groupe n°01

TP N° : 04ANALYSE

GRANULOMETRIQUE PAR TAMISAGE

TP MDS

T.P. Mécanique des sols

Groupe N°01

FERHATI ABDERRAHMEN

Réalisé par :

La République Algérienne Démocratique et PopulaireMinistère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche scientifique

Université Abbas laghror – khenchela –Faculté de Génie Civil

Classe : 2émeannée Génie Civil

Année Universitaire : 2015/2016


Analyse granulométriqueI. But de l’essai :

L’analyse granulométrique permet de déter miner la grosseur et les pourcentages pondéraux respectifs des différentes familles de grains constituant l’échantillon. Elle s’applique à tous les granulats de dimension nominale inférieure ou égale à 63mm, à l’exclusion des fillers. A notre qu’il faut éviter la confusion entre la granulométrie qui s’intéresse à la détermination de la dimension des grains et la granularité qui concerne la distribution dimensionnelle des graines d’un granulat.

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

III. définitions : Pour les besoins du présent document, les définitions suivantes s’appliquent : Prise d’essai : matériau soumis à l’essai. Analyse granulométrique par tamisage : ensemble des opérations aboutissant à la séparation selon leur grosseur des éléments constituant échantillon, en employant des tamis à maille carrée afin d’obtenir une représentation de la répartition de la masse des particules à l’état sec en fonction de leur dimension. Dimension nominale d’ouverture d’un tamis d : dimension caractéristique de la maille carrée de côté d. Refus sur un tamis : partie du matériau retenu sur un tamis. Tamisât ou passant : partie du matériau passant à travers les mailles d’un tamis. Classe granulométrique: ensemble des éléments dont les dimensions sont comprises entre deux ouvertures d de tamis définissant un intervalle. Pourcentage massique de refus : rapport, exprimé en pourcentage, de la masse de matériau sec retenu par un tamis d’ouverture d, à la masse totale initiale de matériau sec passant à travers le tamis de maille. Pourcentage massique d’un tamisât : rapport, exprimé en pourcentage, de la masse sèche du passant à travers un tamis d’ouverture d, à la masse totale initiale de matériau sec passant à travers le tamis de maille. Le pourcentage massique de tamisât est désigné par : 100 – r. Courbe granulométrique : représentation du pourcentage massique p des différents tamisât en fonction de la dimension nominale d’ouverture des tamis.


Dimension nominale d’ouverture à N pour cent(dn) : dimension interpolée sur la courbe granulométrique pour laquelle le pourcentage massique p de tamisât est égal à N pour cent. Facteur d’uniformité : sur le passant au tamis de 63mm, rapport des dimensions des mailles de tamis pour lesquels il y a respectivement 60% et 10% de passant :

Cu = d60 / d10

Facteur de courbure : sur le passant au tamis de 63mm, rapport des dimensions des mailles de tamis défini par :

Cc = d30² / d10 . d60

= Cu (d60 / d10)² PRINCIPE ET DEROULEMENT DE L’ESSAI :

On utilise une série de tamis (passoires normalisées) monter l’un sur l’autre, avec des diamètres décroissants, ceci va nous donner des résultats qu’on va traduire en courbe appelée courbe granulométrique.

Pour effectuer l’analyse par voie sèche il est important d’éliminer les fines poussières et impuretés sur le matériau, pour cela on lave méticuleusement et on passe l’échantillon à l’étuvage. La quantité de sol retenu dans chaque tamis est appelée refus du tamis, celle qui passe au travers d’un tamis est appelée tamisât du tamis.

FUGURE 1

TamisageSéchage CalculEchantillion

lavé


Equipement nécessaire:

Ce sont des tamis (fig.1) qui sont constitués d’un maillage métallique définissant des trous carrés de dimensions normalisées. Les passoires, qui comportent des trous ronds percés dans une tôle, ne sont plus utilisées actuellement. Pour un travail aisé et aux résultats reproductibles, il est conseillé d’utiliser une machine à tamiser électrique qui imprime un mouvement vibratoire à la colonne de tamis. La dimension nominale des tamis est donnée par l’ouverture de la maille, c’est-à-dire par la grandeur de l’ouverture carrée. Ces dimensions sont telles qu’elles se suivent dans une progression géométrique de raison √10, depuis le tamis 0.08mm jusqu’au tamis 80mm. Pour des ouvertures inférieures à 0.08mm, l’analyse granulométrique n’est pas adaptée et l’on procède par sédimentométrie. L’existence antérieure de passoires (trous ronds) a conduit à une double classification des tamis et des passoires, tout en conservant pour chaque famille d’appareil la même progression géométrique des ouvertures. Afin d’éviter toute ambiguïté, un tamis et une passoire équivalents ont été désignés par un même numéro de module.


Résultat du tamisage :

Ouverture des tamis en (mm)

Masse des refus partiels

Masse des refus cumulés

Pourcentage des refus cumulés (%)

Tamisâtes cumulés en %

Ri(g) Rc(g) RC/mt 100-(rc/mt)

11.2 40 40 460 928 50 90 410 82

5.6 30 120 380 764 30 150 350 70

2.8 30 180 320 642 30 210 290 58

1.4 35 245 255 511 40 285 215 43

0.71 40 325 175 350.5 45 370 130 26

0.355 50 420 80 160.25 40 460 40 80.18 15 475 25 50.125 10 485 15 30.08 5 490 10 2

0.063 5 495 5 1

Passant à 0.063 5 500 0 0


VII. Courbe granulométrique :

Importance de la composition granulométrique : Les propriétés physiques et mécaniques du béton dépendent de beaucoup de facteurs. Généralement on souhaite obtenir un béton résistant, étanche et durable. Pour atteindre ce but, il faut :

Que le béton à l’état frais soit facile à mettre en œuvre et à compacter (pour réduire la porosité).

Un maximum de granulats par unité de volume de béton (pour réduire la quantité de pate liante nécessaire pour remplir les vides, tous les vides devant être remplis de pate liante).

Un minimum de surface spécifique (pour réduire la quantité d’eau de gâchage et obtenir un rapport C/E plus élevé).

Il faut choisir Dmax aussi grand que le permet la dimension minimum de la pièce à bétonner et l’encombrement des granulats.

La proportion de chaque dimension des grains doit être choisie de façon à remplir les vides laissés par les grains des dimensions supérieures.

Il faut réduire la teneur en éléments fins au minimum requis pour obtenir une bonne maniabilité et une bonne compacité.

Les courbes granulométriques apporteront quelques éléments de réponses à ces conditions. La condition essentielle pour obtenir le moins de vides possibles (meilleure compacité) dans un mélange de sable et gravillon est de : 35ù de sable de 0/5 et 65% de gravillons 5/20.


Compacité d’un mélange de grains fins et de grains grossiers

Les courbes

granulométriques des différents granulats peuvent être déterminées par l’essai de l’analyse granulométrique (nF p 18-560). L’essai consiste à classer les différents grains constituant l’échantillon en utilisant une série de tamis, emboités les uns sur les autres, dont les dimensions des ouvertures sont décroissantes du haut vers le bas. Le matériau étudié est placé en partie supérieure des tamis et classement des grains s’obtient par vibration de la colonne de tamis. On considère que le tamisage est terminé lorsque le refus ne varie pas de plus de 1% entre deux séquences de vibration de la tamiseuse. On trace la courbe granulométrique sur un graphique comportant en ordonnée le pourcentage des tamisât sous les tamis dont les mailles D sont indiquées en abscisse selon une graduation logarithmique. Le poids des tamisât successifs permet de déterminer les pourcentages du tamisât à chacun des tamis utilisés,

Courbe granulométrique

La courbe granulométrique nous permet de déterminer le degré d’uniformité et la courbure de l’échantillon. Ces caractéristiques sont aussi utiles pour déterminer la sensibilité au gel ou la compacité d’un sol. On peut calculer quelques valeurs caractéristiques à l’aide de cette courbe.


Degré d’uniformité :

Nous obtenons un degré d’uniformité de 34 environ, donc nous sommes présence d’une granulométrie variée.

Courbure :

Nous obtenons pour la courbure la valeur de 0.123

% Argile % Limon % Sable % Gravier13 25 12 50

Classification des granulats :

On trie les granulats par dimension au moyen de tamis (mailles carrées) et de passoires (trous circulaires) et on désigne une classe de granulats par un ou deux chiffres. Si un seul chiffre est donné, c’est celui du diamètre maximum D exprimé en mm ; si l’on donne deux chiffres, le premier signe le diamètre minimum d, des grains et le deuxième le diamètre maximum D. Un granulat est caractérisé du point de vue granulaire par sa classe d/D. lorsque d est inférieur à 2mm, le granulat est désigné 0/D. il existe cinq classes granulaires principales caractérisées par les dimensions extrêmes d et D des granulats rencontrées (norme NFP18-101) : Les fines 0/D avec D ≤ 0.08mm, Les sables 0/D avec D ≤ 6.3mm, Les gravillons d/D avec d ≥ 2mm et D ≤ 31.5mm, Les cailloux d/D avec d ≥ 20mm et D ≤ 80mm, Les graves d/D avec d ≥ 6.3mm et D ≤ 80mm,Il peut être utile dans certains cas d’écrire la classification suivante :

Classes granulaires des granulats


Appellation Dimension de la maille des tamisen (mm)

Pierres casséeset cailloux

Gros 50 à 80moyens 31.5 à 50petits 20 à 31.5

Gravillons Gros 12.5 à 20moyens 8 à 12.5petits 5 à 8

Sable Gros 1.25 à 5moyens 0.31 à 1.25petits 0.08 à 0.31

Fines, farines et fillers Inférieur à 0.08

CONCLUSION :


Compte tenu des premières impressions que nous avions en face à notre sol, on peut dire que ces résultats étaient prévisibles.

L’analyse granulométrique facilite la détermination des grains d’un sol et on peut visualiser ce résultat sur la courbe granulométrique, qui nous indique le type du sol étudier, et dans notre cas en peut facilement déduire la nature du sol qui est un sol à sable gros car 77,53% (plus de la moitié) de l’échantillon est de ce sable, gravier à 5,92% et 7,31% de sable fin.

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