Analyse granulométrique
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ANALYSE GRANULOMETRIQUE BUT : L’analyse granulométrique permet de déterminer la grosseur et les pourcentages pondéraux respectifs des différentes familles de grains constituant l’échantillon. L’essai consiste à classer les différents grains qui constituent l’échantillon en utilisant une série de tamis emboîtés les uns sur les autres dont les dimensions des ouvertures sont décroissantes du haut vers le bas. Le matériau analysé est placé dans le tamis supérieur et le classement des grains s’obtient par vibration de l’ensemble de la colonne des tamis.
EQUIPEMENTS NECESSAIRES : L’équipement nécessaire pour l’analyse granulométrique est des tamis qui sont constitués d’un maillage métallique définissant des trous carrés de dimensions normalisés. La colonne de tamis est placés dans une machine à tamiser électrique qui imprime un mouvement vibratoire. La dimension nominale des tamis est donnée par l’ouverture de la maille qui est la grandeur de l’ouverture carrée. Les dimensions nominales normalisées des tamis sont les suivantes :
Tab. I-1 : Dimensions nominales des tamis
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CONDUITE : L’analyse granulométrique par voie sèche peut être appliquée pour des granulats non souillés par une fraction argileuse significative et il est alors impératif de prendre les précautions nécessaires pour que les éléments fins ne soient pas perdus lors de l’essai. Pour les échantillons pollués par une fraction argileuse, il est nécessaire de procéder par voie humide. Dans notre cas on a utilise la procédure par vois sèche pour le matériau : sable.
Dimensions des tamis utilisés et quantité de sable : Pour cette expérience, on utilise des tamis de modules 5-2-1-0.5-0.2-0.1et 0.08mm.
Préparation de l’échantillon : La quantité de matériau (sable) à utiliser pour l’analyse granulométrique doit être assez grande pour que le matériau soit assez représentatif et en même temps assez faible pour que la durée de l’essai soit acceptable et que les tamis ne soient pas saturés. On pris une mesure de sable M= 1,5Kg Remarque : Dans la pratique, la quantité de matériau utilisée dans l’essai sera telle que sa masse M en Kg soit supérieure ou égale à 0.2 fois le diamètre du plus gros granulat D en mm. ( M ≥0.2.D ), dont le prélèvement devrait respecter les conditions de l’échantillonnage( décrit précédemment).
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Conduite de l’essai : Le sable doit être séché à l’étuve à une température maximale de 105 °C. Les tamis sont emboîtés les uns contre les autre dans un ordre croissant des ouvertures avec un fond étanche pour récupérer les fillers et un couvercle en haut de la colonne pour éviter toute perte de sable pendant l’opération de tamisage. Le sable est versé en haut de la colonne de tamis qui est mise en vibration par la tamiseuse électrique. Le poids de matériau passant à travers un tamis donné est appelé tamisât, et le poids de sable retenu par le même tamis est appelé refus. Le temps de tamisage varie avec le type de machine mais dépend aussi de la charge de matériau présente sur le tamis et de son ouverture. Toute fois, on considère que le tamisage est terminé lorsque le refus ne varie plus de plus de 1 % entre deux séquences de vibrations de la tamiseuse. Dans ce cas ; les refus au niveau des différents tamis sont pesés et on désigne par : R1 Le refus cumulé du premier tamis qui est la masse du refus du premier tamis. R2 Le refus cumulé du deuxième tamis qui est la masse du refus du tamis inférieur avec le refus cumulé précédent. Ri Le refus cumulé du tamis i qui est la masse du refus du tamis i avec le refus cumulé précédent. Cette opération est poursuivie pour tous les tamis de la colonne pris dans un ordre décroissant ; la masse du matériau présent sur le fond de la colonne est également pesée. Le refus cumulé à la base des tamis ainsi que le fond des tamis (fillers) doit coïncider avec le poids de l’échantillon. La perte éventuelle de sable pendant l’opération de tamisage ne doit pas excéder plus de 2 % du poids de l’échantillon.
Tableau des résultats de l’analyse : Tamis
Tares (g)
(mm)
Refus +
Refus
tares (g)
partiels (g)
5 2 1 0,5 0,2 0,1 0,08
620 597 514 449 417 408 260
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623 752 616 675 1203 479 403
3,00 155 102 226 786 71 143
Refus cumulés (g)
(%)
3,00 158 560 486 1272 1343 1486
0,20 10,53 17,73 32,40 84,80 89,53 99,07
Tamisats (%) 99,80 89,47 82,67 67,60 15,20 10,47 0,93
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Courbe granulométrique :
Elément granulométriques : -
Pourcentage tamisat à 80 µ = 0,93%.
- Pourcentage tamisat à 2 mm =
84,47%. d10 = 0,10 mm. -d30 = 0.30 mm. -d60 = 0,48 mm.
- Cu=d60/d10=4,80
- Cc=(d30)²/d60.d10=1,88
conclusions : Les pourcentages des refus cumulés ou tamisats cumulés peuvent sont représentés sous forme d’une courbe granulométrique en reportant les ouvertures des tamis en abscisses sur une échelle logarithmique et les pourcentages en ordonnées sur une échelle arithmétique. La courbe est tracée de manière continue et peut ne pas passer par tous les points.
classification du matériaux (L.C.P.C et ATTERBERG): Il s’agit de la classification couramment utilisée en France dans le secteur du bâtiment; elle s’appuie sur l’étude granulométrique et sur les limites d’Atterberg. La classification distingue 8 catégories pour les sols grenus (voir tableau page suivante). Pour les sols fins, elle s’appuie sur le diagramme de Casagrande (voir diagramme au §.5.3.2).
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Classification des sols fins (plus de 50% des éléments ont un diamètre < 0,080 mm) :
Classification des sols grenus (plus de 50% des éléments ont un diamètre > 0,080 mm) :
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