Soutenance mémoire
Le Laboratoire National des Travaux Publics et du Bâtiment (LNTPB)
Le LNTPB est un Laboratoire de géotechnique fondé en 1954 à Alarobia Antananarivo Madagascar. Dès le début, il a été considéré comme une société créatrice d’emplois. En général, le département de production se divise en deux services bien distincts :
– Service matériau
– Service mécanique des sols .
Chaque service a une hiérarchie bien définie :
– Chef de service
– Chef Laboratoire
– Chef de mission
– Opérateurs .
Personnel du La el du Laboratoir boratoire mécanique des so que des sols
En général, tous les travaux d’études et exécutions des essais dans ce Laboratoire sont assurés par un groupe de personnes dont la distribution des postes est la suivante :
– chef Laboratoire
– adjoint au Chef Laboratoire
– opérateur analyse granulométrique par tamisage
– opérateur sédimentométrie
– opérateur essai Triaxial
– opérateur Limites d’Atterberg et Equivalent de sable (ES)
– opérateur Oedomètre et perméabilité
– opérateur Etudes géotechnique et routière : CBR et Proctor .
L’expérience et le savoir-faire de son personnel ont fait que le Laboratoire des sols a un très bon rendement de production. On pourra dire que les essais nécessitent beaucoup de savoir-faire et d’expériences en manipulations pour ne pas perdre du temps. Un fait, la moyenne d’âge, un peu élevé, reste le seul handicap de ce Laboratoire.
Appareillages
On sait que les essais se basent sur la détermination de la teneur en eau, donc, le Laboratoire des sols et fondation a besoin d’un certain nombre d’étuves appropriées. Les étuves permettent d’atteindre des températures d’environ 105°C et des godets sont utilisés pour les prélèvements. Pour le tamisage, on utilise des séries de tamis de module AFNOR, des cuvettes et des balances pour le pesage dont :
– une balance de précision à 10-3 près ;
– une balance de précision à 10-2 près et assurant les pesées hydrostatiques
– une balance de précision à 10-1 près et ayant une porté de 15kg.
Pour les Limites d’Atterberg, le Laboratoire dispose de trois appareils de Casagrande avec les accessoires nécessaires, deux tamis de maille 0,40mm. Pour l’essai triaxial, on utilise un appareil d’écrasement et trois cellules triaxiaux, ajoutés à cela, un appareil de carottage et d’autres matériels utiles pour les travaux. Pour l’oedomètrie, on dispose de sept bâtis identiques avec les moules correspondants, des comparateurs et des plaques de surfaçage. Enfin, pour les essais de géotechnique routière, le Laboratoire dispose de dames Proctor modifiées, des moules de type CBR (k=15,2cm ; Ø= 15,2); des godets pour la prise de teneur en eau, des comparateurs pour mesurer le gonflement dans le cas de CBR à 96h d’imbibition.
IMPORTANCE DE LA GEOTECHNIQUE
Dans le cadre de la construction des infrastructures (ouvrage, routes, etc..), la géotechnique tient une place importante dans la phase de conception jusqu’à la phase de réalisation pour assurer la qualité et le rendement de l’ouvrage à construire.
Phase d’étude
Le prélèvement d’échantillons devra être fait soigneusement pour que le (ou les) échantillon(s) représente au mieux la carrière proprement dite car ils seront analysés au laboratoire pour définir les caractéristiques géotechniques (dureté, etc.) et leur possibilité d’utilisation (béton, enrobé, couche de forme, remblai, couche de fondation ou couche de roulement, etc.). Les échantillons des matériaux meubles devront être prélevés d’un puits à l’aide d’une tarière pour être correctement représentatifs du gisement. Il est important de connaître la puissance du gisement et le volume nécessaire pour pouvoir s’organiser dans l’exploitation des matériaux (sondeuse, explosifs, camions, chargeurs, pelles, etc….).
Phase de contrôle
La planche d’essai est utilisée pour étalonner l’atelier de compactage de l’entreprise et déterminer son rendement pour obtenir les spécifications exigées par les calculs de charge. Elle indiquera la méthodologie de mise en œuvre, en vraie grandeur, et les recommandations qu’il faut suivre pour atteindre les spécifications exigées par le marché. Des contrôles seront effectués, notamment sur l’épaisseur (compacité si les résultats réalisés lors de la planche d’essai ont été suivis correctement), la teneur en eau, le nombre de passes, l’épaisseur de mise en œuvre compacité.
CLASSIFICATION DES SOLS
En mécanique des sols, il existe diverses classifications des sols et le LNTPB utilise la classification suivante :
– la classification selon la nature visuelle, les sols sont désignés par : sable, limon, argiles, sable limoneux ou limon argilo sableux ;
– la classification selon les caractéristiques géotechniques des sols :
Classificati assification USCS (U on USCS (Unified So nified Soil Classificatio assification System)
Actuellement le LNTPB utilise la classification USCS dans le domaine routier :
– pour le sol fin, elle est basée sur les Limites d’Atterberg ;
– pour le sol grenu, elle est basée essentiellement sur la granulométrie.
La classification USCS permet de déterminer le symbole de groupe (GM, SC, ML), la dénomination, et les caractéristiques telles que densité, CBR que l’on peut attendre de ces matériaux et l’engin de compactage le mieux adapté.
Autres classifications
Classificati assification du Lab on du Laboratoire d oratoire des Ponts et Chaussées (LP aussées (LPC)
Pour le Pour les sols fins
Plus de 50% des éléments ont un diamètre inférieur à 0,08mm. Méthode basée sur WL et IP L’abaque comportant la ligne A permet de dénommer le sol par Lp, Ap, Ac
Pour le Pour les sols grenus :
Plus de 50% des éléments ont un diamètre supérieur à 0,08mm Méthode basée sur les caractéristiques de la granulométrie et Limites d’Atterberg Un tableau permet de caractériser ce matériau (Tableau I)
ANALYSE GRANULOMETRIQUE
L’analyse se fait sur des échantillons remaniés.
But et But et principe de l’ pe de l’essai
L’analyse granulométrique consiste à classer en classes granulaires un échantillon d’essai ou une masse de concassé roulé. Elle permet d’étudier la taille des particules du sol et de mesurer l’importance relative de chacune des fractions du sol de dimensions bien définies : gros éléments (cailloux), graviers, sables, limon, argile. L’essai permet de déterminer, en poids, la distribution des grains des matériaux. On sépare par tamisage les plus gros éléments jusqu’à d=0,80mm puis par sédimentation (Annexe I) les éléments à d < 0,08mm.
Appareillages
– passoire et tamis de contrôle
– balance de 15kg au gramme près
– étuve de séchage avec thermostat
– des plateaux de 50 x 50 x 10cm
Principe de la méthod a méthode
L’essai consiste à fractionner, au moyen d’une série de tamis ou passoires un matériau en plusieurs grains décroissants. L’échantillon doit être représentatif et la technique de prise repose sur la condition suivante :
où p : le poids de l’échantillon exprimé en gramme
200 D < p < 600 D
D : la dimension maximum exprimée en millimètre des plus gros éléments. Les poids des différents refus sont rapportés au poids initial de matériau, les pourcentages ainsi obtenus servent à l’établissement de la courbe granulométrique. Cette courbe granulométrique est établie en portant sur un graphique semi-logarithmique, en ordonnée (Echelle. arithmétique) les pourcentages des refus cumulés, en abscisse (Echelle logarithmique) les dimensions des tamis et passoires et le module correspondant.
EQUIVALENT DE SABLES
L’équivalent de sable que l’on désigne par ES est déterminé par une méthode simple basée sur le repérage de la quantité des sables vrais contenus dans un sable plus ou moins souillé de matières argileuses ou colloïdales. Son intérêt réside dans le fait qu’il constitue pratiquement le seul essai qui permet actuellement de contrôler la consistance de certaines qualités de matériaux mis en œuvre sur le chantier. L’ES s’effectue sur la fraction des sols passant au tamis de 5mm et lavée énergiquement avec une solution lavant normalisée. Il rend compte globalement de la quantité et de la qualité des éléments les plus fins contenus dans cette fraction en exprimant un rapport conventionnel volumétrique entre les éléments dits sableux et les éléments plus fins. Son domaine d’application s’étend, en général, aux sols faiblement plastiques, alors que la mesure d’indice de plasticité perd toute précision lorsque celui-ci est inférieur à 4 environ. La mesure de l’ES a sa précision maximum pour les très faibles plasticités.
L’ES peut servir dans de nombreux domaines :
– choix de contrôle des sols utilisables en stabilisation mécanique
– contrôle des sols utilisés en stabilisation chimique
– choix et contrôle des sables à bétons
– choix et contrôle des granulats pour enrobés hydrocarbonés.
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Table des matières
INTRODUCTION
Chapitre I Généralités
I. Le Laboratoire National des Travaux Publics et du Bâtiment (LNTPB)
I.1 Organigramme du LNTPB
I.2 Personnel du Laboratoire mécanique des sols
I.3 Appareillages
II. IMPORTANCE DE LA GEOTECHNIQUE
II.1 Phase d’étude
II.2 Phase de contrôle
Chapitre II. LES ESSAIS AU LABORATOIRE
I. CLASSIFICATION DES SOLS
I.1 Classification USCS (Unified Soil Classification System)
I.2 Autres classifications
I.2.1 Classification du Laboratoire des Ponts et Chaussées (LPC)
I.2.1.1 Pour les sols fins
I.2.1.2 Pour les sols grenus
I.2.2 Classification HBR (Highway Reacherch Board)
II ANALYSE GRANULOMETRIQUE
II.1 But et principe de l’essai
II.2 Appareillages
II.3 Principe de la méthode
III EQUIVALENT DE SABLES
III.1 Appareillages
III.2 Calcul et résultats
IV LIMITES D’ATTERBERG
IV.1 But et principe
IV.2 Appareillages
IV.3 Calcul et résultats
IV.4 Limite de plasticité (WP)
IV.4.1 But et principe
IV.4.2 Appareillages
IV.4.3 Précautions à prendre
IV.4.4 Exploitation des essais
V ESSAI PROCTOR
V.1 Essai Proctor
V.2 But et principe
V.3 Appareillages
V.4 Préparation de l’échantillon
V.5 Exécution de l’essai
V.7 Calcul et exploitation
VI ESSAI CBR (Californian Bearning Ratio)
VI.1 But
VI.2 Appareillages
VI.3 Préparation de l’échantillon
VI.4 Mode opératoire
VI.4.1 Compactage
VI.4.2 Poinçonnement
VII. ESSAI LOS ANGELES
VII.1 But et définition de l’essai
VII.2 Principe de l’essai
VII.3 Appareillages
VII.4 Prise de l’échantillon et exécution de l’essai
VII.5 Expression des résultats
VII.6 Commentaires
VIII. ESSAI D’USURE MICRO – DEVAL
VIII.1 But et principe de l’essai
VIII.2 Appareillages
VIII.4 Expression des résultats
VIII.5 Commentaires
Chapitre III. RESULTATS DES ESSAIS DE LABORATOIRE, INTERPRETATION ET UTILISATIONS
I. Localisation du site
II. Sol de plate-forme
II.1 Sable limoneux rouge localisé dans la zone 2
II.2 Dans la zone 1, 3, 4, 5 on a le limon sableux
II.3 Sur grave concassée 0,60 (couche de fondation)
II.4 Sur grave concassée 0,40 (Couche de base)
II.5 Matériau d’enrobés
III Synthèse des résultats
IV DIMENSIONNEMENT DE LA PISTE
IV.1 Méthode CBR
IV.2 Formule
IV.3 Hypothèse de calcul
V DIMENSIONNEMENT
V.1 Détermination de la charge par roue simple équivalente
V.2 Détermination de l’épaisseur équivalente nécessaire
V.3 Correction de la charge en fonction des nombres de mouvement
V.4 Epaisseur équivalente
V.5 Récapitulation
VI CONCEPTION ET COUPE DE LA CHAUSSEE
VI.1 Commentaires et conclusion
VII VERIFICATION DES CONTRAINTES
VII.1 Introduction
VII.2 Méthode de JONES et PEATES
VII.3 Hypothèse de base
VII.4 Fonctionnement et application de la méthode
VII.4.1 Contraintes
VII.4.2 Paramètre de calcul
VII.5 Remarque
I.1 Généralités et principe de l’essai
Un densimètre gradué
CONCLUSION
