Soutenance mémoire
Notion de mécanique des sols
Essais sur les matériaux meubles
Description des caractéristiques structurales
Les sols sont constitués :
• de particules solides issues de dégradation des roches;
• des eaux qui peuvent se présenter sous deux formes :
✔ eau libre qui peut circuler par pesanteur entre les particules solides et qui s’évapore entièrement lorsque le sol est exposé à une température voisine de 105°C;
✔ eau liée ou adsorbée qui constitue une très mince couche d’eau autour des particules. Elle n’est pas mobile et s’évapore;
• de gaz, généralement de l’air avec de la vapeur d’eau .
Mode d’exécution de l’essai
– verser la suspension dispersée dans une éprouvette d’essai immédiatement après la fin de l’agitateur mécanique;
– rincer le récipient ainsi que l’arbre et les palettes avec de l’eau distillée ou déminéralisée;
– recueillir le liquide de rinçage dans l’éprouvette afin d’éviter de perdre une partie de l’échantillon de sol lors du transfert;
– compléter par l’eau distillée à température ambiante jusqu’à 2000cm3;
– verser 2000cm3 de la même eau distillée dans un second éprouvette témoin et y plonger le thermomètre et le densimètre propre;
– agiter verticalement la suspension au moyen de l’agitateur manuel pour obtenir une concentration uniforme sur toute la hauteur de l’éprouvette;
– retirer l’agitateur manuel et déclencher le chronomètre :
– plonger le densimètre avec précaution dans la suspension;
– noter à chaque lecture (0,5 – 1- 2 – 5 – 10 – 20 – 40 – 80 – 240 – 1440mm), la densité de la solution à 10⁻⁴ près et la température de l’eau dans l’éprouvette témoin à 0,1° c près;
– faire les lectures du densimètre au sommet du ménisque;
– procéder aux trois premières lectures sans retirer le densimètre de la solution;
– à partir de la 3e lecture, retirer le densimètre de la solution, le nettoyer puis le plonger dans l’éprouvette d’eau distillée ou déminéralisée;
– plonger le densimètre avec précaution dans la solution au minimum 30″ avant la mesure et noter la 4e lecture;
Essais de compactage et de Portance
Essai Proctor
But de l’essai
L’essai Proctor a pour but de déterminer la teneur en eau optimale, qui conduit à la force portante maximale pour un sol donné et des conditions de compactage donné. Les caractéristiques de compactage Proctor d’un sol sont déterminées à partir des essais: essai Proctor normal ou essai Proctor modifié.
Appareillage
– dame Proctor normal ou modifié;
– moule CBR OU Proctor.
– balance + récipient;
– petit matériel (pinceau, pelle épicière, burin massette, règle à araser);
– étuve;
Préparation des matériaux
– Préparer la quantité de matériau correspondant au moule utilisé soit 15kg dans le cas du moule Proctor (D < 5 mm) ou 50kg dans le cas du moule CBR;
– Sécher partiellement le matériau à l’étuve à 50°C jusqu’à une teneur en eau permettant de commencer l’essai;
– Tamiser à 20mm et séparer le tamisat par quartage en au moins cinq parts égales (6 ou 7 si l’estimation de teneur en eau optimale est incertaine) .
Mode opératoire
– estimer l’ordre de grandeur de teneur en eau optimale;
– humidifier et malaxer chaque part à une teneur en eau différente pour avoir au moins trois teneur en eau inférieures à la teneur en eau supposée de l’OPM et deux supérieures;
– humidifier dans des récipients étanches chaque part (prise d’essai minimum 2 heures dans le cas de matériaux limoneux);
– peser le moule de masse M et déterminer son volume V;
– prendre la prise d’essai ayant la teneur en eau la plus faible et procéder en compactage;
– peser le moule plus matériau compacté, soit MH;
– trouver la teneur en eau sur une partie de la prise compactée;
– procéder de la même manière pour les autres prises de teneurs en eau croissantes;
– nettoyer les matériels entre les compactages de chaque prise d’essai;
Essai CBR
Définition
▶ Indice CBR après immersion, indice CBR immédiat: grandeurs utilisées pour caractériser un sol, en tant que support ou constituant d’une surface de chaussée;
▶ Indice Portant Immédiat : grandeur utilisée pour évaluer l’aptitude d’un sol à supporter directement sur sa surface la circulation des engins de chantiers .
Ces indices sont en fonction de la charge par essieu et du trafic attendu.
Principe de l’essai
Le principe général de l’essai qui cherche à déterminer les indices CBR, consiste à mesurer les forces appliquées sur un poinçon cylindrique de 19,35cm² de section pour le faire pénétrer à la vitesse de 2,7mm/min dans une éprouvette de sol. Les valeurs particulières des deux forces appliquées ayant provoqué les enfoncements de 2,5 et 5mm, sont alors rapportées aux valeurs de 13,35 et 20kN, qui sont les forces observées sur un matériau de référence pour les mêmes enfoncements. L’indice recherché est alors défini conventionnellement comme étant la plus grande valeur, exprimée en pourcentage des deux rapports ainsi calculés.
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Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I : LES SOLS DANS LA CONSTRUCTION ROUTIERE
I.1. Notion de mécanique des sols
1.1. Essais sur les matériaux meubles : « Sols »
1.1.1. Description des caractéristiques structurales
1.1.2. Les essais d’identification
a. Analyse granulométrique
a.1. Analyse par tamisage
a.2. Analyse par sédimentation
a.3. Teneur en eau
b. Les limites d’Atterberg
1.1.3. Essais de compactage et de Portance
a. Essai Proctor
b. Essai CBR
1.2. Essais sur les matériaux rocheux
1.2.1. Essai Los Angeles
1.2.2. Essai Micro Deval
1.2.3. Mesure de coefficient d’Aplatissement
I.2. Comportement des sols
2.1. Processus de formation des Sols
2.1.1. Généralités
2.1.2. Différenciation Pédologique
2.1.2.1. Généralité
2.1.2.2. Les facteurs de pédogenèse
2.1.2.3. Processus de pédogenèse
2.1.3. Différenciation Sédimentaire
2.1.3.1. Processus
2.1.3.2. Classification granulométrique
2.2. Les matériaux rocheux
2.3. Altération de la roche mère
2.4. Les sols malgaches
2.4.1. Sols ferralitiques
2.4.2. Sols Volcaniques
2.4.3. Sols Siliceux
I.3. Les critères de choix des sols
3.1. Terrassement
3.1.1. Matériaux pour les remblais
3.1.2. Matériaux pour couche de forme
3.2. Chaussée
3.2.1. Matériaux pour couche de fondation
3.2.2. Matériaux pour couche de base
PARTIE II : TRAVAUX DE RECONNAISSANCE DES SOLS ROUTIERS
II.1. Travaux de reconnaissance
1.1. Objet
1.2. Reconnaissance de gisement
1.3. Reconnaissance du tracé
II.2. Classification des sols routiers
2.1. Classification LPC
2.1.1. Subdivision préliminaire
2.1.2. Cas des sols grenus
2.1.3. Cas des sols fins
2.1.4. Cas des sols organiques
2.2. Classification HRB
2.2.1. Cas des sols grenus
2.2.2. Cas des sols Limono-argileux
PARTIE III : MISE EN ŒUVRE DES SOLS ROUTIERS
III.1. Modification de la granulométrie
1.1. Granulométrie serrée
1.2. Granulométrie mal graduée
III.2. Mode d’exécution de la mise en œuvre
2.1. Terrassement
2.2. La chaussée
2.2.1. La planche d’essais
2.2.2. L’assistance de travaux
a. La scarification avec apport en GCNT
b. Démolition et purge de la chaussée existante
c. Recyclages
2.3. Le remblai
2.4. La couche de fondation
2.5. Couche de base
III.3. Proposition sur l’utilisation des sols malgaches
PARTIE IV : INFORMATISATION DE LA CLASSIFICATION DES SOLS
IV.1. Objectifs
IV.2. Avantages
IV.3. Utilisateurs cibles
IV.4. Organigramme pour la classification du sol
IV.5. Fonctionnement du logiciel « REC SOLS »
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES
