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Granulométrie République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l'En

Granulométrie République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Institut de Technologie -Bouira- Hydraulique/Génie des procédés Première année licence Pro. Réalisé par : KAROUI Fadoua. BENGHELLAB Imen. 2018 – 2019 Module : Opérations Solide/Fluide. Rapport sur : 1 Introduction : D'après des nombreux modes des analyses des grains on a la granulométrie qu'il s'agit d'une opération permet de Mesure des dimensions des grains d'un mélange, détermination de leur forme et étude de leur répartition dans différents intervalles dimensionnels. (On distingue les méthodes de tamisage, les méthodes par élutriation et les haméthodes microscopiques.) Et évaluation, après destruction des agrégats, des pourcentages des particules élémentaires du sol, réparties en quatre catégories de diamètres : argiles 0-2 μm, limons 2-20 μm, sables 20-2 000 μm, et graviers. (Les proportions relatives en argiles, limons, sables, graviers constituent la texture du sol.) I- Définition de Granulométrie : La granulométrie est l'étude de la distribution statistique des tailles d’une collection d’éléments finis de matière naturelle ou fractionnée. L’analyse granulométrique est l’ensemble des opérations permettant de déterminer la distribution des tailles des éléments composant la collection. La distribution granulométrique est la représentation sous forme de tables, de nombres ou de graphiques, des résultats expérimentaux de l’analyse granulométrique. On associe parfois à l’analyse granulométrique l’analyse de la distribution statistique de la forme des grains, il s’agit de la granulomorphie. L’analyse Granulométrique C’est quoi la distribution statistique ? 2 La distribution statistique : distribution empirique ou distribution des fréquences, est un tableau qui associe des classes de valeurs obtenues lors d'une expérience à leurs fréquences d'apparition. Ce tableau de valeurs est modélisé en théorie des probabilités par une loi de probabilité. Dans le cas général, les classes sont des intervalles de valeurs. Dans le cas de valeurs discrètes, une classe peut ne regrouper qu'une seule valeur. Pour que les calculs statistiques aient un sens, il faut que l'effectif de chaque classe soit suffisant. C’est quoi l’analyse granulométrique ? L’analyse granulométrique : est l'opération consistant à étudier la répartition des différents grains d'un échantillon, en fonction de leurs caractéristiques (poids, taille, ...). Par métonymie, c'est aussi le nom donné au résultat de cette analyse. Exemple d’une courbe granulométrique II- Principe de l’opération : 3 Les mesures de terrain ont d'abord permis d'élaborer une méthodologie de mesure de granulométrie en torrent. D'un point de vue pratique, une méthode basée sur un échantillonnage Linéique parait la plus adaptée au cas des torrents dans la mesure où elle nécessite un appareillage très simple et permet de traiter des échantillons de grande taille. Le principe de cette méthode est le suivant : On dispose au sol un élément Linéique de référence (décamètre, chaîne d'arpenteur). On repère tous les cailloux se trouvant sous les graduations correspondant à un pas d'espace prédéfini (intervalle de prélèvement) et on mesure le diamètre intermédiaire de chacun de ces cailloux (un même caillou est compté plusieurs fois s'il apparaît sous plusieurs graduations). L'analyse des mesures de terrain permet de préconiser pour cette méthode un intervalle de prélèvement supérieur au DGO. Elle a montré également qu'au-delà d'une centaine d'éléments, l'imprécision liée à la taille de l'échantillon devient marginale pour la mesure de la granulométrie de l'échantillon. Ceci étant, compte tenu de la variabilité naturelle d'un échantillon à l'autre, on pourra souvent se contenter d'échantillons de taille plus faible pour mesurer la granulométrie d'une zone morphologique donnée. Le choix de la zone de mesure reste primordial, et dépend de l'objectif de la mesure où, autrement dit, du type de granulométrie recherché. De façon générale, on peut recommander de s'éloigner des versants, de s'attacher à bien cerner les limites des zones morphologiques, et de réaliser à chaque fois au moins deux mesures a priori équivalentes. Si l'on recherche la granulométrie d'ensemble du lit (granulométrie moyenne de l'ensemble des matériaux de la surface du lit mais aussi des couches plus profondes en un point donné - nécessaire par exemple pour une étude sur modèle réduit), il s'avère que la mesure de transects transversaux, barrant l'ensemble du lit majeur, conduit à une bonne estimation. Si l'on s'intéresse aux conditions d'écoulement et aux pertes de charge, il sera nécessaire d'identifier les zones qui participent le plus à ces pertes de charge, en attachant une attention 4 particulière aux gros éléments de rugosité. La rugosité de forme (seuils par exemple) peut jouer également un rôle important. En matière de stabilité du lit, il semble que deux types d'éléments morphologiques sont à distinguer : les éléments structurants qui assurent seuls la stabilité et la position du lit, correspondant au pavage, et les éléments de remplissage dont le rôle semble être principalement de réguler les variations du transport solide. Seuls les éléments structurants sont à prendre en compte dans une mesure destinée à connaître la résistance du lit. Enfin, la granulométrie des matériaux transportés n'est généralement pas mesurable. Alors qu'elle est théoriquement indispensable au calcul du débit solide. Il n'est pas toujours possible, en particulier pour les écoulements relativement réduits, de l'approcher par la granulométrie d'ensemble du lit, et seule une évaluation à partir des zones sources de matériaux peut alors éventuellement en fournir une estimation. III- Méthode de mesure granulométrique : Par tamisage : consiste à fractionner au moyen d'une série de tamis un matériau en plusieurs classes granulaires de tailles décroissantes et Les masses des différents refus et tamisas sont rapportées à la masse initiale du matériau. Les pourcentages ainsi obtenus sont exploités sous forme graphique. Granulométrie par « tamisage » Par sédimentation : cette technique repose sur l’arrangement des particules dans un liquide de densité relativement faible, sous 5 l’influence d’une force gravitationnelle ou centrifuge. Le mode gravitationnel est souvent employé pour les particules d’environ 100 μm. Le mode centrifuge est utilisé pour la séparation des particules plus petites (5 à 10 µm). La vitesse des particules, déterminée par la loi de Stokes, permet de déterminer le rayon des particules. Cette méthode présente les inconvénients liés à la mise en suspension des particules et d'ajouter les incertitudes de détermination des paramètres de la loi de Stockes. Par centrifugation : est une méthode d’analyse des suspensions et émulsions donnant des informations sur leur granulométrie, masse, leur taille, leur forme et leur composition. Plusieurs types d’expériences existent : la stabilité, la vitesse de sédimentation et l’équilibre de sédimentation. Centrifugeuse La Granulométrie laser (DLS) : la méthode consiste à déterminer la répartition granulométrique par la technique de diffraction de la lumière laser après mise en suspension de 6 l'échantillon dans un dispersant. Les particules passant devant un faisceau au laser, provoquent une déviation de la lumière. La quantité de la lumière déviée est proportionnelle au nombre et à la taille des particules. Ce type d’appareil permet de mesurer les particules sphériques à partir de 0,05µm. Avantage : Rapidité et facilité de la mesure, flexibilité du montage, grande étendue de la gamme de mesure (20 nm à 2 mm), excellente recevabilité, très grande résolution, grande justesse (calibration). Inconvénient : Cette technique présente l’inconvénient de considérer les particules systématiquement sphériques. Elle doit donc être précédée d'une observation microscopique afin de connaître la forme des particules et d'évaluer la pertinence de la méthode. 7 IV- Matériels utilisés : on utilise : Des tamis à mailles carrées par leur ouverture ; la dimension nominale d'un tamis correspond à la longueur du côté de la maille (en mm) (norme NF X 11-501).  Le module d'un tamis est un nombre caractéristique. La valeur du module est donnée par la relation : Module = 10 x log (ouverture en μm) + 1  Les dimensions d'une série forment une suite géométrique : - Pour les sables, on utilise les tamis d'ouverture (en mm) : 0,08- 0,16-0,32-0,63-1,25-2,5-5,0 (suite géométrique de raison 2). - Pour les graviers et les cailloux, on utilise les tamis d'ouverture (en mm) : 6,3-8-10-12,5-16-20-25-31,5-40-50-63-80 (suite géométrique de raison 3 √2 = 2 1 3 = 1.260 ). Principaux équipements : Serex Appareil d'analyse thermique TGA/DTA Mesure des variations de masse et, Analyse des sucres (Glu, Gal, Ara, Xyl, Man) et des cations (Na, Li, K, Mg, Ca) Évaporateur rotatif. Les différents modèles des tamiseuses : par exemple : tamiseuse à jet d’air As 200 jet, tamiseuse à choc As 200 tap, tamiseuse à mouvement circulaire plan As 400 control, tamiseuse à vibrations As 450 control, tamis d’analyse RETSCH... Quelques instruments : abaque granulométrique, centrifugeuse de table, centrifugeuse à haute vitesse, mini centrifugeuse, ultra centrifugeuse, microgranulomètre laser, granulomètre, étuve universelle, imprégnateur sous vide, spectrocolorimètre, plateau de Litholamellage LM300, susceptibilimètre... 8 V- Classifications granulométriques : De très nombreuses classifications granulométriques ont été proposées. Les limites entre les catégories distinguées correspondent en général à des changements des propriétés mécaniques et physiques des grains. La plupart des auteurs admettent la limite de 2 mm, et celles de 1 mm, 2 mm, 20 mm, 40 mm, 50 mm, 200 mm, 2 cm, 20 cm, 100 cm apparaissent comme les plus courantes. Les noms donnés aux différentes fractions sont aussi divers, en particulier pour les fractions fines :  Les colloïdes (inférieurs uploads/Management/ granulometrie.pdf