Soutenance mémoire
Un ouvrage de génie civil est constitué de différents éléments qui résultent de la composition des divers matériaux. Chaque élément assure la sécurité et le confort de l’ouvrage. En effet, il est très important de faire une valorisation aussi bien qualitative que quantitative de ces éléments. Mais en réalité, on constate toujours des négligences et méconnaissances dans la pratique de construction, généralement, dues au travaux de routine et parfois aux calculs économique plutôt que techniques.
Dans les chantiers, chaque Entreprise a sa méthode appropriée pour faire la composition du béton utilisé, mais il est certain que parmi ces bétons, des cas sont probablement remarqués avec certaines anomalies, d’autres qui semblent majoritairement acceptables et le reste qui ne constitue qu’une minorité présente de bonne qualité. D’une manière générale, la mauvaise qualité des bétons est généralement due au non respect des normes, en se contentant d’une légère estimation sans considérer les méthodes de composition rigoureuses qui ont déjà été bien étudiés au préalable par des chercheurs spécialistes en la matière.
Conscient de ce contexte, notre réflexion, axé sur l’étude de composition du béton, se porte sur l’importance de la mise en valeur de chacun des constituants fondamentaux de l’ouvrage, plus précisément du béton hydraulique qui se trouve en priorité majeure de construction. Tout ceci constitue l’objet principal de ce mémoire intitulé : «Formulation de béton selon les méthodes de Faury et de Dreux Gorrisses» qui cherche à satisfaire, d’une part la facilité d’utilisation des méthodes préalablement défini, et d’autre part la précision des résultats voulus selon les besoins, tout en mettant en œuvre un système de traitement informatique.
GENERALITE
Utilité des essais de laboratoires
Généralement, la formulation du béton hydraulique se fait souvent par la méthode traditionnelle qui cherche à obtenir seulement la composition sans tenir compte des caractéristiques des matériaux utilisés en l’occurrence la pureté de l’eau de gâchage, la classe vraie de résistance du ciment, la granulométrie. Cependant, la qualité de ce béton en dépend essentiellement. En effet, l’utilisation des mauvais matériaux peut aboutir à des effets non souhaités à la qualité de béton voulue. De plus, la norme impose des impératifs qualitatifs.
Ainsi, les matériaux utilisés pour la confection d’un béton doivent répondre aux spécifications minimales suivantes :
– Le coefficient volumétrique des granulats CV doit être supérieur à 0.15
– Le coefficient Los Angeles (LA) qui traduit la résistance au choc des granulats doit être inférieur à 40
– Le coefficient d’équivalent de sable doit être supérieur à : 65 pour ESV et 60 pour ES (l’explication de ces termes se trouvent dans la partie « essai de laboratoire »)
– La teneur en matière en suspension de l’eau de gâchage doit être inférieure à 2 grammes par litres
– La teneur en sel dissout de l’eau de gâchage doit être inférieure à 15 grammes par litres .
L’évaluation approximative par apparence des propriétés des matériaux pourrait entraîner le non respect de ces conditions et par conséquent, il est très indispensable de procéder aux différents essais de laboratoires.
L’échantillonnage des matériaux
Pour effectuer les essais en laboratoire, il est nécessaire de prendre une quantité réduite de matériaux qui doit permettre de connaître les caractéristiques de l’ensemble du matériau dans lequel on a fait le prélèvement. En ce qui concerne le matériau à utiliser dans le laboratoire, on doit, avoir un échantillon représentatif de l’ensemble. La résolution de ce problème est complexe mais conditionne en grande partie l’obtention de résultats fiables.
Il y a deux étapes de prélèvements d’échantillons :
– A la carrière, au chantier ou à l’usine : on prélève une quantité de matériaux plus grande que celle qui sera utilisé pour l’essai proprement dit.
– Au laboratoire ou au lieu d’analyse: prélèvement de la quantité nécessaire à l’essai, et qui doit également être représentative de l’échantillon de départ.
a – Prélèvement sur le tas :
Pour les matériaux granulaires en stock, il est évident que les gros éléments ont tendance à se placer en bas du tas tandis que les éléments fins et les éléments de plus faible diamètre se trouvent en haut. Alors, le prélèvement de matériaux sera fait, dans tous les endroits c’est-à-dire, en bas, en haut, à l’extérieur et à l’intérieur dans le but d’avoir un échantillon aussi représentatif que possible de l’ensemble. Ainsi, les diverses fractions obtenues seront mélangées avec soin. Pour les matériaux des carrières, il faudra prendre en compte l’hétérogénéité des différents matériaux employés.
b- Prélèvement de l’échantillon nécessaire à l’essai :
Le prélèvement d’échantillon réduit nécessaire à l’essai de laboratoire, peut se faire par quartage ou à l’aide d’un échantillonneur L’échantillon à utiliser doit être séché à l’étude de la manière suivante :
– à 105°C s’il est exempt de minéraux argileux (cas rare)
– à 60°C dans tout les cas contraires.
L’échantillonneur : c’est un appareil de laboratoire qui permet de diviser facilement la totalité d’un échantillon en deux parties représentatives.
Le quartage : On divise l’échantillon en quatre parties égales. On réunit deux quarts opposés pour obtenir la moitié, on effectue un nouveau quartage. L’opération peut se répéter trois on quatre fois. On obtient ainsi un échantillon représentatif des matériaux initiaux.
LE CIMENT
Détermination de la masse volumique absolue
But et principe de l’essai
Comme la détermination de la masse volumique absolu des granulats l’essai consiste à déterminer le volume absolu du ciment et déterminer la masse correspondante.
Liquide utilisée pour l’essai :
Le ciment est une matière qui réagit à l’eau, donc pour déterminer sa masse spécifique, l’utilisation de l’eau est interdite, mais à sa place, on utilise le benzène.
Matériels utilisés :
– Balance
– Un récipient appelé densimètre ou voluménomètre de Le châtelet : C’est un récipient de 250 cm3 , comportant un col étroit muni d’un renflement d’environ 20 cm3 . Au dessus du renflement est un trait- zéro, avec une courte graduation de part et d’autre (en 1/10 de cm3) Au dessus du renflement, une autre graduation donne le volume (en 1/10 de cm3) à partir du zéro.
Conduite de l’essai :
-Verser dans le densimètre, du benzène, jusqu’au volume V1, voisin de zéro. Noter ce volume V1 en valeur algébrique (on peut avoir une valeur négative si V1 est au dessous de zéro).
-Peser le tout et noter sa masse M1
-Introduire l’échantillon (ciment) jusqu’à ce que le niveau du liquide soit dans la partie utile de la graduation supérieure. Bien chasser les bulles d’aire et noter le volume V2 correspondant.
-Peser le tout et noter sa masse M2 Expression des résultats Masse du benzène + densimètre = M1 [g] Volume du benzène = V1 [cm3 ] Masse du benzène + densimètre + ciment = M2 [g] Volume du benzène + ciment = V2 [cm3] On calcul alors :
-La masse de l’échantillon (ciment) : M = M2 – M1 [g]
-Le volume de l’échantillon : V = V2 – V1 [cm3] .
Détermination de la masse volumique apparente
On a le même principe et but que pour la détermination de la masse volumique apparente des granulats mais au lieu d’utiliser les mains, on utilise un autre matériel pour verser le ciment dans la moule.
Matériel utilisé :
– Une moule de volume V connue
– Un entonnoir porté par un trépied, muni d’une passoire et d’un opercule mobile.
– Un spatule
– Une règle
– Une balance
Conduite de l’essai :
– Peser la moule et noter sa masse M1 [g]
– Placer l’entonnoir au dessus du centre de la mesure, fermer l’opercule
– Verser une petite quantité (d’environs 200g) de ciment sur la passoire et le faire descendre à l’aide d’une spatule.
– Ouvrir l’opercule. Le ciment tombe dans la mesure
– Refermer l’opercule
– Recommencer avec de nouvelle quantité de ciment, jusqu’ à ce que se produise le débordement tout autour
– Araser à la règle
– Peser le tout et noter sa masse M2 [g] .
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
PREMIERE PARTIE : LES DIFFERENTS ESSAIS DE LABORATOIRES
Chapitre I : Généralités
I . Utilité des essais de laboratoires
II . Echantillonnage des matériaux
Chapitre II : Les granulats
I . Analyse granulométrique
II . Essai d’équivalent de sable
III . Essai colorimétrique à la soude
IV. Essai de détermination des résistances au choc
V. Détermination du coefficient volumétrique des granulats
VI. Détermination de la masse volumique absolue des granulats
VII. Détermination de la masse volumique apparent des granulats
Chapitre III : Le ciment
I. Détermination de la masse volumique absolue des ciments
II. Détermination de la masse volumique apparente des ciments
III. Essai de consistance
IV. Essai de prise
V. Vérification des classes des résistances des ciments
Chapitre IV : Eau de gâchage
I. Détermination de la teneur en matière en suspension
II. Détermination de la teneur en sel dissout
Chapitre V : Le béton
I. Mesure d’affaissement ou Slump test
II. Surfaçage des éprouvettes de béton
III. Vérification des résistances du béton
DEUXIEME PARTIE : LES METHODES DE COMPOSITION DE BETON
Chapitre I : Méthode de Dreux Gorrisse
Chapitre II : Méthode de Faury
Chapitre III : Exemple d’étude de composition de béton
Chapitre IV : Les autres méthodes de composition
I. Méthode de Bolomey
II. Méthode d’Abrams
III. Méthode de Vallette
IV. Méthode de Joisel
V. Méthode de Fuller
VI. Méthode de Lezy
Chapitre V : Comparaison de méthode de Faury et méthode de Dreux Gorrisse
TROISIEME PARTIE : INFORMATISATION DES METHODES DE FAURY OU METHODE DE DREUX GORRISSE
Chapitre I : Généralité
Chapitre II : Algorithme
Chapitre III : Utilisation de la programmation
CONCLUSION GENERALE
ANNEXES
BIBLIOGRAPHIE
