement à 6% chaux
La stabilisation du sol à 6% de chaux a donné les résultats suivants :
Essai Proctor modifié
Les résultats de l’essai Proctor modifié sont représentés par la courbe suivante :
Figure 11: courbe Proctor modifié à 6% de chaux
Densité sèche (g/cm3) : 2.22
Teneur en eau (%) : 9.5
(Feuille de calcul, annexe XVIII).
Essai CBR
Les résultats de l’essai CBR à 4 jours d’immersion sont représentés dans le tableau suivant :
Tableau 12: résultats d’essai CBR du sol stabilisé à 6% de chaux
(Feuille de calcul et graphe, annexe XIX).
Teneur en eau %
Moulage Essai
10 coups 13 1,73 7,7 1,93
25 coups 20 2,03 7,7 2,07
56 coups 24 2,12 7,7 2,18
0,009
CBR (90%) = 16 CBR (95%) = 21 CBR (98%) = 24
Nombre de
coups
Densité
sèche
ESSAI DE PORTANCE CBR @ 6%chaux
Gonflement
g (%)
CBR
Etude au laboratoire
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38
II.3.4. Résultats du traitement à la chaux
Les résultats du traitement au ciment sont représentés dans le tableau suivant :
Tableau 13: résultats du traitement à la chaux vive
II.4. TRAITEMENT A LA LATERITE
La latérite est une roche résiduelle rougeâtre issue d’un processus d’altération de roches
meubles silico-alumineuses avec départ de la silice et enrichissement relatif en alumine.
Différents essais ont été effectués au laboratoire pour identifier les caractéristiques physico-
mécaniques de la latérite.
Analyse granulométrique
L’analyse granulométrique a été effectuée à partir d’un échantillon de 1000g et les résultats
sont présentés par la courbe granulométrique ci-dessous :
Figure 12: courbe granulométrique de la latérite
Dmax : 16mm
% fines : 28.6
MdF : 2.74
(Feuille de calcul, annexe XX).
D’après les résultats de la courbe granulométrique, la latérite est un sable limoneux peu
graveleux.
Wopt (%) ɤd (g/cm3) 90%OPM 95%OPM 98%OPM
2% chaux 8,3 2,13 30 37 40
4% chaux 8,5 2,15 44 48 50
6% chaux 9,5 2,22 16 21 24
Dosage (%)Proctor modifié Portance CBR
Etude au laboratoire
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39
Limites d’Atterberg
Les limites d’Atterberg ont été effectuées à partir d’un échantillon de 300g et les résultats sont
les suivants :
Figure 13: résultats limite de liquidité
Limite de liquidité : 34.4%lw
Limite de plasticité : 18.4%pw
Indice de plasticité : 16%pI
Indice de consistance : 34.4% 7.01%
1.7%16%
cI
(Feuille de calcul et graphe, annexe XXI).
D’après le diagramme de plasticité, les résultats obtenus montrent la présence des argiles
inorganiques de plasticité moyenne.
Essai Proctor Modifié
Les résultats de l’essai Proctor modifié sont représentés par la courbe suivante :
Etude au laboratoire
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40
Figure 14: courbe Proctor modifié
Densité sèche (g/cm3) : 2.14
Teneur en eau (%) : 10.8
(Feuille de calcul, annexe XXII).
Essai CBR
Les résultats de l’essai CBR à 4 jours d’immersion sont représentés dans le tableau suivant :
Tableau 14: résultats d’essai CBR de la latérite
(Feuille de calcul et graphe, annexe XXIII).
Conclusion
D’après les résultats des essais au laboratoire, la latérite est de type A-2-4 (graviers et sables
silteux) de bonne portance d’où elle peut être utilisée dans l’étude d’amélioration de la
capacité portante du sol naturel. L’étude d’amélioration, objet du paragraphe suivant, se fera
aux dosages de 10%, 30% et 50% de latérite.
Teneur en eau %
Moulage Essai
10 coups 9 1,88 3,4 9,7
25 coups 46 2,06 3,4 11,6
56 coups 73 2,23 3,4 15,5
Nombre de
coups
Densité
sèche
ESSAI DE PORTANCE CBR, latérite
Gonflement
g (%)
CBR
0
CBR (90%) = 21 CBR (95%) = 40 CBR (98%) = 52
Etude au laboratoire
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41
II.4.1 Traitement à 10% de latérite
La stabilisation du sol à 10% de latérite a donné les résultats suivants :
Essai Proctor modifié
Les résultats de l’essai Proctor modifié sont représentés par la courbe suivante :
Figure 15: courbe Proctor modifié du sol stabilisé à 10% de latérite
Densité sèche (g/cm3) : 2.34
Teneur en eau (%) : 7.5
(Feuille de calcul, annexe XXIV).
Essai CBR
Les résultats de l’essai CBR à 4 jours d’immersion sont représentés dans le tableau suivant :
Tableau 15: résultats d’essai CBR du sol stabilisé à 10% de latérite
(Feuille de calcul et graphe, annexe XXV).
Teneur en eau %
Moulage Essai
10 coups 6 2,09 6 9
25 coups 9 2,15 6 8,7
56 coups 13 2,32 6 7,4
Nombre de
coups
Densité
sèche
ESSAI DE PORTANCE CBR @10% latérite
Gonflement
g (%)
CBR
0,005
CBR (90%) = 6 CBR (95%) = 10 CBR (98%) = 13
Etude au laboratoire
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42
I.4.2. Traitement à 30% de latérite
La stabilisation du sol à 30% de latérite a donné les résultats suivants :
Essai Proctor modifié
Les résultats de l’essai Proctor modifié sont représentés par la courbe suivante :
Figure 16: courbe Proctor modifié du sol stabilisé à 30% de latérite
Densité sèche (g/cm3) : 2.20
Teneur en eau (%) : 7.8
(Feuille de calcul, annexe XXVI).
Essai CBR
Les résultats de l’essai CBR à 4 jours d’immersion sont représentés dans le tableau suivant :
Tableau 16: résultats d’essai CBR du sol stabilisé à 30% de latérite
(Feuille de calcul et graphe, annexe XXVII).
II.4.3. Traitement à 50% de latérite
La stabilisation à 50% de latérite a donné les résultats suivants :
Teneur en eau %
Moulage Essai
10 coups 7 1,98 4,6 9,3
25 coups 14 2,13 4,6 8,6
56 coups 24 2,21 4,6 8,3
Nombre de
coups
Densité
sèche
ESSAI DE PORTANCE CBR @30% latérite
Gonflement
g (%)
CBR
0,019
CBR (90%) = 8 CBR (95%) = 13 CBR (98%) = 17
Etude au laboratoire
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43
Essai Proctor modifié
Les résultats de l’essai Proctor modifié sont représentés par la courbe suivante :
Figure 17: courbe Proctor modifié du sol stabilisé à 50% de latérite
Densité sèche (g/cm3) : 2.17
Teneur en eau (%) : 8.4
(Feuille de calcul, annexe XXVIII).
Essai CBR
Les résultats de l’essai CBR à 4 jours d’immersion sont représentés dans le tableau suivant :
Tableau 17: résultats d’essai CBR du sol stabilisé à 50% de latérite
(Feuille de calcul et graphe, annexe XXIX).
II.4.4. Résultats du traitement à la latérite
Les résultats du traitement à la latérite sont représentés dans le tableau suivant :
Teneur en eau %
Moulage Essai
10 coups 11 2,02 5,4 11,5
25 coups 25 2,16 5,4 8,7
56 coups 29 2,27 5,4 7,7
Nombre de
coups
Densité
sèche
ESSAI DE PORTANCE CBR @50% latérite
Gonflement
g (%)
CBR
0,009
CBR (90%) = - CBR (95%) = 18 CBR (98%) = 24
Etude au laboratoire
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44
Tableau 18: résultats du traitement à la latérite
II.5. CONCLUSION
D’après les résultats des essais d’amélioration des performances mécaniques du sol (Essai
Proctor modifié suivi de l’essai CBR à 4 jours d’immersion), on observe que le traitement au
ciment augmente significativement la portance CBR du sol par rapport au traitement à la
chaux et à la latérite ce qui coïncide avec les résultats du « Overseas Road Note 31, 4th
edition, 1993 » qui a montré que le sol ayant plus de 25% des passants au tamis 0.080mm et
indice de plasticité (Ip) inférieur à 10 peut être mieux amélioré au ciment ou à la chaux-
pouzzolane.
Wopt (%) ɤd (g/cm3) 90%OPM 95%OPM 98%OPM
10% latérite 7,5 2,34 6 10 13
30% latérite 7,8 2,2 8 13 17
50% latérite 8,4 2,17 18 24
Dosage (%)Proctor modifié Portance CBR
Etude comparative
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45
Troisième Partie :
ETUDE COMPARATIVE
Etude comparative
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46
I.1. INTRODUCTION
Le chapitre « Analyse comparative des résultats » présente la comparaison des différents
résultats obtenus lors l’amélioration du sol au ciment, à la chaux et à la latérite. Les
graphiques présentés montrent les écarts entre les résultats des essais Proctor modifié ainsi
que les essais CBR à 4 jours d’immersion effectués aux différents dosages.
I.2. ANALYSE COMPARATIVE DES RESULTATS DE LA DENSITE SECHE
L’analyse comparative des résultats de la densité sèche a pour objectif de voir l’évolution de
densité sèche en fonction de différents dosages en stabilisants.
I.2.1. Evolution de la densité sèche au traitement au ciment
L’évolution de la densité sèche du sol amélioré au ciment est représentée par la courbe
suivante :
Figure 18: densité sèche en fonction du dosage en ciment
La densité sèche augmente fortement avec l’amélioration du sol au ciment. Cette
augmentation est due essentiellement à la propriété de prise hydraulique du ciment ce qui fait
que le mélange sol-ciment soit très cohérent et dur.
2
2,05
2,1
2,15
2,2
2,25
0 1 2 3 4
Den
sité
sèc
he
(g/c
m3)
Ciment (%)
Ciment
Ciment
Chapitre I.
ANALYSE COMPARATIVE DES RESULTATS
Etude comparative
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47
I.2.2. Evolution de la densité sèche au traitement à la chaux
L’évolution de la densité sèche du sol amélioré à la latérite est représentée par la courbe
suivante :
Figure 19: densité sèche en fonction du dosage en chaux vive
La densité sèche augmente avec l’amélioration du sol à la chaux. Cette augmentation est due
essentiellement à la propriété de floculation de la chaux ce qui fait que le mélange sol-chaux
soit cohérent, dense.
I.2.3. Evolution de la densité sèche au traitement à la latérite
L’évolution de la densité sèche du sol amélioré à la latérite est représentée par la courbe
suivante :
Figure 20: densité sèche en fonction du dosage en latérite
La densité sèche augmente jusqu’au dosage de 10% au-delà duquel elle diminue
progressivement. Cette diminution est due à l’absence de la réaction chimique sol-latérite.
2
2,05
2,1
2,15
2,2
2,25
0 2 4 6 8
Dn
sité
sèc
he
(g/c
m3)
Chaux vive (%)
Chaux
Chaux
2
2,05
2,1
2,15
2,2
2,25
2,3
2,35
0 10 20 30 40 50 60
Den
sité
sèc
he
(g/c
m3)
Latérite (%)
Latérite
Latérite
Etude comparative
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48
I.2.4. Analyse comparative de la densité sèche en fonction des trois stabilisants
L’évolution de la densité sèche du sol amélioré au ciment, à la chaux et à la latérite aux
différents dosages est représentée par la figure suivante :
Figure 21: évolution de la densité sèche du sol naturel, sol amélioré au ciment, à la chaux
et à la latérite
Figure 22: diagramme d’évolution de la densité sèche en fonction des différents dosages
Observation : La valeur maximale de la densité sèche a été obtenue au dosage de 10% de
latérite (2.34g/cm3), quant à la valeur minimale, c’est au dosage de 2% de chaux (2.13g/cm
3).
2
2,05
2,1
2,15
2,2
2,25
2,3
2,35
0% 0% 0%
1%
2%
3%
2% 4%
6%
10%
30%
50%
Den
sité
sèc
he
(g/c
m3)
Dosage (%)
Sol Naturel
Ciment
Chaux
Latérite
Etude comparative
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49
I.2.5. Analyse comparative de la densité sèche en fonction de la teneur en eau
L’analyse comparative de la densité sèche maximale en fonction de la teneur en eau optimale
est représentée par la figure suivante :
Figure 23: densité sèche en fonction de la teneur en eau de mouillage
Observation : la chaux est consommatrice d’eau, puis la chaux et en fin le ciment.
I.3. ANALYSE COMPARATIVE DE LA PORTANCE CBR
I.3.1. Evolution de la portance CBR avec l’amélioration au ciment
L’évolution de la portance CBR du sol amélioré au ciment est représentée par la courbe
suivante :
Figure 24: évolution de la portance CBR en fonction du dosage en ciment
La portance CBR augmente fortement avec le dosage en ciment grâce à sa propriété de prise
hydraulique ce qui fait que le mélange sol-ciment soit très cohérent et dur.
6
6,5
7
7,5
8
8,5
9
9,5
10
2,1 2,15 2,2 2,25 2,3 2,35 2,4
Ten
eur
en e
au
(%
)
Densité sèche (g/cm3)
Ciment
chaux
laterite
9
59
109
159
209
0 1 2 3 4
CB
R @
95%
OP
M
Dosage en ciment (%)
Ciment
Ciment
Etude comparative
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50
I.3.2. Evolution de la portance CBR avec l’amélioration à la chaux
L’évolution de la portance CBR du sol amélioré à la chaux est représentée par la courbe
suivante :
Figure 25: évolution de la portance CBR en fonction du dosage en chaux
La portance CBR du sol amélioré à la chaux augmente jusqu’au dosage de 4% de chaux au-
delà duquel elle décroit progressivement.
I.3.3. Evolution de la portance CBR avec l’amélioration à la latérite
L’évolution de la portance CBR du sol amélioré à la latérite est représentée par la courbe
suivante :
Figure 26: évolution de la portance CBR en fonction du dosage en latérite
La portance CBR augmente faiblement avec le traitement à latérite. Cette faible augmentation
est due à l’absence de la réaction chimique sol-latérite ce qui fait que le mélange ne soit pas
très cohérent.
9
19
29
39
49
59
0 2 4 6 8
CB
R @
95%
OP
M
Dosage en chaux vive (%)
Chaux
Chaux
9
11
13
15
17
19
0 10 20 30 40 50 60
CB
R @
95 O
PM
Dosage en latérite (%)
Latérite
Latérite
Etude comparative
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51
I.3.4. Analyse comparative des résultats de la portance CBR à 90% OPM
Les résultats de la portance CBR à 90% OPM du sol naturel, sol amélioré au ciment, à la
chaux et à la latérite sont représentés par la figure suivante :
Figure 27: résultats de la portance CBR à 90% OPM
Observation : la portance CBR augmente fortement avec l’amélioration au ciment. La valeur
maximale est de 153 (3% de ciment), alors que la valeur minimale est de 6 (10% de latérite).
I.3.5. Analyse comparative des résultats de la portance CBR à 95% OPM
Les résultats de la portance CBR à 95% OPM du sol naturel, sol amélioré au ciment, à la
chaux et à la latérite sont représentés par la figure suivante :
Figure 28: résultats de la portance CBR à 95% OPM
1% 2%
3%
2% 4%
6% 10% 30%
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
CB
R @
90%
OP
M
Dosage (%)
Ciment
Chaux
Latérite
0% 0% 0%
1%
2%
3%
2% 4%
6% 10% 30% 50%
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
CB
R @
95%
OP
M
Dosage (%)
Sol naturel
Ciment
Chaux
Latérite
Etude comparative
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52
Observation : la portance CBR augmente fortement avec l’amélioration au ciment. La valeur
maximale est de 178 (3% de ciment), alors que la valeur minimale est de 10 (10% de latérite).
I.3.6. Analyse comparative des résultats de la portance CBR à 98% OPM
Les résultats de la portance CBR à 98% OPM du sol naturel, sol amélioré au ciment, à la
chaux et à la latérite sont représentés par la figure suivante :
Figure 29: résultats de la portance CBR à 98% OPM
Observation : la portance CBR augmente fortement avec l’amélioration au ciment. La valeur
maximale est de 192 (3% de ciment), alors que la valeur minimale est de 13 (10% de latérite).
I.4. CONCLUSION
L’amélioration du sol au ciment augmente significativement la portance CBR du sol par
rapport à l’amélioration du sol à la chaux vive et à la latérite. Un grand écart observé entre les
résultats est due à la propriété de prise du ciment ce qui fait que le mélange sol-ciment soit
très dur par rapport au mélange sol-chaux ou sol-latérite.
0% 0% 0%
1% 2%
3%
2% 4%
6% 10% 30%
50%
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
CB
R @
98 O
PM
Dosage (%)
Sol naturel
Ciment
Chaux
Latérite
Etude comparative
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53
II.1. INTRODUCTION
L’objectif principale d’une étude d’amélioration des sols en géotechnique routière est de
pouvoir les conférer les caractéristiques nouvelles requises pour une utilisation en couches de
chaussées : Remblai/Terrassement, couche de forme, couche de fondation et couche de base.
Le chapitre présente les domaines d’application du sol stabilisé ainsi que la méthode
d’exécution.
II.2. DOMAINES D’APPLICATION
En technique de construction, le traitement des sols pour une utilisation ou réutilisation
s’applique à de nombreux domaines : routes, autoroutes, lignes à grandes vitesse, plates-
formes portuaires, aéroportuaires, industrielles et commerciales, valorisation de co-produits
de carrière, digues, etc. C’est une technique simple, efficace mais réservée à des entreprises
spécialisées.
Dans le cas des sols fins, comme les limons et argiles, des graves et sables fortement argileux,
humides, le traitement à la chaux est adapté pour l’utilisation en remblai ou pour
l’amélioration de portance de la partie supérieure des terrassements, grâce essentiellement à
ses effets immédiats (assèchement et floculation des éléments fins). Il est utilisé pour assécher
les sols et les remblais routiers de faible portance et les rendre praticables par les véhicules et
engins de terrassement en toute saison. Il peut être utilisé aussi en assise de chaussée : le
traitement en place et à la chaux des assises de chaussées est une solution économique,
utilisée en voirie légère (lotissement, centres commerciaux). La structure obtenue est dotée
d’une certaine souplesse, qui rend la chaussée peu sensible aux variations dimensionnelles
d’origine thermique et prévient l’apparition de fissures. Dans le cas des matériaux peu
argileux, il n’est pas conseillé d’utiliser le traitement à la chaux pour réduire la teneur en eau,
car l’amélioration obtenue n’est alors que temporaire et ne modifie en rien la nature du
matériau. Ainsi, pour l’utilisation en remblai, couche de forme, couche de base, voirie à faible
trafic, parkings et air de stockage, chemins dégradés par le gel ou l’eau, le traitement au
ciment ou au Liants Hydrauliques Routiers (LHR) convient plus particulièrement aux sols peu
plastiques ou peu argileux, comme les sables, certains matériaux graveleux ou sablo-
graveleux, les limons calcaires peu plastiques, certains calcaires et certaines craies, etc. La
stabilisation des sols à la latérite est une technique de renforcement du squelette des sols fins.
La présente recherche s’est intéressée à l’amélioration des sols marginaux à la chaux, au
ciment et à la latérite. Selon les résultats obtenus au laboratoire, il a été constaté que le sol ne
peut être utilisé qu’en remblai/terrassement, couche de forme et couche de fondation des
routes à faible trafic. Ci-dessous le tableau récapitulatif des domaines d’applications.
Chapitre II.
DOMAINES D’APPLICATION
Etude comparative
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54
Tableau 19: tableau récapitulatif des domaines d’application du sol amélioré au ciment, à la chaux et à la latérite
Nota :
Le point noir (•) signifie que la condition est remplie, le sol peut être utilisé ;
L’espace vide ( ) signifie que la condition n’est pas remplie, le sol ne peut pas être utilisé ;
On pourra procéder à l’élimination possible des matières organiques avant toute utilisation.
CBR>5 IP < 40 %fines < 40% CBR>20 IP < 40 %fines < 35 CBR > 60;100 IP < 25 %fines < 35 CBR > 160 IP < 15 %fines < 25
CBR(95%OPM) 9 • • • • • • • • (1).
CBR(98%OPM) 15 • • • • • • • • (1).
CBR(95%OPM) 101 • • • • • • • • • • (1),(2),(3).
CBR(98%OPM) 122 • • • • • • • • • • (1),(2),(3).
CBR(95%OPM) 114 • • • • • • • • • • (1),(2),(3).
CBR(98%OPM) 132 • • • • • • • • • • (1),(2),(3).
CBR(95%OPM) 178 • • • • • • • • • • (1),(2),(3).
CBR(98%OPM) 192 • • • • • • • • • • • (1),(2),(3).
CBR(95%OPM) 37 • • • • • • • • • (1),(2).
CBR(98%OPM) 40 • • • • • • • • • (1),(2).
CBR(95%OPM) 48 • • • • • • • • • (1),(2).
CBR(98%OPM) 50 • • • • • • • • • (1),(2).
CBR(95%OPM) 21 • • • • • • • • • (1),(2).
CBR(98%OPM) 24 • • • • • • • • • (1),(2).
CBR(95%OPM) 10 • • • • • • • • • (1),(2).
CBR(98%OPM) 13 • • • • • • • • • (1),(2).
CBR(95%OPM) 13 • • • • • • • • • (1),(2).
CBR(98%OPM) 17 • • • • • • • • • (1),(2).
CBR(95%OPM) 18 • • • • • • • • • (1),(2).
CBR(98%OPM) 24 • • • • • • • • • (1),(2).
30% latérite
50% latérite
6% chaux
4% chaux
2% chaux
1% ciment
Sol naturel
Conclusion
Domaines d'application
10% latérite
3% ciment
2% ciment
(1) Remblai/Terrassement (2) Couche de forme (3) Couche de fondation (4) Couche de baseRésulats
CBRType de stabilisation
Etude comparative
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
55
II.3. METHODE D’EXECUTION
L’exécution des travaux de traitement in situ (traitement du sol en place sans déplacement de
celui-ci) se fait généralement en cinq étapes: préparation du sol, ajustement de l’état hydrique,
épandage, malaxage et compactage.
II.3.1. Préparation du sol
C’est une opération visant à faciliter le malaxage ultérieure. Elle consiste à procéder à
l’ouverture du sol au scarificateur ou au ripper (ameublissement du terrain en place),
l’élimination de l’humus et des matières organiques (racine, terre), enlèvement des grosses
pierres, épierrage au diamètre maximum autorisé et l’aplanissement brut afin que l’engin de
malaxage atteigne une profondeur uniforme.
II.3.2. Ajustement de l’état hydrique
La teneur en eau optimale est indispensable pour obtenir, après compactage du mélange sol-
liant, une densité maximale. Ainsi, il est possible soit d’assécher le sol par brassage
mécanique, soit de l’humidifier avec une arroseuse avec rampes à eau ou systèmes
enfouisseurs.
II.3.3. Epandage
L’épandage de l’agent de traitement se fait à l’aide d’un épandeur apte à respecter le dosage
envisagé. L’épandage doit se faire sur toute la surface à traiter par bandes parallèles
adjacentes, bords à bords ou, mieux avec un recouvrement de quelques centimètres pour
garantir une répartition uniforme. Pour des petits chantiers, l’épandage peut éventuellement se
faire manuellement (agent de traitement en « big bags » ou en sacs). L’opération doit être
menée de façon à réduire au maximum la production de poussière. En cas de précipitations,
l’épandage est arrêté.
II.3.4. Malaxage
Le malaxage s’effectue immédiatement (endéans le 1/4h) après l’épandage pour éviter la
dispersion de l’agent de traitement par le vent (ainsi qu’une perte de réactivité dans le cas de
la chaux). La couche de sol est malaxée d’une façon intensive jusqu’à obtention d’un mélange
homogène sur toute la surface et dans toute l’épaisseur de la couche traitée (couleur et
structure uniforme). Le malaxage s’exécute par bandes longitudinales successives. Chaque
bande recouvre la précédente sur une largeur minimale de 10cm. Ainsi les bandes
longitudinales se coupent suffisamment pour que les lieux d’arrêt du pulvimixeur ne soient
pas des points faibles dans la structure. L’opération est menée de façon à limiter la production
de la poussière.
II.3.5. Compactage
Le compactage des matériaux traités intervient après un éventuel nivellement et réglage. Le
compactage de sol traité demande une attention toute particulière. La couche est compactée à
la densité exigée. Le nombre de passes dépend du type de sol, de l’épaisseur de la couche et
Etude comparative
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
56
du type de compacteur. Le compactage d’une stabilisation en chaux ne peut débuter qu’après
2 à 4 heures selon la fin du malaxage, afin que la chaux ait le temps d’assécher le sol au
maximum. S’il y a risque de pluie, il est obligatoire de fermer légèrement le sol avant toute
préoccupation. Contrairement à la chaux aérienne, le malaxage aux liants hydrauliques doit
être terminé de compacter dans un délai de 4 heures après le malaxage.
II.4. CONCLUSION
La présente recherche s’est limitée à l’amélioration de la portance CBR du sol car c’est une
condition sine qua non pour une utilisation du sol dans les différentes couches de chaussée.
Tenant compte d’autres conditions comme l’indice de plasticité, pourcentage des fines, teneur
en matières organiques,…le sol ne peut être utilisé qu’en remblai/terrassement, couche de
forme et couche de fondation après élimination des matières organiques.
Conclusion et recommandations
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
57
CONCLUSION &
RECOMMANDATIONS
Conclusion et recommandations
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
58
I. CONCLUSION
Durant ce travail, on s’est attaché d’une part, à la recherche des techniques de stabilisation en
géotechnique routière et d’autre part, à leur application au sol de décapage en vue d’améliorer
sa capacité portante pour une utilisation en couches de chaussée.
La recherche documentaire nous a permis d’avoir les caractéristiques requises pour les
matériaux de chaussées et de parcourir toutes les techniques de stabilisation actuellement
utilisés en construction routière. Les essais au laboratoire ont montré que le sol sujet de
recherche est un sol de faible capacité portante (Indice CBR après 4 jours d’immersion égal
à 9 à 95% de l’OPM) d’où la nécessité d’une étude d’amélioration de ses performances
mécaniques. Le traitement au ciment augmente significativement la capacité portante, alors
que pour la chaux vive et la latérite l’effet n’est pas si important. Du point de vue compactage,
les trois techniques améliorent la densité sèche d’où un gain en compacité.
L’étude a montré que le traitement des sols faiblement organique pour une utilisation en
couches de chaussée est possible en vue d’établir la plate-forme de chaussée, couche de forme
et couche de fondation moyennant certaines conditions :
Pour le traitement au ciment, le dosage peut être limité à 3% car un surdosage est
inutile voire néfaste à la résistance du matériau. Les matériaux stabilisés au ciment
doivent être utilisé en couche de base pour éviter que la fondation de la chaussée soit
trop rigide.
Le dosage à la chaux vive doit être limité à 4% car le surdosage diminue fortement la
portance du sol. les matériaux stabilisés à la chaux vive peuvent être utilisés dans tous
les couches mais particulièrement en plate-forme et couche de fondation pour
diminuer la teneur en eau du sol et permettre la circulation des engins de chantier.
La teneur en eau est un élément important de la réussite du traitement. Elle doit être
déterminée avec délicatesse. Plus la teneur en eau augmente, plus la résistance
diminue.
Les avantages écologiques et économiques du traitement des sols sont importants, à savoir : la
limitation des mouvements des camions (évacuation de déblai), la limitation des besoins en
matériaux d’apport ou la valorisation de matériaux de déblais pour la création d’une piste de
chantier efficace et sans risque dû aux intempéries, etc. La technique est simple, efficace mais
réservée à des entreprises spécialisées car moindre erreur conduirait des dégâts importants.
Conclusion et recommandations
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
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II. RECOMMANDATIONS
A la lumière de cette étude, les recommandations suivantes sont nécessaires pour les
recherches ultérieures à poursuivre ou à entreprendre :
Etendre la recherche sur d’autres techniques de stabilisation en géotechnique
routière et expérimenter plusieurs dosages ;
Une étude économique est nécessaire pour compléter l’étude au laboratoire ce qui
permettra une comparaison entre les prix et donc un choix techniquement et
économiquement justifié ;
Etendre la recherche sur plusieurs types de sol et mettre les résultats sous forme de
base de données ce qui permettra une utilisation plus aisée des résultats obtenus ;
Il est nécessaire de vérifier à long terme la portance les matériaux stabilisés car
certains matériaux perdent leur résistance progressivement au fur et à mesure des
temps.
Les essais de Proctor modifié et CBR après 4 jours d’immersion pourront être
complétés par d’autres essais comme essai de compression simple, compression
diamétrale, analyse granulométrique et limites d’Atterberg après compactage, etc.
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
60
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Références bibliographiques
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ANNEXES
Références bibliographiques
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Client : Norme opératoire :
Opérateur :
Date et heure :
Modules
AFNORf tamis mm Refus partiels
Refus
cumulés
% Refus
cumulés
% Passants
cumulésObservations
50 80
49 63
48 50
47 40
46 31,5
45 25
44 20
43 16 15,0 15,0 1,5% 98,5%
42 12,5 8,3 23,3 2,3% 97,7%
41 10 14,5 37,8 3,8% 96,2%
40 8 0,0 37,8 3,8% 96,2%
39 6,3 35,3 73,0 7,3% 92,7%
38 5 21,6 94,6 9,5% 90,5%
37 4 35,9 130,6 13,1% 86,9%
36 3,15 22,7 153,3 15,3% 84,7%
35 2,5 20,4 173,7 17,4% 82,6%
34 2 19,8 193,5 19,3% 80,7%
33 1,6 20,0 213,5 21,3% 78,7%
32 1,25 24,4 237,9 23,8% 76,2%
31 1 22,5 260,4 26,0% 74,0%
30 0,8 25,0 285,4 28,5% 71,5%
29 0,63 38,0 323,4 32,3% 67,7%
28 0,5 36,7 360,1 36,0% 64,0%
27 0,4 34,2 394,3 39,4% 60,6%
26 0,315 48,5 442,8 44,3% 55,7%
25 0,25 43,6 486,4 48,6% 51,4%
24 0,2 30,4 516,8 51,7% 48,3%
23 0,16 24,4 541,1 54,1% 45,9%
22 0,125 24,5 565,6 56,6% 43,4%
21 0,1 18,3 583,9 58,4% 41,6%
20 0,08 22,1 606,0 60,6% 39,4%
ANALYSE GRANULOMETRIQUE PAR TAMISAGE
Memoire M2 GC
Honoré TUYISHIME
Echantillon : Sol Naturel
Schémas/Remarques
1000Poids initial sec (g) : 03-juin-15
Lieux où saisir les données
Série de tamis imposée par la norme NFP 18-540 pour le calcul seul du module de f inesse d'un granulat (béton et mortier)
Série de tamis de base préconisée pour l'étude d'un matériau grenu (NFP 18-560)
-> Série habituelle des TP (géotech&Matériaux)
A NOTER :Le refus maximum admissible sur
chaque tamis doit être inférieur à :- 100 g si d < 1 mm,
NFP 18-560 TP
Annexe II: Analyse granulométrique, sol naturel
Références bibliographiques
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Références bibliographiques
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Client : Densimètre n° :
Chantier :
Opérateur :
40,0 g
Poids spécif ique s (T/m3) :
Remarques
Cm =
Ct =
Cd =
t0 = 08:47:00
30 s 1006,0 32,9 4,3 1010,3 13,7 0,90 61 82,1% 32,4%
1 min 1003,0 32,9 4,3 1007,3 14,3 0,90 44 58,2% 22,9%
2 min 1002,0 32,9 4,3 1006,3 14,5 0,90 31 50,2% 19,8%
5 min 1001,5 31,3 3,8 1005,3 14,7 0,91 20 42,0% 16,5%
10 min 1001,5 31,2 3,7 1005,2 14,7 0,91 14 41,7% 16,4%
20 min 1001,0 30,7 3,6 1004,6 14,8 0,92 10 36,4% 14,3%
40 min 1001,0 30,5 3,5 1004,5 14,8 0,92 7 35,9% 14,1%
80 min 1001,0 28,6 2,9 1003,9 14,9 0,94 5 30,8% 12,1%
4 h 1001,0 28,1 2,7 1003,7 15,0 0,94 3 29,5% 11,6%
24 h 1000,5 28,0 2,7 1003,2 15,1 0,94 1 25,3% 9,9%
Memoire M2 GC 3
Kamboinsé Type d'agent dispersant : Hexamétaphosphate de sodium
ANALYSE SEDIMENTOMETRIE AU DEFLOCULENT
Honoré TUYISHIME Concentration (%) : 5%
Date et heure début essai : 03/06/2015 Tamis d'écrêtement f : 0,08 mm (n° 20 AFNOR)
Echantillon : Sol Naturel
Provenance : (Forage, échantillon n°, profondeur, ..) Proportion pondérale C de la fraction 0/f (%) : 39,4%
Poids initial sec W , introduit et prélevé sur le tamisât 0/f (g) :
7,77 cm
1
Description de l'échantillon : 2,68 T/m3
sable faiblement organique limoneux peu plastique Volume V d'eau distillé utilisé (cm3) : 2 000 cm3
Profondeur
effective Hr
(cm)
Facteur
F
Norme opératoire : NF P 94-093 & 057 Diamètre intérieur de l'éprouvette (cm) :
Diamètre
équivalent Ф
(mm)
Passant
échantillon p
(p = C.P) en %
08:47:30
08:48:00
08:49:00
0,3333.T - 6,6666
1
HeuresTemps
cumulé tc
de lecture
Lecture
R
Température
T °c
Pourcentage
des grains < Ф
P (%)
08:47:00 J+1
08:52:00
08:57:00
09:07:00
09:27:00
10:07:00
12:47:00
Correction
CT+Cm-Cd
Lecture
corrigée
Rc
A noter : [h] =KN.seconde/m2
c
r
t
HF .F
).(.1000
).1000.(.
ws
cs
W
RVP
C– ) C + (C + R = R dmTC
Valeur conventionnelle ?
105
)20.(001053,0)20.(3272,110.002,1
2
T
TTBoùBh
( )
h
s
F.80,1
( )( )
20C0r
2
D.
Vh.
211000R.dLH
Références bibliographiques
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Client : Norme opératoire : NF P 94-051
Opérateur :
Date : Nature du sol :
Préparation
0,5%
* Proportion pondérale C de la fraction 0/0,4 mm :
Mode opératoire Détermination des teneurs en eau par :
1 2 3 4 5 A B C D
24,35 26,10 29,33 28,64 24,02 20,29 20,55 21,89 20,49
23,06 24,56 27,24 26,60 22,91 19,93 20,16 21,35 20,04
17,23 17,37 17,34 16,77 17,48 17,40 17,37 17,65 16,88
1,29 1,54 2,09 2,04 1,11 0,36 0,39 0,54 0,45
5,83 7,19 9,90 9,83 5,43 2,53 2,79 3,70 3,16
22,1% 21,4% 21,1% 20,8% 20,4% 14,2% 14,0% 14,6% 14,2%
15 20 28 31 35
ωL =
ωP =
Indice de plasticité :
IP = ωL - ωP
IP =
Indice de consistance
du terrain naturel :
Ic = (ωL - ω ) / IP
Ic = 2,87%
6,9%
Sol Naturel
Teneur en eau (%)
Nombre de coups N
RESULTATS
21,2%
14,3%
Poids total sec (g)
Poids tare (g)
Poids de l'eau (g)
Poids sec (g)
Paramètres d'état initiaux
* Teneur en eau naturelle :
Poids total humide (g)
Limite de liquidité Limite de plasticité
* Echantillonage :
N° tare
* Séchage : - NFP 94-050 :
* Tamisage :
LIMITES D'ATTERBERG - Méthode à la coupelle
Memoire M2 GC
Honoré TUYISHIME
09/04/2015 Argiles peu plastiques
Echantillon :
Schémas/Remarques :
20%
21%
22%
23%
10 100
ω e
n %
Nombre de coups N
- NFP 94-049-1 :
Etuve (au moins 4h à 105 +/- 5°C) (micro-onde)
A l'air (au moins 8h à 50 +/- 5°C)
à sec
BroyageQuartage (tas)
par lavage
Prélèvement compacte
Micro-onde (NP 94-049-1)
Etuve (NFXP 94-060-1, 24h à 105 +/- 5°C)
Annexe III : Limites d’Atterberg, sol naturel
Références bibliographiques
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Annexe IV: diagramme de plasticité selon AASHTO
Références bibliographiques
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ESSAI AU BLEU DE METHYLENE (VBS)
Client : Memoire M2 GC
Norme de réf. :
NF P 94-068 Titrage du
Bleu : 10 g/l
Echantillon : Sol naturel Remarques
Opérateur : Honoré TUYISHIME
Date & heure :
13/04/2015
Repère
Sondage n° :
Coord. :
Désignations
Horison n°1 Horison n°2 Horison n°3 Horison n°4
(Epaisseur …. à ….
m) (Epaisseur …. à ….
m) (Epaisseur …. à ….
m) IDENTIFICATION ECHANTILLON
Dmax échantillon (en mm) 20 mm 5 mm 5 mm 5 mm
Masse sec du prélèvement (en g) 2 000,0 g
Masse sec passant le tamis de 5 mm (en g) 1 758,7 g
-> Coefficient pondérale C fraction 0/5 87,9%
TENEUR EN EAU (prise n°2)
Poids humide prise n°2 (en g) 585,8 g
Poids sec prise n°2 (en g) 583,2 g
-> Teneur en eau du matériau 0,4%
VALEUR AU BLEU VBS (prise n°1)
Masse sec 0/5 mm introduite en solution (en g) 60,0 g
Volume de bleu introduit (en cm3) 60 cm3
-> Valeur de Bleu 0,88
Annexe V: VBS, sol naturel
Les prises 1 et 2 se font sur la fraction 0/5 : Prendre 30 à 60 g par prise pour les matériaux argileux, et 60 à 120 g pour les autres. VBS 0,2 : sols sableux (sol insensible à l’eau) 0,2 < VBS 2,5 : sols limoneux (sol peu plastique et sensible à l’eau) 2,5 < VBS 6 : sols limono-arglileux, (sol de plasticité moyenne) 6 < VBS 8 : sols argileux VBS > 8 : sols très argileux Si VBS < 2 sol =>non préjudiciable pour fondation d'ouvrage courant
Références bibliographiques
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Références bibliographiques
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Teneur en eau souhaitée 4% 6% 8% 10% 12%
Eau de mouillage 240 360 480 600 720
Densité
Poids total humide (g) 8400 8900 9050 8970 8810
Poids du moule (g) 4220 4220 4220 4220 4220
Poids net humide (g) 4180 4680 4830 4750 4590
Volume du moule (cm3) 2205 2205 2205 2205 2205
Teneur en eau
Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Poids tare (g) 51,4 50,6 44,2 38,6 43,9
Poids total humide (g) 615,2 493,3 457,6 447,0 486,5
Poids total sec (g) 592,7 469,0 427,2 411,0 440,0
Teneur en eau (%) 4,2% 5,8% 7,9% 9,7% 11,7%
Teneur en eau moyenne (%) 4,2% 5,8% 7,9% 9,7% 11,7%
Densité humide (g/cm3) : 1,90 2,12 2,19 2,15 2,08
Densité sèche d (g/cm3) : 1,82 2,01 2,03 1,96 1,86
Annexe VI: Essai Proctor modifié, sol naturel
Références bibliographiques
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1,80
1,85
1,90
1,95
2,00
2,05
3,0% 4,0% 5,0% 6,0% 7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 11,0% 12,0% 13,0%
De
nsi
té s
èch
e a
pp
are
nte
Teneur en eau
Références bibliographiques
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72
Poids de la
tarre (g)
Poids humide
de l'échantillon
(g)
Poids total sec
de l'échantillon
(g)
Teneur en
eau (%)
Moyenne
Teneur en
eau (%)
Volume du
moule (cm3)
Poids
Moule (g)
Poids total
humide
(g)
Poids
Echantillon
humide (g)
Densité
d
(g/cm 3)
Densité
Proctor d
(g/cm 3)
Degré de
compacité à
l'OPM (%)
87,822 401,22 375,06 9,1%
87,822 401,22 375,06 9,1%
89,272 324,46 304,13 9,5%
89,272 324,46 304,13 9,5%
85,754 406,56 374,31 11,2%
85,754 406,56 374,31 11,2%
CBR 9 15
Densité 90% 98%
2,036
6280,00
2,12
1,83 1,93 2,00
Résultats
95%
10 COUPS 9
1525 COUPS
Repère CBR
56 COUPS 29
98,1%
11,2% 2121,99 10910,00 1,92 2,036 94,3%6380,00 4530,00
4640,009,5% 2121,99 10920,00 2,00 2,036
4900,00
DETERMINATION DE LA TENEUR EN EAU APRES IMBIBITION ET
POINCONNEMENTDETERMINATION DE LA DENSITE APRES POINCONNEMENT Valeur à l'OPM
103,9%9,1% 2121,99 11040,00 2,0366140,00
1,80
1,85
1,90
1,95
2,00
2,05
2,10
2,15
5 15 25 35CBR
d
Annexe VII: Essai CBR, sol naturel
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
73
Teneur en eau souhaitée 4% 6% 8% 10% 12%
Eau de mouillage 240 360 480 600 720
Densité
Poids total humide (g) 8520 8930 9120 8970 8810
Poids du moule (g) 4220 4220 4220 4220 4220
Poids net humide (g) 4300 4710 4900 4750 4590
Volume du moule (cm3) 2104 2104 2104 2104 2104
Teneur en eau
Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Poids tare (g) 50,6 44,2 38,6 43,9 51,5
Poids total humide (g) 430,8 411,0 461,8 374,9 430,6
Poids total sec (g) 418,0 392,5 433,2 347,0 393,6
Teneur en eau (%) 3,5% 5,3% 7,3% 9,2% 10,8%
Teneur en eau moyenne (%) 3,5% 5,3% 7,3% 9,2% 10,8%
Densité humide (g/cm3) : 2,04 2,24 2,33 2,26 2,18
Densité sèche d (g/cm3) : 1,98 2,13 2,17 2,07 1,97
Annexe VIII: Essai Proctor modifié, sol stabilisé à 1% de ciment
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
74
1,95
2,00
2,05
2,10
2,15
2,20
3,0% 4,0% 5,0% 6,0% 7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 11,0% 12,0%
De
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Teneur en eau
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
75
Poids de la
tarre (g)
Poids humide
de l'échantillon
(g)
Poids total sec
de l'échantillon
(g)
Teneur en
eau (%)
Moyenne
Teneur en
eau (%)
Volume du
moule (cm3)
Poids
Moule (g)
Poids total
humide
(g)
Poids
Echantillon
humide (g)
Densité
d
(g/cm 3)
Densité
Proctor d
(g/cm 3)
Degré de
compacité à
l'OPM (%)
89,272 637 599 7,5%
89,272 637 599 7,5%
87,822 571 535 8,1%
87,822 571 535 8,1%
85,754 564 512 12,2%
85,754 564 512 12,2%
CBR 68 101 122
Densité 90% 98%
2,17
6280,00
2,18
1,95 2,06 2,12
Résultats
95%
10 COUPS 45
10225 COUPS
Repère CBR
56 COUPS 146
95,1%
12,2% 2094,16 10440,00 1,86 2,17 85,7%6070,00 4370,00
4730,008,1% 2121,99 11010,00 2,06 2,17
4900,00
DETERMINATION DE LA TENEUR EN EAU APRES IMBIBITION ET
POINCONNEMENTDETERMINATION DE LA DENSITE APRES POINCONNEMENT Valeur à l'OPM
100,3%7,5% 2094,16 11090,00 2,176190,00
1,80
1,85
1,90
1,95
2,00
2,05
2,10
2,15
2,20
40 50 60 70 80 90 100110120130140150160CBR
d
Annexe IX: Essai CBR, sol stabilisé à 1% de ciment
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
76
Teneur en eau souhaitée 2% 4% 6% 8% 10%
Eau de mouillage 120 240 360 480 600
Densité
Poids total humide (g) 8390 8950 9120 8970 8830
Poids du moule (g) 4130 4130 4130 4130 4130
Poids net humide (g) 4260 4820 4990 4840 4700
Volume du moule (cm3) 2104 2104 2104 2104 2104
Teneur en eau
Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Poids tare (g) 51,5 51,0 44,2 38,6 43,9
Poids total humide (g) 448,2 401,5 407,0 422,0 419,7
Poids total sec (g) 435,6 383,8 381,4 388,6 383,0
Teneur en eau (%) 3,3% 5,3% 7,6% 9,6% 10,8%
Teneur en eau moyenne (%) 3,3% 5,3% 7,6% 9,6% 10,8%
Densité humide (g/cm3) : 2,02 2,29 2,37 2,30 2,23
Densité sèche d (g/cm3) : 1,96 2,18 2,20 2,10 2,02
Annexe X: Essai Proctor modifié, sol stabilisé à 2% de ciment
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
77
1,95
2,00
2,05
2,10
2,15
2,20
2,25
3,0% 4,0% 5,0% 6,0% 7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 11,0% 12,0%
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Teneur en eau
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
78
Poids de la
tarre (g)
Poids humide
de l'échantillon
(g)
Poids total sec
de l'échantillon
(g)
Teneur en
eau (%)
Moyenne
Teneur en
eau (%)
Volume du
moule (cm3)
Poids
Moule (g)
Poids total
humide
(g)
Poids
Echantillon
humide (g)
Densité
d
(g/cm 3)
Densité
Proctor d
(g/cm 3)
Degré de
compacité à
l'OPM (%)
89,272 478,3 445,93 9,1%
89,272 478,3 445,93 9,1%
87,822 428,84 396 10,7%
87,822 428,84 396 10,7%
85,754 401,15 367,81 11,8%
85,754 401,15 367,81 11,8%
CBR 80 114 132
Densité 90% 98%
2,21
6280,00
2,19
1,99 2,10 2,17
Résultats
95%
10 COUPS 68
11025 COUPS
Repère CBR
56 COUPS 137
94,4%
11,8% 2094,16 10660,00 1,96 2,21 88,7%6070,00 4590,00
4900,0010,7% 2121,99 11180,00 2,09 2,21
5010,00
DETERMINATION DE LA TENEUR EN EAU APRES IMBIBITION ET
POINCONNEMENTDETERMINATION DE LA DENSITE APRES POINCONNEMENT Valeur à l'OPM
99,2%9,1% 2094,16 11200,00 2,216190,00
1,90
1,95
2,00
2,05
2,10
2,15
2,20
2,25
60 70 80 90 100 110 120 130 140CBR
d
Annexe XI: Essai CBR, sol stabilisé à 2% de ciment
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
79
Teneur en eau souhaitée 4% 6% 8% 10% 12%
Eau de mouillage 240 360 480 600 720
Densité
Poids total humide (g) 8640 9070 9210 8970 8810
Poids du moule (g) 4130 4130 4130 4130 4130
Poids net humide (g) 4510 4940 5080 4840 4680
Volume du moule (cm3) 2104 2104 2104 2104 2104
Teneur en eau
Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Poids tare (g) 43,9 51,0 40,0 44,2 88,0
Poids total humide (g) 390,0 403,3 453,1 446,1 426,9
Poids total sec (g) 375,1 382,7 421,5 408,4 390,4
Teneur en eau (%) 4,5% 6,2% 8,3% 10,3% 12,1%
Teneur en eau moyenne (%) 4,5% 6,2% 8,3% 10,3% 12,1%
Densité humide (g/cm3) : 2,14 2,35 2,41 2,30 2,22
Densité sèche d (g/cm3) : 2,05 2,21 2,23 2,08 1,99
Annexe XII: Essai Proctor modifié, sol stabilisé à 3% de ciment
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
80
1,95
2,00
2,05
2,10
2,15
2,20
2,25
3,0% 4,0% 5,0% 6,0% 7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 11,0% 12,0% 13,0%
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Teneur en eau
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
81
Poids de la
tarre (g)
Poids humide
de l'échantillon
(g)
Poids total sec
de l'échantillon
(g)
Teneur en
eau (%)
Moyenne
Teneur en
eau (%)
Volume du
moule (cm3)
Poids
Moule (g)
Poids total
humide
(g)
Poids
Echantillon
humide (g)
Densité
d
(g/cm 3)
Densité
Proctor d
(g/cm 3)
Degré de
compacité à
l'OPM (%)
38,61 434,18 406,42 7,5%
38,61 434,18 406,42 7,5%
44,23 416,75 388,77 8,1%
44,23 416,75 388,77 8,1%
50,63 456,02 416,05 10,9%
50,63 456,02 416,05 10,9%
CBR 153 178 192
Densité 90% 98%
2,24
6280,00
2,24
2,01 2,12 2,19
Résultats
95%
10 COUPS 151
18025 COUPS
Repère CBR
56 COUPS 200
95,1%
10,9% 2094,16 10720,00 2,00 2,24 89,4%6070,00 4650,00
4890,008,1% 2121,99 11170,00 2,13 2,24
5040,00
DETERMINATION DE LA TENEUR EN EAU APRES IMBIBITION ET
POINCONNEMENTDETERMINATION DE LA DENSITE APRES POINCONNEMENT Valeur à l'OPM
99,9%7,5% 2094,16 11230,00 2,246190,00
1,95
2,00
2,05
2,10
2,15
2,20
2,25
2,30
140 150 160 170 180 190 200 210CBR
d
Annexe XIII: Essai CBR, sol stabilisé à 3% de ciment
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
82
Teneur en eau souhaitée 4% 6% 8% 10% 12%
Eau de mouillage 240 360 480 600 720
Densité
Poids total humide (g) 8490 8860 9070 8950 8810
Poids du moule (g) 4220 4220 4220 4220 4220
Poids net humide (g) 4270 4640 4850 4730 4590
Volume du moule (cm3) 2104 2104 2104 2104 2104
Teneur en eau
Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Poids tare (g) 50,6 44,2 38,6 43,9 51,5
Poids total humide (g) 425,1 378,9 355,1 342,3 372,0
Poids total sec (g) 408,8 358,7 330,5 314,5 337,7
Teneur en eau (%) 4,6% 6,4% 8,4% 10,3% 12,0%
Teneur en eau moyenne (%) 4,6% 6,4% 8,4% 10,3% 12,0%
Densité humide (g/cm3) : 2,03 2,21 2,31 2,25 2,18
Densité sèche d (g/cm3) : 1,94 2,07 2,13 2,04 1,95
Annexe XIV: Essai Proctor modifié, sol stabilisé à 2% de chaux
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
83
1,90
1,95
2,00
2,05
2,10
2,15
3,0% 4,0% 5,0% 6,0% 7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 11,0% 12,0% 13,0%
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Teneur en eau
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
84
Poids de la
tarre (g)
Poids humide
de l'échantillon
(g)
Poids total sec
de l'échantillon
(g)
Teneur en
eau (%)
Moyenne
Teneur en
eau (%)
Volume du
moule (cm3)
Poids
Moule (g)
Poids total
humide
(g)
Poids
Echantillon
humide (g)
Densité
d
(g/cm 3)
Densité
Proctor d
(g/cm 3)
Degré de
compacité à
l'OPM (%)
38,61 323,71 298,8 9,6%
38,61 323,71 298,8 9,6%
44,23 341,45 310,22 11,7%
44,23 341,45 310,22 11,7%
50,63 361,54 323,78 13,8%
50,63 361,54 323,78 13,8%
CBR 30 37 40
Densité 90% 98%
2,13
6280,00
2,11
1,92 2,02 2,09
Résultats
95%
10 COUPS 14
3325 COUPS
Repère CBR
56 COUPS 41
92,3%
13,8% 2129,96 10500,00 1,83 2,13 85,8%6070,00 4430,00
4700,0011,7% 2140,12 10980,00 1,97 2,13
4920,00
DETERMINATION DE LA TENEUR EN EAU APRES IMBIBITION ET
POINCONNEMENTDETERMINATION DE LA DENSITE APRES POINCONNEMENT Valeur à l'OPM
99,0%9,6% 2129,96 11110,00 2,136190,00
1,80
1,85
1,90
1,95
2,00
2,05
2,10
2,15
10 20 30 40 50CBR
d
Annexe XV: Essai CBR, sol stabilisé à 2% de chaux
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
85
Teneur en eau souhaitée 4% 6% 8% 10% 12%
Eau de mouillage 240 360 480 600 720
Densité
Poids total humide (g) 8600 8860 9130 9030 8800
Poids du moule (g) 4220 4220 4220 4220 4220
Poids net humide (g) 4380 4640 4910 4810 4580
Volume du moule (cm3) 2104 2104 2104 2104 2104
Teneur en eau
Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Poids tare (g) 50,6 44,2 38,6 43,9 51,5
Poids total humide (g) 396,5 499,3 476,4 427,0 427,8
Poids total sec (g) 381,9 472,0 441,9 391,6 385,5
Teneur en eau (%) 4,4% 6,4% 8,6% 10,2% 12,7%
Teneur en eau moyenne (%) 4,4% 6,4% 8,6% 10,2% 12,7%
Densité humide (g/cm3) : 2,08 2,21 2,33 2,29 2,18
Densité sèche d (g/cm3) : 1,99 2,07 2,15 2,08 1,93
Annexe XVI: Essai Proctor modifié, sol stabilisé à 4% de chaux
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
86
1,90
1,95
2,00
2,05
2,10
2,15
2,20
3,0% 5,0% 7,0% 9,0% 11,0% 13,0% 15,0%
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Teneur en eau
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
87
Poids de la
tarre (g)
Poids humide
de l'échantillon
(g)
Poids total sec
de l'échantillon
(g)
Teneur en
eau (%)
Moyenne
Teneur en
eau (%)
Volume du
moule (cm3)
Poids
Moule (g)
Poids total
humide
(g)
Poids
Echantillon
humide (g)
Densité
d
(g/cm 3)
Densité
Proctor d
(g/cm 3)
Degré de
compacité à
l'OPM (%)
38,61 450,92 418,17 8,6%
38,61 450,92 418,17 8,6%
44,23 413,97 381,64 9,6%
44,23 413,97 381,64 9,6%
50,63 420,64 382,62 11,5%
50,63 420,64 382,62 11,5%
CBR 44 48 51
Densité 90% 98%
2,15
6280,00
2,12
1,94 2,04 2,11
Résultats
95%
10 COUPS 17
4825 COUPS
Repère CBR
56 COUPS 51
94,4%
11,5% 2094,16 10000,00 1,68 2,15 78,3%6070,00 3930,00
4720,009,6% 2121,99 11000,00 2,03 2,15
4830,00
DETERMINATION DE LA TENEUR EN EAU APRES IMBIBITION ET
POINCONNEMENTDETERMINATION DE LA DENSITE APRES POINCONNEMENT Valeur à l'OPM
98,8%8,6% 2094,16 11020,00 2,156190,00
1,65
1,75
1,85
1,95
2,05
2,15
15 25 35 45 55CBR
d
Annexe XVII: Essai CBR, sol stabilisé à 4% de chaux
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
88
Teneur en eau souhaitée 4% 6% 8% 10% 12%
Eau de mouillage 240 360 480 600 720
Densité
Poids total humide (g) 8530 8780 9340 8760 8720
Poids du moule (g) 4220 4220 4220 4220 4220
Poids net humide (g) 4310 4560 5120 4540 4500
Volume du moule (cm3) 2104 2104 2104 2104 2104
Teneur en eau
Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Poids tare (g) 51,5 50,6 44,2 38,6 43,9
Poids total humide (g) 278,0 266,8 301,4 293,6 259,7
Poids total sec (g) 265,7 251,2 278,9 266,6 234,3
Teneur en eau (%) 5,8% 7,8% 9,6% 11,9% 13,3%
Teneur en eau moyenne (%) 5,8% 7,8% 9,6% 11,9% 13,3%
Densité humide (g/cm3) : 2,05 2,17 2,43 2,16 2,14
Densité sèche d (g/cm3) : 1,94 2,01 2,22 1,93 1,89
Annexe XVIII: Essai Proctor modifié, sol stabilisé à 6% de chaux
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
89
1,85
1,90
1,95
2,00
2,05
2,10
2,15
2,20
2,25
5,0% 6,0% 7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 11,0% 12,0% 13,0% 14,0%
De
nsi
té s
èch
e a
pp
are
nte
Teneur en eau
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
90
Poids de la
tarre (g)
Poids humide
de l'échantillon
(g)
Poids total sec
de l'échantillon
(g)
Teneur en
eau (%)
Moyenne
Teneur en
eau (%)
Volume du
moule (cm3)
Poids
Moule (g)
Poids total
humide
(g)
Poids
Echantillon
humide (g)
Densité
d
(g/cm 3)
Densité
Proctor d
(g/cm 3)
Degré de
compacité à
l'OPM (%)
38,61 355,2 327,66 9,5%
38,61 355,2 327,66 9,5%
44,23 358,44 330,46 9,8%
44,23 358,44 330,46 9,8%
50,63 368,88 335,55 11,7%
50,63 369,88 335,55 11,7%
CBR 16 21 24
Densité 90% 98%
2,22
6280,00
2,18
2,00 2,11 2,18
Résultats
95%
10 COUPS 13
2025 COUPS
Repère CBR
56 COUPS 24
93,4%
11,7% 2094,16 10580,00 1,93 2,22 86,8%6070,00 4510,00
4830,009,8% 2121,99 11110,00 2,07 2,22
5010,00
DETERMINATION DE LA TENEUR EN EAU APRES IMBIBITION ET
POINCONNEMENTDETERMINATION DE LA DENSITE APRES POINCONNEMENT Valeur à l'OPM
98,4%9,5% 2094,16 11200,00 2,226190,00
1,90
1,95
2,00
2,05
2,10
2,15
2,20
10 20 30CBR
d
Annexe XXI: Essai CBR, sol stabilisé à 6% de chaux
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
91
Client : Norme opératoire :
Chantier :
Opérateur :
Date et heure :
Modules
AFNORf tamis mm Refus partiels
Refus
cumulés
% Refus
cumulés
% Passants
cumulésObservations
50 80
49 63
48 50
47 40
46 31,5
45 25
44 20
43 16 7,3 7,3 0,7% 99,3%
42 12,5 4,9 12,2 1,2% 98,8%
41 10 15,7 27,9 2,8% 97,2%
40 8 0,0 27,9 2,8% 97,2%
39 6,3 62,4 90,2 9,0% 91,0%
38 5 42,1 132,4 13,2% 86,8%
37 4 80,7 213,1 21,3% 78,7%
36 3,15 62,6 275,7 27,6% 72,4%
35 2,5 54,0 329,7 33,0% 67,0%
34 2 46,6 376,3 37,6% 62,4%
33 1,6 37,2 413,4 41,3% 58,7%
32 1,25 41,0 454,5 45,4% 54,6%
31 1 29,1 483,5 48,4% 51,6%
30 0,8 27,0 510,5 51,1% 49,0%
29 0,63 31,2 541,7 54,2% 45,8%
28 0,5 27,0 568,7 56,9% 43,1%
27 0,4 19,1 587,9 58,8% 41,2%
26 0,315 26,0 613,9 61,4% 38,6%
25 0,25 22,8 636,7 63,7% 36,3%
24 0,2 13,3 650,0 65,0% 35,0%
23 0,16 15,0 665,1 66,5% 33,5%
22 0,125 19,5 684,6 68,5% 31,5%
21 0,1 9,8 694,3 69,4% 30,6%
20 0,08 19,7 714,0 71,4% 28,6%
ANALYSE GRANULOMETRIQUE PAR TAMISAGE
Memoire M2 GC
Honoré TUYISHIME
Kamboinsé Provenance : (Forage,
échantillon n°, profondeur, ..)Kamboinsé
Echantillon: latérite
Schémas/Remarques
1000Poids initial sec (g) : 03-juin-15
Lieux où saisir les données
Série de tamis imposée par la norme NFP 18-540 pour le calcul seul du module de f inesse d'un granulat (béton et mortier)
Série de tamis de base préconisée pour l'étude d'un matériau grenu (NFP 18-560)
-> Série habituelle des TP (géotech&Matériaux)
A NOTER :Le refus maximum admissible sur
chaque tamis doit être inférieur à :- 100 g si d < 1 mm,
NFP 18-560 TP
Annexe XX: Analyse granulométrique, latérite
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
92
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
93
Client : Densimètre n° :
Chantier :
Opérateur :
40,0 g
Poids spécif ique s (T/m3) :
Remarques
Cm =
Ct =
Cd =
t0 = 09:52:00
30 s 1007,0 30,1 3,4 1010,4 13,6 0,92 62 82,7% 23,6%
1 min 1006,5 30,1 3,4 1009,9 13,7 0,92 44 78,7% 22,5%
2 min 1005,5 30,1 3,4 1008,9 13,9 0,92 31 70,7% 20,2%
5 min 1005,0 30,0 3,3 1008,3 14,1 0,92 20 66,5% 19,0%
10 min 1004,5 29,7 3,2 1007,7 14,2 0,93 14 61,7% 17,6%
20 min 1004,0 29,3 3,1 1007,1 14,3 0,93 10 56,6% 16,2%
40 min 1003,5 28,8 2,9 1006,4 14,4 0,94 7 51,3% 14,7%
80 min 1003,0 28,5 2,8 1005,8 14,6 0,94 5 46,5% 13,3%
4 h 1003,0 28,2 2,7 1005,7 14,6 0,94 3 45,7% 13,1%
24 h 1002,0 28,7 2,9 1004,9 14,7 0,94 1 39,1% 11,2%
Memoire M2 GC 3
Kamboinsé Type d'agent dispersant : Hexamétaphosphate de sodium
ANALYSE SEDIMENTOMETRIE AU DEFLOCULENT
Honoré TUYISHIME Concentration (%) : 5%
Date et heure début essai : 03/06/2015 Tamis d'écrêtement f : 0,08 mm (n° 20 AFNOR)
Echantillon: latérite
Provenance : (Forage, échantillon n°, profondeur, ..) Proportion pondérale C de la fraction 0/f (%) : 28,6%
Kamboinsé Poids initial sec W , introduit et prélevé sur le tamisât 0/f (g) :
7,77 cm
1
Description de l'échantillon : 2,68 T/m3
Sable limoneux peu graveuleuse Volume V d'eau distillé utilisé (cm3) : 2 000 cm3
Profondeur
effective Hr
(cm)
Facteur
F
Norme opératoire : NF P 94-093 & 057 Diamètre intérieur de l'éprouvette (cm) :
Diamètre
équivalent Ф
(mm)
Passant
échantillon p
(p = C.P) en %
09:52:30
09:53:00
09:54:00
0,3333.T - 6,6666
1
HeuresTemps
cumulé tc
de lecture
Lecture
R
Température
T °c
Pourcentage
des grains < Ф
P (%)
09:52:00 J+1
09:57:00
10:02:00
10:12:00
10:32:00
11:12:00
13:52:00
Correction
CT+Cm-Cd
Lecture
corrigée
Rc
A noter : [h] =KN.seconde/m2
c
r
t
HF .F
).(.1000
).1000.(.
ws
cs
W
RVP
C– ) C + (C + R = R dmTC
Valeur conventionnelle ?
105
)20.(001053,0)20.(3272,110.002,1
2
T
TTBoùBh
( )
h
s
F.80,1
( )( )
20C0r
2
D.
Vh.
211000R.dLH
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
94
Annexe XXI: Limites d’Atterberg, latérite
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
95
Client : Norme opératoire : NF P 94-051
Chantier : Echantillon :
Opérateur : Provenance :
Date : Nature du sol :
Préparation
7,0%
* Proportion pondérale C de la fraction 0/0,4 mm :
Mode opératoire Détermination des teneurs en eau par :
1 2 3 4 5 A B C D
25,82 28,26 27,78 26,42 26,57 20,62 19,26 18,59 21,62
23,68 25,48 25,01 24,17 24,23 20,15 18,99 18,29 21,00
17,51 17,48 16,99 17,61 17,31 17,60 17,47 16,62 17,67
2,14 2,78 2,77 2,25 2,34 0,47 0,27 0,31 0,62
6,17 8,00 8,02 6,56 6,92 2,55 1,52 1,67 3,32
34,7% 34,8% 34,5% 34,3% 33,8% 18,5% 18,0% 18,3% 18,7%
17 23 28 31 35
ωL =
ωP =
Indice de plasticité :
IP = ωL - ωP
IP =
Indice de consistance
du terrain naturel :
Ic = (ωL - ω ) / IP
Ic =1,7%
LIMITES D'ATTERBERG - Méthode à la coupelle
Memoire M2 GC
Kamboinsé
Honoré TUYISHIME
23/06/2015 Argiles peu plastiques
* Echantillonage :
N° tare
* Séchage : - NFP 94-050 :
* Tamisage :
Poids de l'eau (g)
Poids sec (g)
Paramètres d'état initiaux
* Teneur en eau naturelle :
Poids total humide (g)
Limite de liquidité Limite de plasticité
16,0%
Kamboinsé
Teneur en eau (%)
Nombre de coups N
RESULTATS
34,4%
18,4%
Poids total sec (g)
Poids tare (g)
Schémas/Remarques :
33%
34%
35%
36%
37%
10 100
ω e
n %
Nombre de coups N
- NFP 94-049-1 :
Etuve (au moins 4h à 105 +/- 5°C) (micro-onde)
A l'air (au moins 8h à 50 +/- 5°C)
à sec
BroyageQuartage (tas)
par lavage
Prélèvement compacte
Micro-onde (NP 94-049-1)
Etuve (NFXP 94-060-1, 24h à 105 +/- 5°C)
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
96
Teneur en eau souhaitée 0% 2% 4% 6% 8%
Eau de mouillage 0 120 240 360 480
Densité
Poids total humide (g) 8360 8930 9210 9010 8820
Poids du moule (g) 4220 4220 4220 4220 4220
Poids net humide (g) 4140 4710 4990 4790 4600
Volume du moule (cm3) 2104 2104 2104 2104 2104
Teneur en eau
Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Poids tare (g) 51,5 50,6 44,2 38,6 43,9
Poids total humide (g) 305,5 254,9 240,5 223,9 288,1
Poids total sec (g) 288,0 237,9 220,9 201,3 255,2
Teneur en eau (%) 7,4% 9,1% 11,1% 13,9% 15,6%
Teneur en eau moyenne (%) 7,4% 9,1% 11,1% 13,9% 15,6%
Densité humide (g/cm3) : 1,97 2,24 2,37 2,28 2,19
Densité sèche d (g/cm3) : 1,83 2,05 2,13 2,00 1,89
Annexe XXII: Essai Proctor modifié, latérite
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
97
1,80
1,85
1,90
1,95
2,00
2,05
2,10
2,15
7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 11,0% 12,0% 13,0% 14,0% 15,0% 16,0%
De
nsi
té s
èch
e a
pp
are
nte
Teneur en eau
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
98
Poids de la
tarre (g)
Poids humide
de l'échantillon
(g)
Poids total sec
de l'échantillon
(g)
Teneur en
eau (%)
Moyenne
Teneur en
eau (%)
Volume du
moule (cm3)
Poids
Moule (g)
Poids total
humide
(g)
Poids
Echantillon
humide (g)
Densité
d
(g/cm 3)
Densité
Proctor d
(g/cm 3)
Degré de
compacité à
l'OPM (%)
38,61 329,18 303,41 9,7%
38,61 329,18 303,41 9,7%
44,23 324,3 295,13 11,6%
44,23 324,3 295,13 11,6%
50,63 320,99 284,68 15,5%
50,63 320,99 284,68 15,5%
CBR 21 40 52
Densité 90% 98%
2,14
6280,00
2,23
1,93 2,03 2,10
Résultats
95%
10 COUPS 9
4625 COUPS
Repère CBR
56 COUPS 73
96,5%
15,5% 2094,16 10610,00 1,88 2,14 87,7%6070,00 4540,00
4890,0011,6% 2121,99 11170,00 2,06 2,14
5130,00
DETERMINATION DE LA TENEUR EN EAU APRES IMBIBITION ET
POINCONNEMENTDETERMINATION DE LA DENSITE APRES POINCONNEMENT Valeur à l'OPM
104,3%9,7% 2094,16 11320,00 2,146190,00
1,85
1,95
2,05
2,15
2,25
2,35
5 15 25 35 45 55 65 75 85CBR
d
Annexe XXIII: Essai CBR, latérite
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
99
Teneur en eau souhaitée 2% 4% 6% 8% 10%
Eau de mouillage 120 240 360 480 600
Densité
Poids total humide (g) 8470 9010 9480 8940 8840
Poids du moule (g) 4220 4220 4220 4220 4220
Poids net humide (g) 4250 4790 5260 4720 4620
Volume du moule (cm3) 2104 2104 2104 2104 2104
Teneur en eau
Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Poids tare (g) 44,2 40,0 43,3 42,2 45,5
Poids total humide (g) 477,3 432,5 407,7 437,0 463,8
Poids total sec (g) 462,5 411,9 382,1 401,8 420,9
Teneur en eau (%) 3,5% 5,5% 7,6% 9,8% 11,4%
Teneur en eau moyenne (%) 3,5% 5,5% 7,6% 9,8% 11,4%
Densité humide (g/cm3) : 2,02 2,28 2,50 2,24 2,20
Densité sèche d (g/cm3) : 1,95 2,16 2,32 2,04 1,97
Annexe XXIV: Essai Proctor modifié, sol stabilisé à 10% de latérite
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
100
1,90
1,95
2,00
2,05
2,10
2,15
2,20
2,25
2,30
2,35
3,0% 4,0% 5,0% 6,0% 7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 11,0% 12,0%
De
nsi
té s
èch
e
Teneur en eau
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
101
Poids de la
tarre (g)
Poids humide
de l'échantillon
(g)
Poids total sec
de l'échantillon
(g)
Teneur en
eau (%)
Moyenne
Teneur en
eau (%)
Volume du
moule (cm3)
Poids
Moule (g)
Poids total
humide
(g)
Poids
Echantillon
humide (g)
Densité
d
(g/cm 3)
Densité
Proctor d
(g/cm 3)
Degré de
compacité à
l'OPM (%)
38,61 398,05 373,27 7,4%
38,61 398,05 373,27 7,4%
44,23 361,29 335,95 8,7%
44,23 361,29 335,95 8,7%
50,63 390,66 362,48 9,0%
50,63 390,66 362,48 9,0%
CBR 6 10 13
Densité 90% 98%
2,34
6280,00
2,32
2,10 2,22 2,30
Résultats
95%
10 COUPS 6
925 COUPS
Repère CBR
56 COUPS 13
92,1%
9,0% 2094,16 10840,00 2,09 2,34 89,3%6070,00 4770,00
4970,008,7% 2121,99 11250,00 2,15 2,34
5210,00
DETERMINATION DE LA TENEUR EN EAU APRES IMBIBITION ET
POINCONNEMENTDETERMINATION DE LA DENSITE APRES POINCONNEMENT Valeur à l'OPM
99,0%7,4% 2094,16 11400,00 2,346190,00
2,00
2,05
2,10
2,15
2,20
2,25
2,30
2,35
5 7 9 11 13 15CBR
d
Annexe XXV: Essai CBR, sol stabilisé à 10% de latérite
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
102
Teneur en eau souhaitée 2% 4% 6% 8% 10%
Eau de mouillage 120 240 360 480 600
Densité
Poids total humide (g) 8510 9180 9120 8940 8800
Poids du moule (g) 4220 4220 4220 4220 4220
Poids net humide (g) 4290 4960 4900 4720 4580
Volume du moule (cm3) 2104 2104 2104 2104 2104
Teneur en eau
Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Poids tare (g) 40,0 43,3 42,2 45,5 44,2
Poids total humide (g) 350,1 310,9 311,4 367,9 388,0
Poids total sec (g) 335,0 292,4 288,8 335,7 348,5
Teneur en eau (%) 5,1% 7,4% 9,2% 11,1% 13,0%
Teneur en eau moyenne (%) 5,1% 7,4% 9,2% 11,1% 13,0%
Densité humide (g/cm3) : 2,04 2,36 2,33 2,24 2,18
Densité sèche d (g/cm3) : 1,94 2,19 2,13 2,02 1,93
Annexe XXVI: Essai Proctor modifié, sol stabilisé à 30% de latérite
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
103
1,90
1,95
2,00
2,05
2,10
2,15
2,20
2,25
5,0% 6,0% 7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 11,0% 12,0% 13,0%
De
nsi
té s
èch
e
Teneur en eau
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
104
Poids de la
tarre (g)
Poids humide
de l'échantillon
(g)
Poids total sec
de l'échantillon
(g)
Teneur en
eau (%)
Moyenne
Teneur en
eau (%)
Volume du
moule (cm3)
Poids
Moule (g)
Poids total
humide
(g)
Poids
Echantillon
humide (g)
Densité
d
(g/cm 3)
Densité
Proctor d
(g/cm 3)
Degré de
compacité à
l'OPM (%)
38,61 317,68 296,28 8,3%
38,61 317,68 296,28 8,3%
44,23 300,77 280,53 8,6%
44,23 300,77 280,53 8,6%
50,63 333,24 309,12 9,3%
50,63 333,24 309,12 9,3%
DETERMINATION DE LA TENEUR EN EAU APRES IMBIBITION ET
POINCONNEMENTDETERMINATION DE LA DENSITE APRES POINCONNEMENT Valeur à l'OPM
100,4%8,3% 2094,16 11200,00 2,26190,00
8,6% 2121,99 11180,00 2,13 2,2
5010,00
96,7%
9,3% 2094,16 10600,00 1,98 2,2 89,9%6070,00 4530,00
4900,00
10 COUPS 7
1425 COUPS
Repère CBR
56 COUPS 24
6280,00
2,21
1,98 2,10 2,16
Résultats
95%
CBR 8 13 17
Densité 90% 98%
2,2
1,90
1,95
2,00
2,05
2,10
2,15
2,20
2,25
5 15 25CBR
d
Annexe XXVII: Essai CBR, sol stabilisé à 30% de latérite
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
105
Teneur en eau souhaitée 2% 4% 6% 8% 10%
Eau de mouillage 120 240 360 480 600
Densité
Poids total humide (g) 8470 9030 9200 8990 8850
Poids du moule (g) 4220 4220 4220 4220 4220
Poids net humide (g) 4250 4810 4980 4770 4630
Volume du moule (cm3) 2104 2104 2104 2104 2104
Teneur en eau
Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Poids tare (g) 51,5 50,6 44,2 38,6 43,9
Poids total humide (g) 288,6 251,4 253,2 229,0 256,6
Poids total sec (g) 277,4 238,6 235,3 209,3 232,0
Teneur en eau (%) 5,0% 6,8% 9,4% 11,5% 13,1%
Teneur en eau moyenne (%) 5,0% 6,8% 9,4% 11,5% 13,1%
Densité humide (g/cm3) : 2,02 2,29 2,37 2,27 2,20
Densité sèche d (g/cm3) : 1,92 2,14 2,16 2,03 1,95
Annexe XXVIII: Essai Proctor modifié, sol stabilisé à 50% de latérite
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
106
1,90
1,95
2,00
2,05
2,10
2,15
2,20
4,0% 5,0% 6,0% 7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 11,0% 12,0% 13,0% 14,0%
De
nsi
té s
èch
e
Teneur en eau
Références bibliographiques
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
107
Poids de la
tarre (g)
Poids humide
de l'échantillon
(g)
Poids total sec
de l'échantillon
(g)
Teneur en
eau (%)
Moyenne
Teneur en
eau (%)
Volume du
moule (cm3)
Poids
Moule (g)
Poids total
humide
(g)
Poids
Echantillon
humide (g)
Densité
d
(g/cm 3)
Densité
Proctor d
(g/cm 3)
Degré de
compacité à
l'OPM (%)
38,61 310,74 291,21 7,7%
38,61 310,74 291,21 7,7%
44,23 302,98 282,33 8,7%
44,23 302,98 282,33 8,7%
50,63 323,39 295,16 11,5%
50,63 323,39 295,16 11,5%
CBR 18 24
Densité 90% 98%
2,17
6280,00
2,27
1,95 2,06 2,13
Résultats
95%
10 COUPS 11
2525 COUPS
Repère CBR
56 COUPS 29
99,3%
11,5% 2094,16 10800,00 2,02 2,17 93,3%6070,00 4730,00
4970,008,7% 2121,99 11250,00 2,16 2,17
5110,00
DETERMINATION DE LA TENEUR EN EAU APRES IMBIBITION ET
POINCONNEMENTDETERMINATION DE LA DENSITE APRES POINCONNEMENT Valeur à l'OPM
104,4%7,7% 2094,16 11300,00 2,176190,00
1,90
2,00
2,10
2,20
2,30
5 15 25 35CBR
d
Annexe XXIX: Essai CBR, sol stabilisé à 50% de latérite
Annexes
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
108
Sol naturel
Comparateur 1 (25 coups/couche) 2 (56 coups/couche)
Jour 1 2 3 4 1 2 3 4
Lecture (μm) 17 19 19 19 19 22 22 22
Gonflement linéaire - G(%) 0,016 0,019
Sol stabilisé à 1% de ciment
Comparateur 1 (25 coups/couche) 2 (56 coups/couche)
Jour 1 2 3 4 1 2 3 4
Lecture (μm) 3 5 5 5 2 2 2 2
Gonflement linéaire - G(%) 0,004 0,002
Sol stabilisé à 2% de ciment
Comparateur 1 (25 coups/couche) 2 (56 coups/couche)
Jour 1 2 3 4 1 2 3 4
Lecture (μm) 2 2 3 3 1 1 2 2
Gonflement linéaire - G(%) 0,003 0,002
Sol stabilisé à 3% de ciment
Comparateur 1 (25 coups/couche) 2 (56 coups/couche)
Jour 1 2 3 4 1 2 3 4
Lecture (μm) 2 3 3 3 0 0 0 0
Gonflement linéaire - G(%) 0,003 0
Sol stabilisé à 2% de chaux
Comparateur 1 (25 coups/couche) 2 (56 coups/couche)
Jour 1 2 3 4 1 2 3 4
Lecture (μm) 6 19 19 19 10 20 22 22
Gonflement linéaire - G(%) 0,016 0,019
Sol stabilisé à 4% de chaux
Comparateur 1 (25 coups/couche) 2 (56 coups/couche)
Jour 1 2 3 4 1 2 3 4
Lecture (μm) 12 14 14 14 2 3 3 3
Gonflement linéaire - G(%) 0,012 0,006
Sol stabilisé à 6% de chaux
Comparateur 1 (25 coups/couche) 2 (56 coups/couche)
Jour 1 2 3 4 1 2 3 4
Lecture (μm) 8 9 10 10 7 7 7 7
Gonflement linéaire - G(%) 0,009 0,006
Sol stabilisé à 10% de latérite
Comparateur 1 (25 coups/couche) 2 (56 coups/couche)
Jour 1 2 3 4 1 2 3 4
Lecture (μm) 4 5 6 6 1 2 5 5
Gonflement linéaire - G(%) 0,005 0,004
Annexe XXX: Mesures de gonflement du sol
Annexes
Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE
109
Sol stabilisé à 30% de latérite
Comparateur 1 (25 coups/couche) 2 (56 coups/couche)
Jour 1 2 3 4 1 2 3 4
Lecture (μm) 17 19 19 19 19 22 22 22
Gonflement linéaire - G(%) 0,016 0,019
Sol stabilisé à 50% de latérite
Comparateur 1 (25 coups/couche) 2 (56 coups/couche)
Jour 1 2 3 4 1 2 3 4
Lecture (μm) 4 8 8 8 1 10 10 10
Gonflement linéaire - G(%) 0,007 0,009
Latérite
Comparateur 1 (25 coups/couche) 2 (56 coups/couche)
Jour 1 2 3 4 1 2 3 4
Lecture (μm) 0 0 0 0 0 0 0 0
Gonflement linéaire - G(%) 0 0