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I. Théorie : I.1. Introduction : Alors que les sables fins se présentent sous l

I. Théorie : I.1. Introduction : Alors que les sables fins se présentent sous l’aspect de poudre d’où leur nom de sols pulvérulents, les argiles par contre forment des pâtes dans lesquelles chaque grain est relié aux grains voisins par des forces de cohésion dues à la présence des couches adsorbées. La consistance qui en résulte dépend en grande partie de la teneur en eau du matériau. Une argile complètement détrempée est liquide ; à l’opposé on trouve des argiles desséchées qui se comportent comme des solides, on en rencontre également qui sont de véritables pâtes à modeler. I.2 Consistance du sol : (limites d’Atterberg) C’est la capacité du sol pour se former on basons sur :  Finesse des particules.  Teneur en eau : ω qui est, pour certain volume de sol, le rapport du poids de l’eau au poids de la matière séche. On distingue d’après ses états suivants dans La consistance des argiles: Etat liquide. Etat plastique. Etat semi solide. Etat solide. On peut schématiser ces états sur la figure-1- suivante : L’état liquide : les grains sont indépendants les uns des autres, leur leurs mouvements relatifs sont aisés. L’état plastique: les grains se sont rapprochés et ont mis en commun leurs couches adsorbées si bien qu’ils sont relie par des chaînes de molécules d’eau qui s’accroches à leur deux extrémités sur chaque grain. Lorsqu’il y a mouvement, les grains restent attachés les uns aux autres, sans s’éloigner. L’état semi solide : L’état solide : les grains sont encore plus prés les uns des autres, ils arrivent même au contact en quelques points, en chassant l’eau adsorbée. Les frottements internes sont alors importants. On représente ces états dans la figure-2- suivante : I.3 Les limites qui séparent ces états sont les Limites d’Atterberg : A. Limite de liquidité ‘LL’. B. Limite de plasticité ‘LP’. C. Limite de rétrécissement ‘LR’. Ces trois limites jouent un grand rôle pour la classification du sol et les caractéristiques. Définition de « LL », « LP » et « LR » : Limite de liquidité : c’est la teneur en eau d’où le sol passe d’état de liquidité à l’état plastique, et c’est ou le sol à une fiable résistance pour cisaillement. Limite de plasticité : c’est la teneur en eau d’où le passage du sol d’état plastique à l’état semi solide, autrement c’est le pourcentage qui donne la plasticité du sol. Limite de rétrécissement : c’est la teneur en eau d’où le passage du sol d’état semi solide à l’état solide, autrement c’est la teneur d’eau qui sature un minimum de. Figure-2- : Divers états d’un sol D’après ces définitions on déduira les formules suivantes : I.4 Les formules déduisent d’après les limites d’Atterberg : Limite de liquidité : WL         25 121 , 0 N W L  N : nombre de coups. ω : teneur d’eau initiale (qui se trouve dans l’échantillon humide) qui est définit par la formule suivante : W W S W   Limite de plasticité : W¨P Limite de rétrécissement : WR   W V V W d W d i R      Vi : Volume sec. Vd : Volume humide. Wd : Poids sec. γW: Poids volumique d’eau. Les indices déduisent par les limites d’Atterberg : Indice de plasticité : L’indice de plasticité IP est la différence entre la limite de liquidité et la limite de plasticité, il mesure l’étendue du domaine de plasticité du sol. Il exprime donc par la relation. W W I P L P   Cette notion d’indice de plasticité a une grande importance dans tous les problèmes de géotechnique routière. Indice de liquidité : I W W I P L L   Indice de consistance : I W W W W W W I P L P L L C      D’après ces limites on peut identifié et classer les sols à l’aide de : 1. Diagramme de la « Public Roads Administration » : qui permet d’opérer facilement une classification (mais pas du tous adapté au cas des sable et graviers), voir figure-3-. Abaque de plasticité de Casagrande : cette classification est relativement grossière et Casagrande, d’après les mêmes critères, a donne une classification plus raffinée qui divise les sols cohérents en 8 grands groupes, l’équation de la droite est : IP=0,73(WL – 20) (voir figure-4-). 2. Classification d’après LCPC : (laboratoire centrale des pont et carrier) Le tableau suivant permis de classer les sables, les limons et argiles en fonction des limites d’Atterberg : Les sols Limite de liquidité WL Indice de plasticité IP Sable WL<35 IP<15 Limon 20<WL<60 5<IP<25 Argile WL>30 IP>15 II. Les manipulations : 1 ére Manipulation : II.1.1 Objectif : le but de ce essai, c’est de déterminé la limite de liquidité pour un sol cohérent à fin de classer se dernier d’après le ‘Classement de Casagrande’, pour donnée une aider approchée de la compressibilité et la résistance ou charge. II.1.2 Appareil et les matériaux utilisés : Echantillon de sol sec passé par le tamis 04 (0,4mm). Appareil de Casagrande. Outil à rainurer forme de ‘V’. Bouteille de plastique qui contient de l’eau. 12 tares. Plat. Couteau. Balance électronique de l’ordre ±0,01g. L’étuve. II.1.3 Description de l’appareil Casagrande : Voir figure-5- Cet une appareil pour déterminer la limite de liquidité, il se compose d’une coupelle métallique qui tourne sur un axe horizontal, il monte de 10 mm et tombe sur le fond de l’appareil. Remarque : Avant n’importe quel essai on doit faire les vérifications suivantes : 1. il faut vérifier son fonctionnement de ces éléments. 2. la pureté et desséchement des éléments: la coupelle et l’outille à rainurer. 3. la chute de la coupelle quelle soit libre de 1cm de hauteur jusqu’à le fond. II.1.4 Mode opérateur de l’essai : Etape-1- : prendre une quantité de sol qui est passé de tamis 04 et le maître au plat, en suite le bien mélangé avec une quantité d’eau pour avoir une bonne gâche qui est proche de l’état plastique. Etape-2- : après avoir une pâte qui a un consistance homogène on pend une quantité est la maître à coupelle métallique de l’appareil de Casagrande. Ajusté la surface de la pâte qui sera planer avec la base (parallèle), est élevé la quantité supplémentaire. Etape-3- : on trace une rainure au moyen d’un instrument en forme de ‘V’ (voir figure -5.1-) Etape-4- : on imprime à la coupelle des chocs semblables en comptant le nombre de chocs nécessaire pour fermer la rainure sur 1cm. Etape-5- : on prend 2 quantité de la zone de cohésion de la pâte à l’aide d’un couteau et les maître dans les tares en suite les pesé, et les rendre à l’étuve. Etape-6- : après cette opération on rend la pâte au plat, en suite lave et sécher la coupelle et l’outille de rainurer pour refaire un autre essai. Etape-7- : après 24h on sort les 12 tares de l’étuve qui contiennent l’échantillon sec et les pesés. II.1.5 Les résultats expérimentale : On note les résultats dans le tableau-1- suivant, en suite on trace la relation entre la teneur en eau ‘ω’ et le nombre de chocs ‘N’, ou l’échelle arithmétique pour les teneurs en eau axes des ordonnées, logarithmique pour le nombre de chocs axes des abscisses. D’après le tableau-1- on peut tracer le graphe: ω= f (N), (voir graphe-1-) On obtient une droite, à 25 coups on trouve : WL=69,32%, on arrondit à la valeur entière proche, soit : WL=69% Le tableau-2- permit de comparer ce résultat avec celui que l’on obtient à l’aide de la formule empirique :         25 121 , 0 N W L  2 éme Manipulation : II.2.1 Objectif : déterminer la limite de plasticité WP pour déduire l’indice de plasticité IP pour identifier le sol étudiée. II.2.2 Appareil et les matériaux utilisés : Un plat pour la galette. Prendre le même échantillon du sol. L’eau. II.2.3 Mode opérateur de l’essai : Etape-1- : on pend l’échantillon du sol et le maître dans le plat. Etape-2- : mélanger la pâte avec une quantité d’eau considérable jusqu’à quelle devienne plastique. Etape-3- : on roule l’échantillon sous forme de fuseau qu’on amincit progressivement. La limite de plasticité WP est la teneur en eau du fuseau qui se brise en petits en petits tronçons de 1à 2 cm de long au moment où son diamètre atteint 3mm. Il faut donc réaliser des rouleaux de 3mm de diamètre sans pouvoir faire de rouleaux plus fins. Etape-4- : on refais 3 essais. II.2.4 Les résultats expérimentale : On note les résultats expérimentaux dans le tableau-3-, est déduire la limite de plasticité WP. La limite de plasticité est donc à 33% valeur entière la plus proche des résultats expérimentaux. III. conclure : Au total, d’après la 1ére et la 2éme manipulation nous obtenons : WL = 69%. WP = 33% IP = uploads/Finance/ limite-de-liquidite-amp-limite-de-plasticite.pdf