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CLASSIFICATION FRANÇAISE DES SOLS FINS ET DES MATÉRIAUX ROCHEUX ÉVOLUTIFS UTILI

CLASSIFICATION FRANÇAISE DES SOLS FINS ET DES MATÉRIAUX ROCHEUX ÉVOLUTIFS UTILISÉS EN CONSTRUCTION ROUTIÈRE Mohamed KHEMISSA Ingénieur de l'École nationale des travaux publics (Alger) Docteur de l'École nationale des ponts et chaussées (Paris) Enseignant au Centre universitaire Mohamed Boudiaf (M'Sila) Résumé : On présente dans cette communication une synthèse des paramètres techniques, qui fixent les condi- de forme du domaine routier, lesquels sont définis dans la dernière classification des sols et des matériaux ro- cheux en usage en France depuis 1992. Mots-clés : classification ; sol fin ; matériau rocheux évolutif ; remblai ; couche de forme ; GTR. INTRODUCTION La construction des remblais et des couches de forme du domaine routier requiert des volumes impor- tants de matériaux (en moyenne 100000 m 3 /km dans le cas des autoroutes). De ce fait, pour réaliser un ouvrage des caractéristiques de résistance et de déformabilité différentes. Cette hétérogénéité est la cause principale des difficultés rencontrées lors de la réalisation de ces ouvrages, car chaque classe de matériaux est tributaire de potentiellement déformable, voire instable à court ou long terme. Il faut par ailleurs rappeler que le coût de la réalisation des remblais peut atteindre 20 à 30 % du coût reuses, complexes à définir et jamais totalement garanties. Lorsque ces instabilités se produisent dans l’ouvrage en service, il faut encore y ajouter les coûts de la reconstruction de la chaussée et de la perte de niveau de ser- Ces quelques généralités devaient être présentées pour démontrer, si besoin était, que l’ingénieur doit, aussi grande que pour les autres ouvrages de génie civil et, d’autre part, définir avec précision les critères de choix des matériaux à utiliser et les conditions de leur mise en œuvre. Les différents systèmes de classification géotechniques des sols et des matériaux rocheux en usage à travers le monde se sont montrés mal adaptés au cas des remblais et des couches de forme. Ceci a conduit aux projeteurs des règles et normes communes pour la conduite des études géotechniques, la rédaction des pièces techniques des marchés de terrassements et sur les chantiers lors de la réalisation des travaux. Cette classifica- constatations répétées sur l’insuffisance de certaines des prescriptions précédentes en matière de compactage des remblais et des couches de forme, préconise des dispositions plus sévères. La présente communication a pour objet de définir les matériaux utilisés pour la réalisation des remblais et des couches de forme, puis de décrire les paramètres retenus dans le GTR pour leur classification, notamment les sols fins et les matériaux rocheux évolutifs. MATÉRIAUX DE REMBLAIS ET DE COUCHES DE FORME Les sols, les matériaux rocheux et les sous-produits industriels constituent les trois grandes familles de matériaux utilisés pour la réalisation des remblais et des couches de forme. Le GTR propose de répartir ces maté- riaux en six classes distinctes : Actes du Séminaire sur les terrassements dans les grands travaux ARAL, Sétif, 30-31 mai 1999 2 - classe A : pour les sols fins, - classe B : pour les sols sableux et graveleux avec fines, - classe C : pour les sols comportant des fines avec des gros éléments, - classe D : pour les sols insensibles à l’eau, - classe F : pour les sols organiques et les sous-produits industriels, - classe R : pour les matériaux rocheux évolutifs et non évolutifs. La figure 1 donne le tableau synoptique de classification des matériaux selon leur nature. Une description détaillée de l’ensemble de ces classes de matériaux et des conditions de leur utilisation pour la réalisation des remblais et des couches de forme, ainsi que des modalités de leur régalage et leur compac- tage, est donnée dans les fascicules I et II du GTR. Aussi, ne décrira-t-on ci-après que les paramètres techniques de classification des sols fins et des matériaux rocheux évolutifs. Les sols (classes A, B, C et D) Les possibilités d’emploi d’un sol pour la réalisation des remblais et des couches de forme sont contrô- Actes du Séminaire sur les terrassements dans les grands travaux ARAL, Sétif, 30-31 mai 1999 3 Les paramètres retenus pour caractériser la nature d’un sol sont la granularité (dimension maximale des plus gros éléments contenus dans le sol Dmax, tamisât à 80 m, tamisât à 2 m) et l’argilosité (indice de plasticité Ip, valeur au bleu de méthylène du sol VBS) et, pour caractériser son comportement mécanique, les coefficients Los Angeles LA, micro-Deval en présence d’eau MDE et friabilité des sables FS. Pour caractériser l’état hy- drique d’un sol, les paramètres retenus sont le rapport de la teneur en eau naturelle à la teneur en eau à l’optimum Proctor normal wn/wOPN, l’indice de consistance IC et l’indice portant immédiat IPI. Les matériaux rocheux (classe R) On distingue dans cette catégorie les matériaux sains, qui se caractérisent par le fait que leur granularité et le basalte et, comme matériaux évolutifs, les marnes et la craie. Il faut toutefois être conscient qu’il existe le plus souvent une transition continue entre matériaux sains et matériaux évolutifs. La classification française des matériaux rocheux utilisés pour la réalisation des remblais et des couches de forme s’appuie d’abord sur la nature pétrographique de la roche (roches sédimentaires, magmatiques ou mé- micro-Deval en présence d’eau MDE pour apprécier la tenue sous trafic ; coefficients de fragmentabilité FR et dégradabilité DG pour apprécier le caractère évolutif, etc.). Les matériaux particuliers : sols organiques et sous-produits industriels (classe F) Les principaux matériaux particuliers utilisés en France pour la réalisation des remblais et des couches de forme sont : - les matériaux naturels renfermant des matières organiques ayant une teneur en eau supérieure à 3 % (terres végétales, humus forestier, vases, tourbes, etc.) ; - les cendres volantes silico-alumineuses de centrales thermiques, les schistes houillers, les schistes de mine de laitiers de hauts fourneaux et autres sous-produits industriels. Ces matériaux particuliers peuvent, dans certains cas, se révéler intéressants du point de vue technique et éco- remblai ou en couche de forme sont à la fois divers et spécifiques à la famille considérée. CLASSIFICATION DES SOLS FINS Est considéré comme sol fin, tout sol présentant une granularité caractérisée par un Dmax50 mm et un tamisât à 80 m>35 %. Le GTR propose de répartir les sols fins en fonction de leur argilosité en quatre sous- classes, dont une description est donnée ci-après. Sous-classe A1 (VBS2,5 ou Ip12) Dans cette sous-classe, on trouve les limons peu plastiques, les lœss, les silts alluvionnaires, les sables fins peu pollués, les arènes peu plastiques, etc. Cette sous-classe correspond à des sols qui changent brutalement de consistance pour de faibles variations de teneur en eau, en particulier lorsque la teneur en eau naturelle est drique et climatique et relativement court, mais la perméabilité pouvant varier dans de larges limites selon la granularité, la plasticité et la compacité, le temps de réaction peut tout de même varier assez largement. Dans le Sous-classe A2 (12<Ip25 ou 2,5<VBS6) Dans cette sous-classe, on trouve les sables fins argileux, les limons, les argiles et marnes peu plas- tiques, les arènes, etc. Le caractère moyen des sols de cette sous-classe fait qu’ils se prêtent à l’emploi de la plus atteint des valeurs supérieures à 12, il constitue le critère d’identification le mieux adapté. Actes du Séminaire sur les terrassements dans les grands travaux ARAL, Sétif, 30-31 mai 1999 4 Sous-classe A3 (25<Ip40 ou 6<VBS8) Dans cette sous-classe, on trouve les argiles et argiles marneuses, les limons très plastiques, etc. Ces sols ont une consistance qui varie de moyenne à dure, à teneur en eau moyenne ou faible, et sont collants ou perméabilité très réduite rend leurs variations de teneur en eau très lentes en place. Une augmentation de teneur en eau assez importante est nécessaire pour changer notablement leur consistance. Sous-classe A4 (Ip>40 ou VBS>8) Dans cette sous-classe, on trouve les argiles et argiles marneuses très plastiques, etc. Ces sols sont très envisagé car, à sec, ils sont très difficiles à compacter puisque leur consistance varie de dure à très dure et, hu- mides, ils sont très collants, mais il peut éventuellement être décidé sur la base d’une étude spécifique s’appuyant notamment sur des essais en vraie grandeur. CLASSIFICATION DES MATÉRIAUX ROCHEUX ÉVOLUTIFS Un matériau rocheux est considéré comme évolutif lorsque sa structure se modifie sous l’effet des solli- % et, si la destruction de leur structure se poursuit, elle rend possible des réarrangements dans l’ouvrage condui- sant au remplissage des vides et, par conséquent, à des tassements importants. Pour caractériser ce genre de matériaux, le GTR propose deux paramètres : - le coefficient de fragmentabilité FR, défini par le rapport des D10 d’un échantillon de granularité initiale donnée mesurés avant et après lui avoir fait subir un pilonnage conventionnel à la dame Proctor normal (figure 2) ; - le coefficient de dégradabilité DG, défini par le rapport des D10 d’un échantillon de granularité initiale donnée etc.), la fragmentabilité peut être évaluée à partir d’une mesure de la masse volumique sèche de la roche déshy- dratée en place, qui est en étroite corrélation avec la résistance de uploads/Ingenierie_Lourd/ classification-francaise-des-sols-fins-et-des-materiaux.pdf