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1 Fiches techniques génie hippique _____ Sols / essais de labo Plan 1) Caractér

1 Fiches techniques génie hippique _____ Sols / essais de labo Plan 1) Caractérisation d’un sol A - GRANOLUMETRIE 1) Définitions 2) Porosité et perméabilité 3) Drain et filtre B - PROPRETE 1) L’équivalent de sable 2) La valeur de bleu (VBS : valeur de bleu du sol) Norme P94-068 C - PLASTICITE (ou argilosité) Norme P94-051 2) Autres essais de granulats A - ESSAI LOS ANGELES (LA) Norme P18-573 (1990) B - MICRO DEVAL EN PRESENCE D’EAU (MDE) Norme P18-572 (1990) C - FRIABILITE DES SABLES (FS) Norme P18- 576 (1990) D – DIVERS 3) Comportement des sols A - COMPACTAGE Norme P94-093 Essai PROCTOR B - PORTANCE : Norme P94-078 Essai CBR C - COHESION D - COMPRESSIBILITE E - ESSAIS ACCELEROMETRIQUES ___ Génie hippique GEN 29 Sols Principaux essais de laboratoire 1) Caractérisation d’un sol Un sol se caractérise par sa granulométrie, sa propreté, sa plasticité. A - GRANULOMETRIE • Norme P 94 - 056 (tamisage) • Norme P 94 - 057 (sédimentation) 1) Définitions Faire une granulométrie, c’est procéder à un tri par tamisages successifs à travers des mailles calibrées et normalisées de plus en plus fines1, afin d’établir une courbe granulométrique2 qui représente les proportions respectives des classes de dimensions des granulats. La granulométrie d’un mélange a un rôle déterminant pour prévoir la compacité, la cohésion, la gélivité de ce matériau. La courbe comprend en abscisse la taille des éléments (échelle logarithmique) et en ordonnée les pourcentages de poids des tamisats cumulés (donc de 0 à 100, échelle arithmétique). Lorsque les grains sont de tailles variées la courbe est "étalée" . On dit que le matériau est "bien gradué" ou "mal classé" ou encore "hétérométrique". A l’inverse, si tous les grains sont sensiblement de la même taille, la courbe est "redressée " (proche de la verticale). Le matériau est dit alors "mal gradué" ou "bien classé" ou "homométrique". 1 maille carrée progressant selon 3√2 . Le mode opératoire est défini par des normes AFNOR (voie humide et sèche). 2 ou un tableau, des histogrammes... Librairie des Haras nationaux Les écuries du Bois 61310 LE PIN AU HARAS Tél : 02 33 12 12 27 / Fax : 02 33 39 37 54 librairie@haras-nationaux.fr www.haras-nationaux ________________________________________________________________________________________ Auteurs : Département Ingénierie Octobre 2005 La présente note ne s’adresse pas aux spécialistes, mais constitue un document de vulgarisation à destination de toute personne confrontée à la nécessité de choisir un matériau et/ou de comprendre les résultats d’analyse fournis par les laboratoires, en particulier lors de la réalisation de carrières hippiques. L’aspect géologique ne sera pas abordé et ceux spécifiques des techniques routières ne seront que brièvement évoqués. ____ 2 Sols / essais de labo ___ ___ Génie hippique GEN 29 Librairie des Haras nationaux Les écuries du Bois 61310 LE PIN AU HARAS Tél : 02 33 12 12 27 / Fax : 02 33 39 37 54 librairie@haras-nationaux.fr www.haras-nationaux • Appellations granulaires 0 à 2 µ : argile 2 à 20 µ : limons fins En agronomie : argiles + limon = liant 20 à 50 µ : limons grossiers 50 à 200 µ : sables fins 200 µ à 2 mm : sables grossiers 2 à 20 mm : graviers 20 à 200 mm : cailloux On donne le nom de Fines ou Filler (en anglais) aux granulats inférieurs à 80 µ. Sont moins employées les appellations mortiers (0 à 400 µ) et terres fines (0 à 2 mm). • Sédimentométrie En pratique comme le tamisage est difficile en dessous de 80 µ, on procède alors plutôt par sédimentométrie. Certes, il existe des tamis de 5 µ perforés au laser mais ils sont très chers. Les carrières d’extractions bornent donc en général leur analyse granulométrie à la limite de tamisage (80 µ ), seuls des laboratoires équipés peuvent aller au delà. Le coût d’une analyse par sédimentométrie est assez élevé. La technique de la sédimentométrie s’appuie sur le fait que la vitesse de sédimentation d’un corps (sphérique) est proportionnel au carré de son diamètre, d’où la notion de diamètre équivalent des corps de formes variées. On mélange le produit dans une éprouvette avec une solution défloculante, on laisse le produit se déposer, puis avec une pipette on fait un prélèvement à un temps et à une profondeur donnée ou on lit une densité (qui varie en fonction de la concentration). Inversement, une courbe redressée ou la présence d’une "bosse" dans une courbe granulométrique sont indicateurs d’instabilité et de difficulté de compactage, ce qui peut être recherché (certaines tailles d’éléments étant peu représentées). Deux matériaux de même porosité peuvent avoir des perméabilités3 différentes ; soit un matériau A composé de grains de 0,3 mm et un matériau B composé de grains de 2 mm, de même porosité par hypothèse. Les vides de A sont plus petits que les vides de B, donc l’eau circulera moins vite dans A que dans B (d’avantage de frottements donc de pertes de charge) alors que ces deux matériaux ont la même porosité, B sera plus perméable que A. porosité et perméabilité ne sont pas synonymes. La porosité est une condition nécessaire à la perméabilité mais elle n’est pas suffisante. 3) Drain et filtre Ce sont des notions en partie opposées. Un matériau est dit drainant lorsqu’il laisse passer l’eau. Il est d’autant plus drainant que l’eau circule vite, donc que ses vides sont plus grossiers. Un matériau est dit filtrant lorsqu’en laissant passer l’eau, il retient les matériaux du sol. Il est d’autant plus filtrant qu’il peut retenir des matériaux fins donc que ses vides sont de petite taille. Lorsqu’on demande à un matériau d’être drainant et filtrant, il faut que les vides qu’il contient soient assez gros pour évacuer l’eau rapidement et assez réduits pour que les éléments fins du sol ne soient pas emportés. Préserver ces deux qualités consiste à rechercher un équilibre parfois difficile à trouver. A cause de la production de fines sous le pied des chevaux, le drainage d’une carrière extérieure se colmate souvent assez vite. • Définitions d15 = diamètre du grain tel que 15 % du sol soit constitué de grains de taille inférieure à d. d : concerne le drain ou le filtre D : concerne le sol à drainer. Condition de drain : Le d15 > 5 D15 drain est constitué de sable 5 fois plus grossier que le sol à drainer. d60 Condition de filtre : d50 < 25 D50 et ___ > 20 d10 Il faut une étendue granulométrique suffisante. 3 La perméabilité d’un sol est la vitesse de circulation de l’eau dans le sol, elle s’exprime en cm/s. 2) Porosité et perméabilité Les matériaux bien gradués (courbe étalée) peuvent sous l’action du compactage, avoir des densités élevées : les éléments fins viennent s’insérer dans les vides laissés entre les grains moyens, eux-mêmes placés dans les vides laissés par les grains plus gros et ainsi de suite. C’est donc un facteur de stabilité ; autrement dit une porosité (= rapport entre les volumes des vides et des pleins) faible est facteur d’imperméabilité et de stabilité. ________________________________________________________________________________________ Auteurs : Département Ingénierie Octobre 2005 3 H2 H1 So lu t io n lavan t e claire Flo cu lat (so lu t io n lavan t e t ro u b le ) so l Sols / essais de labo ___ ___ Génie hippique GEN 29 Librairie des Haras nationaux Les écuries du Bois 61310 LE PIN AU HARAS Tél : 02 33 12 12 27 / Fax : 02 33 39 37 54 librairie@haras-nationaux.fr www.haras-nationaux B - PROPRETE La propreté d’un sol se mesure par deux essais : l’équivalent de sable (ancienne manière) ou la valeur de bleu (manière moderne qui l’a remplacé). 1) L’équivalent de sable Le but de l’essai est de provoquer la floculation (= séparation des composants d’une solution colloïdale4 en deux phase superposées) de la phase argileuse. Le mode opératoire est précis. Un échantillon de 120 g de poids sec de la fraction comprise entre 0 et 5 mm ou entre 0 et 2 mm est mis dans une solution floculante, contenant notamment du chlorure de calcium et de la glycérine qui sert à laver l’échantillon. Après 20 minutes de décantation, on mesure la hauteur du sol (sédiment) et celle du floculat (partie trouble de la solution lavante). H1 : hauteur du sédiment H2 : hauteur du floculat H1 x 100 E.S. (équivalent de sable) = _________ H2 • Si l’échantillon est composé uniquement de sable : H1=H2 E.S. = 100 • Si l’échantillon est composé uniquement d’argile : H1=0 E.S. = 0 Ces valeurs théoriques permettent de concrétiser les limites de l’E.S. et d’expliquer le nom de l’essai. Un sable dont l’E.S. est supérieur à 35 est considéré comme propre. Pour qu’un sable soit drainant on demande un E.S. supérieur à 70. Remarques importantes L’E.S. ne correspond en aucun cas à une proportion de sable dans le sol, car il est bien évident que l’eau est uploads/Litterature/ sols-essais-de-labo 1 .pdf