« ETUDE COMPARATIVE DES DIFFERENTES TECHNIQUES DE ...

Institut International d’Ingénierie Rue de la Science - 01 BP 594 - Ouagadougou 01 - BURKINA FASO

Tél. : (+226) 50. 49. 28. 00 - Fax : (+226) 50. 49. 28. 01 - Mail : [email protected] - www.2ie-edu.org

LABORATOIRE ECO-MATERIAUX DE CONSTRUCTION

« ETUDE COMPARATIVE DES DIFFERENTES TECHNIQUES DE STABILISATION EN GEOTECHNIQUE ROUTIERE ».

MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU DIPLOME DE

MASTER EN GENIE DE L’EAU ET DE L’ENVIRONNEMENT

OPTION : GENIE CIVIL - ROUTES ET OUVRAGES D’ART.

-----------------------------------------------------------------------

Présenté et soutenu publiquement le 27/10/2015 par

Honoré TUYISHIME

Travaux dirigés par :

Dr.-Ing. Ismaϊla GUEYE (Enseignant-Chercheur, 2iE)

Dr.-Ing. Abdou LAWANE (Enseignant-Chercheur, 2iE)

Ing. Koffi KOKOLE (Enseignant, 2iE)

Jury d’évaluation du stage :

Président : Dr.-Ing. Ismaϊla GUEYE

Membres et correcteurs : Ing. Koffi KOKOLE

Ing. Arnaud OUEDRAOGO

Promotion 2013/2015

Préliminaires

Honoré TUYISHIME Mémoire de Recherche en Géotechnique Routière /2015 2iE

i

« Hoc erat in votis ». (Horace, extrait de Satire)

Préliminaires


ii

DEDICACE

Je dédie ce modeste travail

à tous ceux qui m’ont aidé, que j’ai croisés et qui m’ont

permis d’avancer ….

Préliminaires


iii

REMERCIEMENTS

Avant tout, qu’il me soit permis de remercier Dieu le Tout Puissant pour le don de la vie et

de la pensée. C’est en Lui que tout notre être trouve sens.

Je tiens à remercier tout le corps professoral de 2iE pour l’enseignement et leur disponibilité à

assurer notre formation de qualité. En particulier, je remercie de tout cœur mes encadreurs :

Dr.-Ing. Ismaila GUEYE, Directeur de mémoire, pour sa disponibilité malgré son

emploi du temps chargé, son encadrement et la mise à notre disposition de documents

de base.

Dr.-Ing. Abdou LAWAN GANA, pour ses inestimables conseils et réponses à nos

préoccupations.

Ing. Koffi Agbévidé KOKOLE, Maître de stage, qui a initié et suivi ce sujet de

recherche. Nous disons merci pour la mise à notre disposition du matériel nécessaire

et l’accompagnement qu’il nous a accordé lors du déroulement des essais au

laboratoire.

Aux membres du jury dont les commentaires et les analyses pertinentes ont contribué

à l’amélioration des résultats de ce travail.

Ma profonde gratitude s’adresse à mes parents :

A mon feu Père Jean Damascène NDANGUZA, pour avoir moulé ma personnalité

actuelle, tout ce qu’il a eu à faire pour moi, l’immense respect que je porte à son égard

et l’exemple de l’excellence que je garde de lui.

A ma chère Mère Catherine NYIRASAFARI, qui n’a ménagé aucun effort pour

assurer mon éducation tant sur le plan scolaire que sur la vie en général.

Que mes frères et sœurs, la grande famille, mes amis et connaissances, trouvent ici le

témoignage de ma reconnaissance pour leur amour, leurs sacrifices et leurs différentes

contributions à ma formation. Ce travail est aussi le vôtre.

Préliminaires


iv

RESUME

La qualité de la route dépend de la qualité des matériaux utilisés. Cependant, la question de

disponibilité des matériaux de bonne qualité géotechnique se pose de plus en plus avec acuité

dans les projets routiers. Cet état de fait a conduit aux différentes techniques de stabilisation

des sols pour une utilisation en géotechnique routière comme une solution alternative.

Il existe plusieurs techniques de stabilisation en géotechnique routière. Selon le type du sol et

la disponibilité des stabilisants, la présente recherche s’intéresse à la stabilisation au ciment, à

la chaux vive et à la latérite. La stabilisation consiste à incorporer, au sein du sol, une certaine

quantité de stabilisant avec éventuellement de l’eau et les mélanger plus ou moins intimement

jusqu’à l’obtention d’un matériau homogène pour lui conférer les propriétés nouvelles.

Les résultats des essais au laboratoire ont montré que le sol sujet de recherche (issu du site de

Kamboinsé) est un sable limoneux peu plastique, faiblement organique, de faible capacité

portante (CBR = 9 % à 95% de l’OPM) d’où la nécessité d’une étude d’amélioration de ses

performances mécaniques. Le traitement au ciment augmente significativement la portance du

sol jusqu’à une valeur CBR de 192, la chaux de 50, la latérite de 24 à 98% de l’OPM. Du

point de vue compactage, on constate que les trois techniques de stabilisation améliorent la

densité sèche jusqu'à une valeur de 2.34 g/cm3

(10% de latérite), 2.24 g/cm3

(3% de ciment) et

2.22 g/cm3

(6% de chaux).

D’après les résultats au laboratoire, le sol amélioré peut être utilisé en remblai/Terrassement,

en couche de forme et en couche de fondation de la chaussée. Avant toute utilisation, on

veillera à éliminer au plus possible les matières organiques pour éviter les tassements

ultérieurs.

Mots clés :

1. Densité sèche,

2. CBR,

3. Ciment,

4. Latérite,

5. Chaux vive.

Préliminaires


v

ABSTRACT

The quality of roads depends on the quality of pavement materials. However, the issue of

sustainable materials availability arises more acutely in road projects. This fact has led to

different soil stabilization techniques for road construction as an alternative solution.

There are several techniques of soil stabilization in transportation geotechnics. Depending on

the type of soil and the availability of stabilizers, this research is interested in soil stabilization

with cement, lime and laterite. The stabilization technique consists in incorporating, within

the soil, an amount of stabilizer with water, and mix more or less intimately to obtain a

homogeneous material to impart new properties.

The laboratory test results showed that the soil is a little plastic silty sand, slightly organic. Its

bearing capacity is relatively low (CBR = 9 at 95% OPM), the reason why it must be

improved before the use as pavement material. The stabilization with cement significantly

increases the bearing capacity of the soil to a CBR value of 192, the lime increases it at 50,

the laterite up to 24 at 98% OPM. On the other side, the laboratory research showed that the

three stabilization techniques improve dry density to a value of 2.34 g / cm3, 2.24g/cm

3,

2.22g/cm3 at 10% laterite, 3% cement, 6% lime respectively.

According to the laboratory tests results, the improved soil may be used in the Platform, sub-

grade and sub-base pavement layers. Before the use, care should be taken to eliminate organic

materials in order to avoid future settlements.

Key words:

1. Dry density,

2. CBR,

3. Cement,

4. Laterite,

5. Quicklime.

Préliminaires


vi

SOMMAIRE

DEDICACE ................................................................................................................................ ii

REMERCIEMENTS .................................................................................................................. iii

RESUME ....................................................................................................................................iv

ABSTRACT ................................................................................................................................ v

SOMMAIRE ...............................................................................................................................vi

TABLEAUX ................................................................................................................................ x

FIGURES .................................................................................................................................... xi

SIGLES ET ACRONYMES ....................................................................................................... xii

Chapitre 0. INTRODUCTION GENERALE ................................................................................ 1

Première Partie : .......................................................................................................................... 3

SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE .............................................................................................. 3

Chapitre I. CONCEPTION DE LA CHAUSSEE ET MATERIAUX ............................................ 4

I.1. INTRODUCTION ............................................................................................................. 4

I.2. FONCTIONNEMENT DE LA CHAUSSEE ...................................................................... 4

I.3. STRUCTURES DE CHAUSSEES ..................................................................................... 5

I.3.1. Chaussées souples ou flexibles ..................................................................................... 5

I.3.2. Chaussées semi-rigides ................................................................................................ 5

I.3.3. Chaussées rigides ........................................................................................................ 5

I.4. PARAMETRES DE DIMENSIONNEMENT DE LA CHAUSSEE ................................... 6

I.4.1. Le trafic ...................................................................................................................... 6

I.4.2. Environnement-données climatiques ........................................................................... 6

I.4.3. La plate-forme support de chaussée ............................................................................ 7

I.4.4. Les matériaux de chaussée .......................................................................................... 7

I.4.5. La qualité de la réalisation .......................................................................................... 7

I.5. METHODES DE DIMENSIONNEMENT DES CHAUSSEES .......................................... 8

I.5.1. Méthode empirique ou classique ................................................................................. 8

I.5.2. Méthode analytique-empirique (ou mécanistique-empirique) ................................... 10

I.6. COUCHES DE CHAUSSEE & MATERIAUX ............................................................... 11

I.6.1. Plate-forme (sol support)........................................................................................... 12

I.6.2. Couche de forme ....................................................................................................... 12

I.6.3. Couche de fondation ................................................................................................. 13

I.6.4. Couche de base .......................................................................................................... 13

Préliminaires


vii

I.8. CONCLUSION ............................................................................................................... 14

Chapitre II. TECHNIQUES DE STABILISATION EN GEOTECHNIQUE ROUTIERE .......... 15

II.1. INTRODUCTION ......................................................................................................... 15

II.2. STABILISATION CHIMIQUE ..................................................................................... 15

II.2.1. Traitement aux liants hydrauliques ......................................................................... 15

II.2.2. Traitement aux liants hydrocarbonés ...................................................................... 17

II.2.3. Traitement aux produits chimiques ......................................................................... 17

II.2.4. Traitement mixte................................................................................................. 18

II.3. STABILISATION MECANIQUE .................................................................................. 18

II.3.1. Ajout d’un sol fin à un sol grenu .............................................................................. 18

II.3.2. Ajout d’un sol grenu (ou une fraction granulaire) à un sol fin ................................. 18

II.3.4. Lithostabilisation ..................................................................................................... 18

II.3.5. Utilisation des géosynthétiques ................................................................................ 19

II.4. CHOIX DES STABILISANTS ....................................................................................... 19

II.5. CARACTERISTIQUES DES MATERIAUX STABILISES .......................................... 20

II.6. CONCLUSION .............................................................................................................. 21

Deuxième Partie : ...................................................................................................................... 22

ETUDE AU LABORATOIRE ..................................................................................................... 22

Chapitre I. ETUDE DES CARACTERISTIQUES GEOTECHNIQUES DU SOL NATUREL ... 23

I.1. INTRODUCTION ........................................................................................................... 23

I.2. ESSAIS D’IDENTIFICATION ....................................................................................... 23

I.2.1. ANALYSE GRANULOMETRIQUE ........................................................................ 24

I.2.2. LIMITES D’ATTERBERG ...................................................................................... 25

I.2.3. EQUIVALENT DE SABLE ...................................................................................... 26

I.2.4. ESSAI AU BLEU DE METHYLENE ....................................................................... 27

I.2.5. TENEUR EN MATIERES ORGANIQUES .............................................................. 27

I.2.6. POIDS SPECIFIQUE ............................................................................................... 28

I.3. ESSAIS DE PORTANCE ................................................................................................ 29

I.3.1. PROCTOR MODIFIE .............................................................................................. 29

I.3.2. ESSAI CBR à 4jours d’immersion ............................................................................ 29

I.4. CONCLUSION ............................................................................................................... 30

Chapitre II. ETUDE D’AMELIORATION DE LA PORTANCE DU SOL NATUREL .............. 31

I.1. INTRODUCTION ........................................................................................................... 31

Préliminaires


viii

II.2. TRAITEMENT AU CIMENT........................................................................................ 31

II.2.1. Traitement à 1% ciment .......................................................................................... 31

II.2.2. Traitement à 2% ciment .......................................................................................... 32

II.2.3.Traitement à 3% ciment ........................................................................................... 33

II.2.4. Résultats du traitement au ciment ........................................................................... 34

II.3. TRAITEMENT A LA CHAUX ...................................................................................... 34

II.3.1. Traitement à 2% chaux ........................................................................................... 34

II.3.2. Traitement à 4% chaux......................................................................................... 36

II.3.3. Traitement à 6% chaux ........................................................................................... 37

II.3.4. Résultats du traitement à la chaux ........................................................................... 38

II.4. TRAITEMENT A LA LATERITE ................................................................................ 38

II.4.1 Traitement à 10% de latérite .................................................................................... 41

I.4.2. Traitement à 30% de latérite .................................................................................... 42

II.4.3. Traitement à 50% de latérite ................................................................................... 42

II.4.4. Résultats du traitement à la latérite ......................................................................... 43

II.5. CONCLUSION .............................................................................................................. 44

Troisième Partie : ....................................................................................................................... 45

ETUDE COMPARATIVE .......................................................................................................... 45

Chapitre I. ANALYSE COMPARATIVE DES RESULTATS .................................................... 46

I.1. INTRODUCTION ........................................................................................................... 46

I.2. ANALYSE COMPARATIVE DES RESULTATS DE LA DENSITE SECHE ................ 46

I.2.1. Evolution de la densité sèche au traitement au ciment............................................... 46

I.2.2. Evolution de la densité sèche au traitement à la chaux .............................................. 47

I.2.3. Evolution de la densité sèche au traitement à la latérite ............................................ 47

I.2.4. Analyse comparative de la densité sèche en fonction des trois stabilisants ................. 48

I.2.5. Analyse comparative de la densité sèche en fonction de la teneur en eau ................... 49

I.3. ANALYSE COMPARATIVE DE LA PORTANCE CBR ............................................... 49

I.3.1. Evolution de la portance CBR avec l’amélioration au ciment.................................... 49

I.3.2. Evolution de la portance CBR avec l’amélioration à la chaux ................................... 50

I.3.3. Evolution de la portance CBR avec l’amélioration à la latérite ................................. 50

I.3.4. Analyse comparative des résultats de la portance CBR à 90% OPM ........................ 51



Préliminaires


ix

I.4. CONCLUSION ............................................................................................................... 52

Chapitre II. DOMAINES D’APPLICATION .............................................................................. 53

II.1. INTRODUCTION ......................................................................................................... 53

II.2. DOMAINES D’APPLICATION .................................................................................... 53

II.3. METHODE D’EXECUTION ......................................................................................... 55

II.3.1. Préparation du sol ................................................................................................... 55

II.3.2. Ajustement de l’état hydrique ................................................................................. 55

II.3.3. Epandage ................................................................................................................. 55

II.3.4. Malaxage ................................................................................................................. 55

II.3.5. Compactage ............................................................................................................. 55

II.4. CONCLUSION .............................................................................................................. 56

CONCLUSION & RECOMMANDATIONS ................................................................................ 57

I. CONCLUSION ...................................................................................................................... 58

II. RECOMMANDATIONS ...................................................................................................... 59

REFERENCES ......................................................................................................................... 60

ANNEXES ................................................................................................................................. 62

Préliminaires


x

TABLEAUX

Tableau 1: caractéristiques mécaniques des matériaux rocheux .............................................. 13

Tableau 2: spécification de l’enrobé dense et de Sand-asphalts ..... Erreur ! Signet non défini.

Tableau 3: guide pour le choix d’un stabilisant ....................................................................... 20

Tableau 4: résultats d’essai équivalent de sable ....................................................................... 26

Tableau 5: résultats d’essai de détermination de la teneur en matières organiques ................. 28

Tableau 6: résultats d’essai CBR à 4 jours d’immersion ......................................................... 30

Tableau 7: résultats d’essai CBR du sol stabilisé à 1% de ciment ........................................... 32

Tableau 8: résultats de l’essai CBR du sol stabilisé à 2% de ciment ....................................... 33

Tableau 9: résultats de l’essai CBR du sol stabilisé à 3% de ciment ....................................... 34

Tableau 10: résultats du traitement au ciment .......................................................................... 34

Tableau 11: résultats d’essai CBR du sol stabilisé à 2% de chaux .......................................... 35



Tableau 14: résultats du traitement à la chaux vive ................................................................. 38

Tableau 15: résultats d’essai CBR de la latérite ....................................................................... 40

Tableau 16: résultats d’essai CBR du sol stabilisé à 10% de latérite ....................................... 41



Tableau 19: résultats du traitement à la latérite ........................................................................ 44

Tableau 20: tableau récapitulatif des domaines d’application du sol amélioré au ciment, à la

chaux et à la latérite .................................................................................................................. 54

Préliminaires


xi

FIGURES

Figure 1: différentes couches de chaussée (LCPC-SETRA, 1994). ......................................... 11

Figure 2: échantillon type du sol à étudier ............................................................................... 23

Figure 3: courbe granulométrique du sol naturel ..................................................................... 24

Figure 4: résultats limite de liquidité ........................................................................................ 25

Figure 5: courbe Proctor modifié ............................................................................................. 29

Figure 6: courbe Proctor modifié du sol stabilisé à 1% de ciment ........................................... 31



Figure 10: courbe Proctor modifié du sol stabilisé à 2% de chaux .......................................... 35

Figure 11: courbe Proctor modifié du sol stabilisé à 4% de chaux .......................................... 36

Figure 12: courbe Proctor modifié à 6% de chaux ................................................................... 37

Figure 13: courbe granulométrique de la latérite ..................................................................... 38

Figure 14: résultats limite de liquidité ...................................................................................... 39

Figure 15: courbe Proctor modifié ........................................................................................... 40

Figure 16: courbe Proctor modifié du sol stabilisé à 10% de latérite ...................................... 41



Figure 19: densité sèche en fonction du dosage en ciment ...................................................... 46

Figure 20: densité sèche en fonction du dosage en chaux vive ................................................ 47

Figure 21: densité sèche en fonction du dosage en latérite ...................................................... 47

Figure 22: évolution de la densité sèche du sol amélioré au ciment, à la chaux et à la latérite 48

Figure 23: diagramme d’évolution de la densité sèche en fonction des différents dosages ..... 48

Figure 24: densité sèche en fonction de la teneur en eau de mouillage ................................... 49

Figure 25: évolution de la portance CBR en fonction du dosage en ciment ............................ 49

Figure 26: évolution de la portance CBR en fonction du dosage en chaux ............................. 50

Figure 27: évolution de la portance CBR en fonction du dosage en latérite ............................ 50

Figure 28: résultats de la portance CBR à 90% OPM .............................................................. 51



Préliminaires


xii

SIGLES ET ACRONYMES

Les abréviations utilisées dans ce document auront les significations suivantes :

2iE Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement.

AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials.

ACV Aggregate Crushing Value

BCEOM Bureau Central d’Etudes pour les Equipements d’Outre-Mer.

C.A Coefficient d’aplatissement.

CBR California Bearing Ratio.

Cc Coefficient de courbure

CEBTP Centre Expérimental de Recherches et d’Etudes du Bâtiment et des Travaux

Publics.

CPT Cahiers de Prescription Techniques.

CRR Centre de Recherches Routières.

Cu Coefficient d’uniformité.

E.S Equivalent de Sable.

GNT Guide sur la Grave Non Traité.

GTR Guide de Terrassement Routier.

Ip Indice de plasticité.

L.A Los Angeles.

LCPC Laboratoire Central des Ponts et Chaussées.

LEMC Laboratoire Eco-Matériaux de Construction.

MDE Micro Dévale Eau

MO Matières Organiques

NE Nombre Equivalent.

OPM Optimum Proctor Modifié.

SETRA Service d’Etudes Technique des Routes et Autoroutes.

TRL Transport Research Laboratory.

USCS Unified Soil Classification System.

Wl Limite de liquidité.

Wp Limite de plasticité.

Introduction générale


1

Le domaine de la construction routière exige des matériaux de meilleures caractéristiques

géotechniques car la durabilité des routes dépend de la qualité des matériaux utilisés. Dans la

nature, nous rencontrons différents types de sols selon la roche mère source et le type

d’altération de celle-ci (dissolution de certains sels par l’eau, réaction avec le CO2, avec les

acides organiques, échanges ioniques,…). Tous les sols ne sont pas à vocation routière, d’où

la nécessité d’une étude géotechnique avant toute utilisation.

Les projets routiers ont souvent connu un problème des matériaux de bonne qualité

géotechnique qui deviennent de plus en plus rares alors que le besoin de construire les routes

pour le développement s’accroit continuellement. Cette situation a conduit aux différentes

recherches qui ont trouvé des solutions alternatives telles que les différentes techniques

d’amélioration des sols. Selon G.H.McNally (1998), les techniques de stabilisation en

géotechnique routière sont :

La stabilisation aux liants hydrauliques routiers : ciment portland, chaux vive,

pouzzolane, bitume, goudrons, traitement mixte, etc

La stabilisation aux produits chimiques : produits à base de chloride de calcium,

hydroxyde de calcium, silicates, etc

La stabilisation mécanique : ajout d’un sol fin au sol grenu, ajout d’un sol grenu ou

une fraction de celui-ci au sol fin, élimination des fines et/ou des gros éléments du sol,

etc

L’utilisation des géosynthétiques : géogrilles, géotextiles, géocomposites, etc.

Toutes les techniques de stabilisation ne sont pas favorables à n’importe quel type de sol et/ou

à n’importe quelle couche de chaussée car elles ont été expérimentées, étudiées dans les

conditions bien précises. C’est pourquoi une technique peut être efficace dans une telle

couche de chaussée mais pas dans une autre, être adaptée avec un tel type de sol mais pas

avec l’autre, etc. Chaque situation est unique d’où il faut une étude comparative des

différentes techniques de stabilisation pour trouver une meilleure solution.

L’objectif de cette étude est de comparer les résultats de trois techniques de stabilisation

(stabilisation au ciment, à la chaux et à la latérite) et d’apprécier leur efficacité. En d’autres

termes, il s’agit de trouver une technique appropriée pour améliorer les sols de faible capacité

portante pour qu’ils répondent aux caractéristiques géotechniques exigées dans les cahiers de

prescriptions techniques (CPT). Le travail consiste à échantillonner, formuler et élaborer les

matériaux de mauvaise qualité géotechnique ; appliquer les différentes techniques de

stabilisation en géotechnique routière et trouver une solution optimale du dosage en liant.

Chapitre 0.

INTRODUCTION GENERALE

Introduction générale


2

Les résultats de la recherche permettront de voir l’évolution de la capacité portante du sol en

fonction de différents dosages, définir le dosage optimum et donner le domaine d’application

en construction routière.

Le sol sujet de la recherche est un sol de décapage totalement remanié situé à 2iE Campus de

Kamboinsé, à côté du Laboratoire Eco-Matériaux de Construction (LEMC/2iE) dans lequel

s’effectue la présente recherche. Le village de Kamboinsé est l’un des villages du Burkina

Faso situé dans la région du centre, Province de Kadiogo, Département de Pabré.

Pour mener à bien l’étude, la méthodologie suivante est adoptée:

Recherche documentaire des travaux antérieurs en rapport avec les différentes

techniques de stabilisation des sols de mauvaise qualité en géotechnique routière ;

Prélèvement des échantillons pour les analyses au laboratoire en vue de déterminer les

caractéristiques géotechniques du sol naturel : essais d’identification (analyse

granulométrique, limites d’Atterberg, équivalent de sable, essai au bleu de méthylène,

poids spécifique et détermination de la teneur en matière organique) et essais de

portance (Proctor modifié et essai CBR) ;

Amélioration du sol au ciment, à la chaux vive et à la latérite avec différents dosages

(Essai Proctor modifié suivi de l’essai CBR à 4 jours d’immersion);

Détermination du dosage optimum ;

Analyse comparatif des résultats ;

Constituer une base de données avec les différentes applications en couches de

chaussée.

Les moyens nécessaires pour la mise en œuvre de cette étude sont : moyens humains, moyens

financiers, ordinateur, documents, internet, matériels de prélèvement d’échantillon et

appareils d’essais en laboratoire.

Le présent mémoire est structuré comme suit :

Introduction générale,

Première Partie : Synthèse bibliographique,

Deuxième Partie : Etude au laboratoire,

Troisième Partie : Etude comparative,

Conclusion et recommandations.

Synthèse bibliographique


3

Première Partie :

SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE



4

I.1. INTRODUCTION

La route est et reste la seule infrastructure qui permet de desservir l’ensemble des utilisateurs.

C’est un moyen de communication nécessaire au développement. Le chapitre présente le

fonctionnement de la chaussée, les structures des chaussées, les paramètres à prendre en

compte dans leur dimensionnement, les méthodes de dimensionnement, les caractéristiques

des matériaux entrant dans la composition de différentes couches de la chaussée ainsi que la

classification géotechnique des sols.

I.2. FONCTIONNEMENT DE LA CHAUSSEE

La chaussée peut être définie comme un ouvrage d’ingénierie (génie-civil) composée d’une

ou de plusieurs couches disposée(s) sur un espace linéaire aménagé pour faciliter la

circulation sécuritaire des véhicules et des personnes. Selon Guy (2008), la route est

constituée d’une chaussée qui a pour rôle de :

Distribuer la charge et transmettre au sol support une contrainte qui n’entraînera pas de

déformation excessive ;

Atténuer les mouvements différentiels qui proviennent du sol et limiter les

déformations résultantes en surface ;

Maintenir ses qualités structurales (portance) et fonctionnelles (adhérence et uni) à

long terme.

La principale agression de la chaussée est celle du trafic. D’après Berthier (2004), l’action

répétée d’une charge roulante sur la chaussée fait apparaitre quatre types de dommages :

Une usure superficielle de la couche de roulement due aux efforts tangentiels ;

La formation d’ornières par fluage des couches liées, sous l’effet des contraintes

verticales et des efforts tangentielles ;

Une fatigue des couches traitées, provoquée par leur flexion sous l’action des

charges ;

Une accumulation des déformations permanentes au niveau du support ou des

couches non liées.

Pour pallier à ces inconvénients, une attention particulière doit être portée au

dimensionnement de la chaussée qui consiste à déterminer la nature et l’ épaisseur des

différentes couches de la chaussée afin de réduire les contraintes et déformations à des valeurs

admissibles pour un trafic donné. Ces épaisseurs varient en fonction de la nature des

matériaux d’apport, l’état du sol naturel, la profondeur de la nappe, l’évapotranspiration et les

phénomènes climatiques.

Chapitre I.

CONCEPTION DE LA CHAUSSEE ET MATERIAUX



5

I.3. STRUCTURES DE CHAUSSEES

La composition de la chaussée et le mode d’association de ses diverses couches permettent de

distinguer les différentes structures et le choix des méthodes de dimensionnement adapté pour

limiter les diverses contraintes qui peuvent provoquer l’endommagement de la chaussée avant

l’échéance estimée. Selon Thiam (2008), Il existe trois familles de chaussées : chaussées

souples ou flexibles, chaussées semi-rigides et chaussées rigides.

I.3.1. Chaussées souples ou flexibles

Les chaussées souples ou flexibles tiennent leur nom du fait qu’elles se déforment

réversiblement sous sollicitations. Elles sont constituées d’une couche bitumineuse en surface

et d’une assise en matériaux granulaires. La couche bitumineuse est relativement mince, la

couche de base et la couche de fondation sont généralement en matériaux non traités.

Plus la chaussée est épaisse, moins la contrainte appliquée à la base de la plateforme est

importante. Le dimensionnement des structures souples repose sur la limitation de la

déformation verticale du sol support.

I.3.2. Chaussées semi-rigides

Encore appelée chaussée mixte ou chaussée à assise traitée aux liants, sa structure comporte

un revêtement bitumineux mince et un corps de chaussée en matériaux traitées (en liants

hydrauliques ou hydrocarbonés). Elle est utilisée lorsque le trafic devient important et que les

matériaux crus ne satisfont pas aux exigences mécaniques. Le liant augmentant la rigidité de

l’assise, les déformations verticales sont relativement faibles et le dimensionnement de la

chaussée porte essentiellement sur la limitation de la contrainte de traction par flexion à la

base des couches traitées.

Une chaussée semi-rigide est constituée d’un revêtement bitumineux relativement mince,

d’une couche de base traitée et d’une couche de fondation traitée ou non. Son

dimensionnement porte sur la rupture par fatigue à la base de la couche liée et l’orniérage du

sol support. On doit s’assurer que la contrainte de traction à la base de la couche traitée est

inférieure à la contrainte de traction admissible du matériau et que la déformation verticale à

la surface des couches non liées et sol support est inférieure à une valeur limite admissible.

I.3.3. Chaussées rigides

Une chaussée rigide est comme une dalle de béton. Elle est peu déformable, elle absorbe la

charge enfin d’éviter une déformation, sur la fondation ou l’infrastructure, susceptible de

causer la rupture. Des structures rigides mobilisent des efforts notables de traction par flexion

très important par rapport à ceux subis par les structures semi-rigides et se déforment

essentiellement par fissuration.

Le dimensionnement des structures rigides repose sur la limitation des efforts de traction par

flexion du béton sous l’effet des charges. Pour les trafics élevés, ces types de chaussée ont des

performances mécaniques très intéressantes, comparées aux autres types de structures.



6

I.4. PARAMETRES DE DIMENSIONNEMENT DE LA CHAUSSEE

Le dimensionnement de la chaussée tient compte d’un certain nombre de paramètres à savoir :

Le trafic (volume, agressivité) ;

Environnement (données climatiques) ;

La plate-forme support de la chaussée ;

Les matériaux de chaussée (module d’élasticité, loi de fatigue,…) ;

La qualité de la réalisation (dosage, compacité, épaisseurs, homogénéité,…).

I.4.1. Le trafic

Les chaussées sont dimensionnées vis-à-vis du trafic poids lourds. La méthode de calcul

implique la conversion, en un nombre cumulé NE de passages d’essieux de référence, du

trafic réel constitué de combinaisons variables de véhicules ayant des charges à l’essieu et des

configurations d’essieux différentes.

Le trafic est composé de quatre parties : trafic actuel, trafic projeté, trafic affecté et trafic

induit. Les classes de trafic retenues sont définies de plusieurs façons en fonction du degré de

précision des données disponibles (CEBTP, 1984) :

Trafic journalier toutes catégories de véhicules confondues ;

Trafic cumulé de poids lourds (véhicules définis comme ayant un poids total, en

charge, supérieur à 3t) ;

Trafic cumulé calculé selon les équivalences d’essieux.

Les valeurs de coefficient d’agressivité dépendent du matériau, du type d’endommagement et

de structure de chaussée. Elle est donnée par la formule :

0

PA K

P

Avec A : Agressivité, K : coefficient tenant compte du type d’essieu (simple, tandem ou

tridem), α : coefficient dépendant de la nature du matériau et de la structure de chaussée, P :

charge de l’essieu, P0 : charge de l’essieu de référence.

I.4.2. Environnement-données climatiques

La température influence le comportement des différents types de chaussées :

En ce qu’elle affecte les caractéristiques mécaniques des matériaux bitumineux ;

Par les variations cycliques d’ouverture des fissures de retrait des matériaux traités aux

liants hydrauliques ;

Par les déformations de dalle dues aux gradients thermiques dans les chaussées

rigides.



7

La maîtrise du climat est essentielle pour le dimensionnement des chaussées. Il faut une

connaissance de la pluviométrie pour déterminer les dispositions d’assainissement et de

drainage, les températures caractéristiques pour l’étude de comportement en fatigue et la

résistance à l’orniérage des matériaux bitumineux, etc.

I.4.3. La plate-forme support de chaussée

Pour le dimensionnement de la structure de chaussée, en général, le sol support est décrit par

une valeur de module de Young réversible considérée comme représentative de l’état

hydrique le plus défavorable (période de dégel exclue). Le choix des matériaux utilisables en

plate-forme comme en assise de chaussée doit tenir compte du facteur drainage pour la bonne

tenue de la chaussée.

Pour bien remplir son rôle, il est souhaitable que la plate-forme possède un certain nombre de

qualités (Berthier, 2004) :

Caractéristiques minimales de nivellement pour garantir la régularité de l’épaisseur

des couches ;

Elle doit offrir une assise convenable pour le compactage des couches de chaussée et

doit donc être suffisamment rigide ;

Cette rigidité ne doit pas se détériorer pendant la période qui sépare l’exécution des

terrassements et la réalisation de la chaussée ; elle doit donc être peu sensible aux

intempéries ;

Elle participe, par sa rigidité, au fonctionnement de la chaussée ; une meilleure plate-

forme autorise une chaussée moins épaisse, donc moins coûteuse.

I.4.4. Les matériaux de chaussée

Les matériaux de chaussée peuvent être normalisés ou non conformes. Pour les matériaux

normalisés, les valeurs de résistance mécanique et de déformabilité retenues, tirées d’études

en laboratoire, sont déduites des valeurs moyennes obtenues sur la formule de base établie

conformément aux dispositions des normes définissant les méthodologies d’étude. En

l’absence d’étude spécifique, le document de dimensionnement se réfère en général aux

valeurs seuils minimales fixées par les normes. Quant aux matériaux de chaussée non

conformes sur certains aspects aux normes, ou non couverts par une norme, seule une étude

de laboratoire particulière, complétée le cas échéant par des planches expérimentales, peut

permettre de préciser leur domaine d’emploi. (SETRA - LCPC, 1994)

I.4.5. La qualité de la réalisation

Pour la réalisation des structures de chaussée, les prescriptions et les règles de l’art concernant

la fabrication et la mise en œuvre des matériaux doivent être respectées pour se rassurer de

l’homogénéité des compositions et des caractéristiques mécaniques.

Le calcul de dimensionnement doit prendre en compte le fait que la réalisation est affectée de

variations aléatoires d’épaisseurs des couches.



8

I.5. METHODES DE DIMENSIONNEMENT DES CHAUSSEES

La détermination des matériaux constituant les couches de la chaussée ainsi que leurs

caractéristiques (épaisseurs, modules de Young,…) pour que la route puisse tenir au niveau de

trafic attendu pour la durée de vie projetée est ce que l’on appelle dimensionnement de la

chaussée.

Il existe plusieurs méthodes de dimensionnement des chaussées. D’après Combere (2008), la

synthèse de la littérature scientifique montre deux pôles de convergence (avec des types

intermédiaires) : la méthode empirique et la méthode analytique-empirique.

I.5.1. Méthode empirique ou classique

La méthode empirique est basée sur des essais et des observations effectuées sur des routes

expérimentales. La technique est basée sur l’identification, la reproduction conforme et

standard des structures de chaussées identiques à celles qui ont fait la preuve de leur

performance. On utilise les matériaux, les trafics et les mêmes conditions environnementales

chaque fois jusqu’à ce que des endommagements jugés sévères, pour un type de chaussée de

référence, puissent être inventoriés. Les modèles empiriques les plus connus sont : la méthode

du CBR et la méthode du CEBTP.

I.5.1.1.La méthode du CBR (California Bearing Ratio)

Elle a été conçue par O.J.PORTER du « California State Highway Departement » dès 1938 à

la suite d’une expérience de 14 années sur les routes californiennes. Il trouva une relation

entre l’indice CBR d’un sol et l’épaisseur de chaussée minimale nécessaire pour empêcher la

rupture par déformation plastique de la chaussée. Les étapes suivantes sont utilisées pour le

dimensionnement de la chaussée :

Déterminer la valeur CBR du sol ;

Déduire le rapport des modules de Young granulaire (couche rigidifiée par

compactage) sur le sol (support mou) à partir des abaques et des équations :

100 150

5

Pe

CBR

(Peltier) ou

100 150 (75 50log( ))10

5

NP

eCBR

(TRL)

P : charge par roue en tonne, N: nombre moyen journalier de véhicules de plus de 1500 kg à

vide qui circule sur la chaussée, e = épaisseur de la chaussée en cm.

Les limites de la méthode sont de 2 ordres :

L’absence de détermination du ratio de corrélation acceptable de CBR in-situ et les

valeurs de CBR au laboratoire aboutit souvent à des écarts importants parfois de

l’ordre de 30% ;



9

La non-évaluation des contraintes et des déformations admissibles constitue également

une autre limitation à ce type de dimensionnement qui conduit des investissements

importants pour des structures peu performantes.

Il est ainsi suggéré d’utiliser des facteurs de correction locale pour améliorer les performances

de la structure finale proposée autrement on aboutit à un dimensionnement peu conservateur

avec des chaussées surdimensionnées ou soit sous-dimensionnées.

I.5.1.2. La méthode du CEBTP

La méthode CEBTP est le fruit d’un travail d’équipe chargée de faire une étude générale sur

le comportement et le renforcement de 7000 km de chaussées bitumineuses. Elle est

composée d’ingénieurs du Centre Expérimental de Recherche et d’Etudes du Bâtiment et des

travaux publics (CEBTP) en collaboration avec ceux des pays tropicaux. Ce travail rédigé en

1971 sous forme de manuel est présenté depuis 1984 dans un document intitulé « Guide

pratique de dimensionnement des chaussées pour les pays tropicaux ». La méthode a deux

principes bases :

Dans le cas des chaussées ne comportant aucune couche tant soit peu rigidifiée, la

méthode se base sur deux paramètres pour déterminer l’épaisseur de la chaussée :

l’indice portant de la plate-forme et le trafic.

Dans le cas des chaussées comportant une ou plusieurs couches susceptibles, par leur

raideur, d’une rupture en traction, le dimensionnement précédent qui vise uniquement

à éviter le poinçonnement de la forme, doit être complété par une analyse théorique

dont l’objet est de vérifier que les contraintes effectives de traction développées à la

base des couches rigidifiées sont compatibles avec les performances probables de ces

matériaux.

En vue de réduire les risques de natures particulières, quelques directives techniques portant

sur le choix ou la mise en œuvre des matériaux accompagnent la méthode :

Un minimum de compacité au niveau supérieur des terrassements et l’élimination sur

les trente derniers centimètres des matériaux instables ou gonflant ;

Un minimum de compacité et une portance ou stabilité adéquate au niveau des

couches de base et de fondation ;

Une dureté suffisante des agrégats destinés à constituer les couches de base ou de

surface ;

La réalisation de revêtements minces et déformables.



10

I.5.2. Méthode analytique-empirique (ou mécanistique-empirique)

La méthode est appelée ainsi car elle fait partiellement appel à une approche analytique qui

est complétée par des données empiriques. Elle est basée sur la mécanique des milieux

continus et sur la résistance des matériaux. Elle s’appuie sur l’analyse des résultats des essais

sur les matériaux réalisés au laboratoire ou sur un chantier expérimental (planche d’essai)

auxquels sont associées les données contrôlées sur le terrain pour valider les structures

sélectionnées. Le processus se fait en deux étapes :

Calcul des contraintes et déformations admissibles dans la chaussée en fonction du

trafic attendu (modèle de fatigue et de déformation),

Calcul des épaisseurs requises pour rencontrer les critères de contraintes et/ou

déformations admissibles.

Les analyses réalisées sont utilisées pour identifier et adapter le comportement mécanique des

matériaux en fonction du trafic et des conditions environnementales observées. Elles peuvent

être linéaires (plus courantes) ou non-linéaires (surtout pour les matériaux granulaires).

La recherche de modèles mathématiques pour les systèmes multicouches qui constituent les

chaussées a fait l’objet de nombreux travaux, marqués par les principales étapes suivantes

(Berthier, 2004) :

Le modèle de Boussinescq (1885), crée et utilisé initialement en mécanique des sols,

qui modélise un massif élastique semi-infini soumis à l’action d’une charge statique

ponctuelle ;

Le modèle bicouche de Westergaard (1926), qui donne les contraintes et

déformations d’un système constitué d’une plaque reposant sur un sol assimilé à un

ensemble de ressorts dont le déplacement vertical en un point est proportionnel à la

pression verticale en ce point ;

Le modèle bicouche de Hogg (1938), qui donne les contraintes et déformations d’une

plaque reposant sur un massif elastique semi-infini de type Boussinescq ;

Le modèle de Burmister (1943), qui aborde et traite le problème général d’une

structure à n couches reposant sur un massif elastique semi-infini.

Le modèle de Jeuffroy-Bachelez (1955), qui assimile la chaussée à un tricouche

(plaque mince sur un modèle de Burmister), a permis pour la première fois d’établir un

système très complet d’abaques. Il a constitué pour les ingénieurs français une étape

fondamentale vers plus de rationalité dans le dimensionnement des chaussées ;

L’utilisation de modèle aux éléments finis (Cesar-LCPC notamment) s’impose enfin

chaque fois que des modèles multicouches continus, élastiques et linéaires s’avèrent

trop simplistes.



11

Au fur et à mesure que le temps avance, il y a toujours des renouvellements et/ou des

combinaisons des anciennes méthodes ce qui résulte en différentes méthodes de

dimensionnement selon les pays :

La méthode française du Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC) ;

La méthode anglaise du Transport Research Laboratory (TRL) ;

La méthode américaine de l’AASHTO (American Association of State Highway

Transportation Officials) ;

La méthode allemande ;

La méthode suisse ;

Les méthodes adaptées destinées à l’Afrique (CBTP, 1974 et 1980) ;

Les méthodes locales dans d’autres pays ayant des régions à climat tropical

(Australie, Brésil, Nouvelle Zélande, Chine, Inde).

Les approches rationnelles ont l’avantage de bien « coller » à la réalité mais elles sont

difficiles à transposer à des situations différentes de celles qui ont servi à leur développement.

I.6. COUCHES DE CHAUSSEE & MATERIAUX

Une chaussée moderne est constituée par la superposition de couches de matériaux liées ou

non par des liants hydrauliques. La structure d’une chaussée doit résister à diverses

sollicitations, notamment celles dues au trafic et elle doit assurer la diffusion des efforts

induits par ce même trafic dans le sol de fondation. La chaussée est constituée de : plate-

forme (sol support), couche de forme, couche d’assise (composée de la couche de fondation

et couche de base) et couche de surface (composée de la couche de liaison et de la couche de

roulement).

Figure 1: différentes couches de chaussée (LCPC-SETRA, 1994).



12

I.6.1. Plate-forme (sol support)

La plate-forme est la couche de 30 cm au-dessus des terrassements. Son rôle est de servir une

bonne assise au corps de chaussée afin que celle-ci soit peu déformable. Le CBR supérieur à 5

est exigé, la valeur exacte à prendre en compte pour le dimensionnement dépend de

l’épaisseur et de la qualité du matériau de substitution. Selon CEBTP (1984), les

caractéristiques des sols à éliminer ou à traiter sont les suivantes :

CBR < 5,

Indice de plasticité : 40Ip ,

Limite de liquidité : 70LW ,

Gonflement linéaire dans le moule 2%CBR ,

Teneur en matières organiques : 3% .

I.6.2. Couche de forme

La couche de forme a pour rôle de permettre la circulation des engins sur chantier, empêcher

les remontées d’argile dans la chaussée et d’assurer le drainage de la fondation. Les matériaux

doivent avoir au minimum 5CBR , pour les chantiers importants, on pourra exiger un

10CBR . Par contre, on évitera ceux qui ont une granulométrie supérieure à 150mm, un

pourcentage de fine supérieur à 35% ou à 45% et un indice de plasticité supérieur à 20 ou 30.

Pour les sols de remblai, on doit tenir compte des caractéristiques physico-mécaniques

suivantes :

5CBR ,

Pourcentage en matières organiques 1% ,


Densité sèche 1.60OPM ,

Indice de plasticité : 40pI ,

Indice de gonflement : 2%G équivalent au pourcentage de fines : % 35%F ,

Degré de compactage au moins 90% de l’OPM.

Pour la partie supérieure, c'est-à-dire de 0.80m au-dessus du remblai, on exigera les

caractéristiques suivantes :

10CBR ,


Indice de gonflement linéaire : 1%G ,

Pourcentage de fines :10 % 30F ,

On doit prévoir un degré de compactage correspondant à au moins 95% du Proctor Modifié.

On peut admettre des déflexions maximales 200/100mm.



13

I.6.3. Couche de fondation

Elle assure une diffusion des contraintes enfin de les amener à un taux compatible avec la

portance du sol de la plate-forme. Si elle n’est pas assez rigide, elle ne doit subir que des

contraintes verticales de compression.

Les matériaux pour couche de fondation doivent avoir :

Un CBR au moins égal à 30 pour une densité sèche correspondant à 95% de l’OPM.

Pour les trafics faibles, on peut descendre jusqu’à 20 et par contre on exigera 35 pour

les trafics lourds et plus élevés.

Une dimension maximale des grains de 60mm,

Pourcentage en matières organiques : 0,5%,

Pourcentage de fines : 10% % 35%F ,

Indice de gonflement linéaire : 1%G ,


Indice de liquidité : 40LW ,

I.6.4. Couche de base

La couche de base est amenée à encaisser la majeure partie des contraintes dues aux

agressions superficielles, comme les contraintes verticales de compression et les efforts de

cisaillement qui sont d’autant plus importants à la base quand la couche de surface est mince.

C’est pourquoi, elle possède une rigidité plus élevée et les matériaux qui la constituent ont des

caractéristiques beaucoup plus sévères que la couche de fondation. Le choix des matériaux

dépendent de plusieurs critères comme : indice portant, stabilité, dureté de squelette,

résistance à la traction des couches liées ou rigidifiées, etc. La nature des matériaux et les

caractéristiques de mise en œuvre souhaitables sont les suivantes :



Cu >10,

%fines < 25,

Gonflement linéaire : 0.3%G ,

Pourcentage des matières organiques < 0.1%,

CBR à 4 jours d’imbibition > 80 (60 pour le trafic < 300 véhicules/jour),

Diamètre maximal des grains : 40-50 mm.

Pour les matériaux rocheux : GCNT 0/31 et 0/40 :

Tableau 1: caractéristiques mécaniques des matériaux rocheux

Essais Concassés Matériaux liés

LA < 40 < 45

MDE < 20 < 25

ACV < 30 < 35



14

Pour les trafics admettant l’essieu 13T :

Coefficient d’aplatissement : C.A < 25,

Equivalence de sable : E.S > 40.

I.6.5. Couche de surface

La couche de surface est constituée de la couche de roulement et le cas échéant d’une couche

de liaison. Elle doit subir les efforts normaux et les efforts tangentiels venant du trafic ainsi

que les agressions des intempéries (la chaleur par exemple). Elle doit assurer aussi

l’étanchéité de la structure par rapport à l’infiltration des eaux de ruissellement et posséder les

qualités antidérapantes satisfaisantes, i.e une bonne condition de confort et de sécurité pour

les usagers (une bonne adhérence, surface unie, régulière et la plus silencieuse possible). Le

choix du type de la couche de revêtement dépend du trafic. Il peut se faire soit en enduits

superficiels, soit en enrobés denses et Sand-asphalt ou en béton bitumineux (binder).

I.7. CONCLUSION

Les matériaux stabilisés aux liants hydrauliques routiers (LHR) étant utilisés principalement

dans les structures des chaussées semi-rigides ou mixtes, le dimensionnement tiendra compte

des normes et exigences de celles-ci.



15

II.1. INTRODUCTION

Le traitement des sols a pour objet de rendre utilisable un sol qui ne présente pas les

caractéristiques requises pour servir, sans préparation, à supporter une route. Ainsi, il permet

de valoriser les matériaux aux caractéristiques inadaptées et non utilisables à l’état naturel tels

que limons, argiles, sables, marnes, matériaux évolutifs, etc. Le procédé a pour finalité de:

Améliorer l’aptitude d’un matériau au compactage ;

Diminuer la sensibilité au gel et à l’eau ;

Augmenter la résistance mécanique et la portance (augmentation du frottement interne

et de la cohésion).

En géotechnique routière, il existe plusieurs techniques de stabilisation des sols qui sont

regroupés en deux grandes catégories : stabilisation chimique et stabilisation mécanique.

Le chapitre présente les différentes techniques de stabilisation, le choix de différents

stabilisants et les caractéristiques des matériaux ainsi stabilisés.

II.2. STABILISATION CHIMIQUE

La stabilisation chimique permet, grâce à la réaction du produit avec les composantes du

matériau, une augmentation de la cohésion du matériau. Elle consiste à incorporer au sol les

liants hydrauliques routiers ou liants hydrocarbonés. Il s’agit dans tous les cas d’augmenter la

cohésion des matériaux en utilisant une réaction chimique provoquée par l’eau et les

matériaux eux-mêmes.

II.2.1. Traitement aux liants hydrauliques

Les liants hydrauliques sont des poudres fines constituées de sels minéraux anhydres réactifs

en présence d’eau. Ils s’hydratent en présence d’eau pour former un matériau solide, véritable

roche artificielle. Le traitement des sols aux liants hydrauliques est une technique qui consiste

à incorporer, au sein du sol, cet élément d’apport avec éventuellement de l’eau et de les

mélanger plus ou moins intimement, jusqu’à l’obtention d’un matériau homogène pour lui

conférer les propriétés nouvelles.

II.2.1.1. Traitement au ciment

Le ciment est utilisé dans le but d’obtenir un développement rapide et durable des résistances

mécaniques et des stabilités à l’eau et au gel. Les réactions du ciment avec un sol consistent

essentiellement en une hydratation des silicates et aluminates de calcium anhydres, avec

Chapitre II.

TECHNIQUES DE STABILISATION EN GEOTECHNIQUE

ROUTIERE



16

passage par la phase soluté suivie de la cristallisation des produits hydratés : c’est la prise

hydraulique. Les avantages du traitement au ciment sont :

Augmentation de la résistance du sol et de la durabilité ;

Réduction de la compressibilité et du gonflement ;

Formation d’une couche dure, cohérente et imperméable.

La stabilisation des sols au ciment trouve son application tant pour les couches de surfaces

que pour la zone supérieure de la couche de fondation ou de la sous couche de fondation ou

de la sous couche de routes et chemins de toute nature.

II.2.1.2. Traitement à la chaux

La chaux est obtenue par cuisson de carbonate de calcium pur (CaCO3). Elle se présente sous

deux formes :

Sous forme de chaux vive (CaO) : 3 2CaCO CaO CO (T > 9000C)

Sous forme hydratée (Ca(OH)2) : 2 2( )CaO H O Ca OH + Chaleur.

Compte tenu de ses propriétés, la chaux modifie de façon sensible le comportement des sols

fins argileux ou limoneux, grâce à trois actions distinctes (Puiatti, 2013) :

Une diminution de la teneur en eau : la teneur en eau d’un mélange sol-chaux se

trouve abaissée en raison de :

L’apport de matériaux secs ;

La consommation de l’eau nécessaire à l’hydratation de la chaux (chaux vive) ;

L’évaporation d’eau suite à la chaleur dégagée par la réaction d’hydratation et

par l’aération provoquée par le malaxage.

Des modifications immédiates des propriétés géotechniques du sol : l’incorporation de

la chaux dans un sol argileux, développe une agglomération des fines particules

argileuses en éléments plus grossiers et friables : c’est la floculation.

Les indices de ces réactions sur le mélange sol-chaux sont :

Une diminution de l’indice de plasticité Ip ;

Une augmentation de l’indice portant immédiat IPI ;

Un aplatissement de la courbe Proctor avec diminution de la densité de

l’optimum Proctor, et augmentation de la teneur en eau (matériaux limoneux,

argileux et matériaux évolutifs comme les marnes, schistes, craies,…Ip > 20).

En techniques routières, la chaux est utilisée comme stabilisant ou pour rendre compactable

les sols fins trop humides. Les avantages du traitement à la chaux sont multiples : valorisation

des matériaux médiocres, meilleure gestion des ressources naturelles, réduction du trafic poids

lourds, réduction des immobilisations pour intempéries, diminution de la durée des travaux, et

surtout réduction du coût des travaux.



17

II.2.1.3. Traitement aux pouzzolanes

Les pouzzolanes peuvent être à l’état naturel ou artificiel. Les pouzzolanes naturelles sont des

matériaux résultant des émissions explosives de laves lors des phénomènes volcaniques alors

que les pouzzolanes artificielles ne sont que des résidus de combustion du charbon produits

dans les industries et/ou centrales d’incinération. Elles sont utilisées en technique routière

pour améliorer l’état hydrique d’un sol et pour réaliser les assises en graves-pouzzolanes.

II.2.1.4. Traitement aux cendres volantes

Les cendres thermiques produisent des quantités importantes de résidus de combustion, dont

les cendres volantes récupérées par dépoussiérage des fumées, avant l’évacuation dans les

cheminées. Ce sont des matériaux fins (<200 μm) et légers. Ils peuvent être silico-alumineuse

(forte teneur en silice et alumine : propriétés pouzzolaniques) ou sulfo-calciques (forte teneur

en sulfates et chaux : propriétés hydrauliques). En technique routière, ils sont utilisés pour

réaliser les assises en graves-cendres volantes.

II.2.1.5. Traitement aux laitiers (métallurgie)

Dans un haut fourneau, la production de la fonte s’accompagne de celle d’un liquide

surnageant où se retrouve la gangue du minerai combinée aux fondants ajoutés. Ce liquide,

sous-produit de l’industrie sidérurgique est le laitier. En technique routière, le laitier est

principalement utilisé pour la réalisation d’assises en graves-laitiers (Mouton, 1998).

II.2.2. Traitement aux liants hydrocarbonés

Les liants hydrocarbonés sont des matériaux constitués essentiellement d’assemblage

d’atomes de carbone et d’hydrogène qui, au contact de particules solides telles que les

granulats, développent des forces d’adhésion assurant de la sorte une certaine rigidité, des

résistances aux déformations en traction, compression et cisaillement.

Les principaux liants hydrocarbonés sont : le bitume et le goudron. Le bitume est un produit

de distillation des huiles minérales tandis que le goudron provient de la distillation du

charbon. Les graves, si elles ne sont pas trop argileuses, peuvent être stabilisés aux liants

hydrocarbonés. Leur grande stabilité mécanique est assurée par le frottement interne élevé dû

au squelette minéral et par la forte cohésion apportée par le bitume. Les dosages à respecter

varient en fonction du type d’application, de la nature et de la qualité des matériaux à traiter

(2%-8%).

II.2.3. Traitement aux produits chimiques

Certains produits chimiques à base de chloride de calcium, hydroxyde de calcium, silicates,

enzymes, polymers, sont utilisés en construction routière pour améliorer la capacité portante

des sols (Bakar et al, 2014) . On les trouve aux marchés sous les noms commerciaux : Probase

TX-85 (produit du « Probase manufacturing Sdn.Bhd. Company », Malaysia), Termite Saliva

(produit du « Norwood hall Pty Ltd », Australia), Renolith (produit du « Renolith technology

Corporation », Thailand), Perma-Zyme (Produit du « Global Zyme », Thailand), Con-Aid



18

(produit du « Con-Aid Asia Co. Ltd », Thailand), ANSS (produit du « solid Environmental

solutions », Israel), etc.

II.2.4. Traitement mixte

Le traitement mixte consiste à améliorer la qualité d’un sol par combinaison de deux ou

plusieurs stabilisants en vue d’atteindre les performances mécaniques souhaitées. Il existe

plusieurs combinaisons mais la plus utilisée est celle de la chaux-ciment : Dans le cas où le

sol est humide (on préconise la chaux), et peu argileux (on préconise le ciment), on utilise

d’abord la chaux à faible dose (0.5 à 2%) et ensuite le ciment, ces liants ayant une action

complémentaire. Le traitement préalable à la chaux par son action d’assèchement immédiate

du sol amène celui-ci à un état optimal pour la stabilisation au ciment. (Génie Hippique, 2004)

II.3. STABILISATION MECANIQUE

La stabilisation mécanique consiste en l’amélioration du squelette granulaire d’un sol par

l’ajout d’un matériau afin d’augmenter les possibilités de compactage et la résistance d’un sol.

Les techniques de stabilisation mécaniques les plus connues sont : ajout d’un sol fin à un sol

grenu, ajout d’un sol grenu (ou une fraction) à un sol fin, élimination des fines ou éléments

grossiers d’un sol, la lithostabilisation et l’utilisation des géosynthétiques.

II.3.1. Ajout d’un sol fin à un sol grenu

C’est une méthode utilisée en technique routière pour stabiliser les granulats concassés non

plastique. Les propriétés cohésives des sols fins servent à unifier le mélange ce qui augmente

la plasticité et la résistance du sol. Le principe en est que les éléments fins en faible

proportion vont remplir les vides entre les éléments grossiers, et en présence d’eau, ils vont

jouer le rôle de liant.

II.3.2. Ajout d’un sol grenu (ou une fraction granulaire) à un sol fin

Ajout du sable et/ou cailloux à un sol fin sert à donner du squelette à ce dernier, ce qui

augmente les performances mécaniques. La technique est utilisée surtout pour les plateformes

argileuses.

II.3.3. Eliminations des fines et/ ou éléments grossiers d’un sol

L’élimination des fines et/ou éléments grossiers d’un sol est une méthode utilisée pour

améliorer la granulométrie et la portance d’un sol. L’opération est coûteuse ce qui limite son

emploi.

II.3.4. Lithostabilisation

La lithostabilisation est une forme de stabilisation mécanique d’une latérite de qualité

médiocre par adjonction de concassés (pourcentage souvent supérieure à 10%). Son objectif

principal est d’obtenir du mélange un matériau présentant de meilleures performances

géotechniques (essentiellement la portance). Les concassés souvent utilisés sont les concassés

de granite, de basalte, de grès et de silexite.



19

II.3.5. Utilisation des géosynthétiques

Le recours aux propriétés des géosynthétiques pour les infrastructures routières appartient aux

techniques d’avant-garde car les géosythétiques améliorent de manière significative le

comportement mécanique des sols meubles ou mou. Du fait de leurs capacités à se déformer

et leur grande résistance mécanique il est possible d’associer le comportement de certains sols

à celui des tissus pour obtenir un sol au comportement spécifique.

Les géosynthétiques de renforcement utilisés dans les couches de chaussée sont

essentiellement des géogrilles, géotextiles et géocomposites en polymère (Watn, 2011). Le

renforcement est installé dans la structure de chaussée sous, et parfois dans, les couches de

base, la couche de fondation, la couche de forme ou le sol support stabilisé. Son rôle consiste

à augmenter significativement la capacité portante du sol mou en répartissant les charges dues

au trafic sur une surface plus large ce qui résulte en une réduction de la pression appliquée sur

le sol mou et donc à moins de déformations lors de la construction et pendant la durée de

service. En technique routière, les géosynthétiques sont employés soit pour la construction de

routes nouvelles, soit pour la réhabilitation et la mise à niveau de routes existantes. Ils

permettent :

un meilleur compactage,

des économies des matériaux d’apport,

une augmentation et protection de la capacité portante,

un contrôle du tassement différentiel et des remontées des fissures,

d’éviter l’interpénétration du sol naturel avec les agrégats (rôle de séparation) et de

conserver intégralement les propriétés des matériaux d’apport.

Les méthodes de dimensionnement des ouvrages ainsi renforcés sont nonobstant loin d’être

parfaites et des efforts de recherches importants sont encore à réaliser, notamment sur la

résistance au poinçonnement des géotextiles.

II.4. CHOIX DES STABILISANTS

Quelques fois, plusieurs stabilisants donnent de bons résultats, mais l’un peut être mieux

adapté que les autres. Quelques facteurs influençant le choix (sélection) d’un stabilisant sont :

Exigences techniques (performances souhaitées) ;

Conditions du site (mise en œuvre) ;

Temps ;

Disponibilité du stabilisant ;

Economie ;

Résultats des tests au laboratoire (type du sol) :



20

Tableau 2: guide pour le choix d’un stabilisant

(Overseas Road Notes 31, 4th

edition).

II.5. CARACTERISTIQUES DES MATERIAUX STABILISES

La stabilisation du sol est l’un des meilleurs procédés de construction de différentes couches

de chaussées. Selon UNESCO (2009), la caractéristique importante de la stabilisation au

ciment et à la chaux, est que la résistance assez élevée que l’on obtient avec les sols secs et

compactés se retrouve avec les sols stabilisés même lorsqu’ils sont soumis à l’eau. Surtout

avec le ciment, les mélanges peuvent aussi atteindre des résistances qui dépassent beaucoup

celles des sols secs compactés. Les résistances élevées ne constituent pas forcément un

avantage, car elles s’accompagnent d’un retrait et d’une fissuration qui résultent de tension

interne. Ainsi, la proportion normale nécessaire de ciment ou de chaux va de 3 à 7% du poids

de sol.

Avec la stabilisation à la chaux, la présence d’éléments argileux est nécessaire dans le sol

pour permettre la réaction de stabilisation. Le sol doit contenir au moins 15% d’éléments fins

(passant par le tamis de 0.080mm) et avoir un indice de plasticité d’au moins 10%. Avec le

ciment, on peut stabiliser le sol qu’il soit plastique ou non. On juge des possibilités de

stabilisation d’un sol au ciment ou à la chaux sur le résultat des essais au laboratoire. L’essai

de base est l’essai de mouillage-séchage. Pour le dimensionnement, on fait en général appel à

l’essai CBR avec les sols graveleux, et on utilise plutôt l’essai de compression simple sur les

sols plus fins.

Le traitement au bitume trouve son emploi principal dans la stabilisation des sols sableux. Sa

fonction consiste à assurer la cohésion qui fait défaut dans ces sols non plastiques. Dans ce

domaine, on obtient les meilleurs résultats avec des sables bien calibrés dans lesquels les

éléments fins ne sont pas plastiques et ne dépassent pas 10%. Avec certains sables, il peut être

nécessaire de chauffer le matériau et d’utiliser les bitumes durs, afin d’obtenir une stabilité

suffisante. En général, les proportions de bitume nécessaire se situent entre 4 et 6%, les plus

fortes proportions correspondant aux sables plus fins.



21

Tous les sols stabilisés doivent être protégés par un revêtement bitumineux. Sans cette

protection, ils seront rapidement usés par la circulation. Avec les sols stabilisés au ciment et à

la chaux, la première chose à faire est une imprégnation avec un cut-back fluide. Cette

imprégnation peut également favoriser la stabilisation du sol en empêchant l’évaporation.

II.6. CONCLUSION

Il existe plusieurs techniques de stabilisation en géotechnique routière. Compte tenu de la

disponibilité des stabilisants, le présent travail se limite à l’amélioration du sol au ciment

portland, à la chaux vive et à la latérite.

Etude au laboratoire


22

Deuxième Partie :

ETUDE AU LABORATOIRE



23

I.1. INTRODUCTION

La reconnaissance des caractéristiques géotechniques d’un sol passe par un certain nombre

d’essais au laboratoire. Ces essais ont pour but d’identifier, pour un sol, les 3 paramètres

essentiels : nature, comportement mécanique et état hydrique. Le sol utilisé, sujet de la

présente recherche, est un sol provenant du site de 2iE Kamboinsé. La photo ci-dessous

montre son apparence physique.

Figure 2: échantillon type du sol à étudier

Le chapitre présente les résultats des essais d’identification du sol (Analyse granulométrique,

limites d’Atterberg, Equivalent de sable, Essai au bleu de méthylène, Teneur en matières

organiques) ainsi que ceux des essais de portance (Proctor modifié et CBR après 4 jours

d’immersion).

I.2. ESSAIS D’IDENTIFICATION

Les essais de laboratoire qui ont pour but de déterminer les paramètres de nature d’un sol (la

granularité et l’argilosité) sont :

1) Analyse granulométrique ;

2) Limites d’Atterberg ;

3) Equivalent de sable ;

4) Essai au bleu de méthylène ;

5) Teneur en matière organique.

(Voir en annexe I, les modes opératoires).

Chapitre I.

ETUDE DES CARACTERISTIQUES GEOTECHNIQUES DU SOL

NATUREL



24

I.2.1. ANALYSE GRANULOMETRIQUE

Principe et méthode

a) Analyse granulométrique par tamisage

L’analyse granulométrique par tamisage est un procédé par lequel on détermine la proportion

de différents constituants solides d’un matériau grenu en fonction de leur grosseur à l’aide de

tamis emboités les uns sur les autres, dont les dimensions des ouvertures sont décroissantes du

haut vers le bas. Les pourcentages des refus et/ou passants ainsi obtenus sont exprimés sous

forme d’une courbe granulométrique qui donne un certain nombre d’indicateurs permettant de

caractériser la distribution granulométrique du matériau. La préparation de l’échantillon et le

tamisage fait selon mode opératoire NF P 18-560.

b) Analyse granulométrique par sédimentométrie

L’analyse granulométrique par sédimentométrie intervient dans le cadre de l’analyse

granulométrique des fines d’un sol car l’utilisation des tamis pour les grains de Ф < 0.080mm

est physiquement impossible. La préparation de l’échantillon et la sédimentation se fait selon

le mode opératoire NF P 94-093.

Résultats

L’analyse granulométrique a été effectuée à partir d’un échantillon de 1000g et les résultats

sont présentés par la courbe granulométrique ci-dessous :

Figure 3: courbe granulométrique du sol naturel

(Feuille de calcul, annexe II).

Les paramètres recherchés sont le coefficient d’uniformité de Hazen (Cu), le coefficient de

courbure (Cc) et le module de finesse.

60

10

0.4200

0.002

DCu

D



25

2 2

30

10 60

( ) (0.057)4.06

* 0.002*0.4

DCc

D D

Module de finesse : 1.81

%fines : 39.4%

Les résultats de l’analyse granulométrique montrent que le sol est à granulométrie étalé,

présentant beaucoup d’éléments fins.

I.2.2. LIMITES D’ATTERBERG


a) Limite de liquidité

La limite de liquidité (Wl) est la teneur en eau du sol au passage de l’état plastique à l’état

liquide visqueux. Le sol atteint la limite de liquidité lorsque la coupelle de Casagrande

tombant d’une hauteur de 10 mm, doit frapper la base 25 fois pour refermer, sur une distance

de 13 mm, une rainure qui a été pratiquée dans l’échantillon de sol qu’elle contient. L’essai se

fait sur la fraction 0/0.4mm d’un échantillon représentative de sol totalement remanié. La

préparation de l’échantillon et l’exécution de l’essai se fait selon le mode opératoire NF P 94-

051.

b) Limite de plasticité

La limite de plasticité (Wp) est la teneur en eau du sol au passage de l’état semi solide à l’état

plastique (flexible). Le sol atteint la limite de plasticité lorsqu’un rouleau de terre d’environ 3

mm de diamètre par 15 à 20 cm de long commence à se fissurer lorsqu’on le soulève de 15 à

20mm. L’essai se fait sur la fraction 0/0.4mm d’un échantillon représentative de sol

totalement remanié. La préparation de l’échantillon et l’exécution de l’essai se fait selon le

mode opératoire NF P 94-051.

Résultats

Les limites d’Atterberg ont été effectuées à partir d’un échantillon de 300g et les résultats sont

les suivantes :

Figure 4: résultats limite de liquidité

20%

21%

22%

23%

10 100

ω e

n %

Nombre de coups N



26

Limite de liquidité : 21.2%lw

Limite de plasticité : 14.3%pw

Indice de plasticité : 6.9%pI

Indice de consistance : 21.2% 1.4%

2.87%6.9%

cI

(Feuille de calcul et graphe, annexe III).

Selon le diagramme de plasticité (en annexe IV), les résultats obtenus montrent que le sol est

limoneux peu plastique.

I.2.3. EQUIVALENT DE SABLE


L’équivalent de sable est un essai qui consiste à mesurer la proportion d’éléments argileux

dans le sable. En présence d’une solution de glycérine, formaldéhyde et de chlorure de

calcium, l’argile flocule et, après un temps de mise au repos donnée, on mesure la hauteur de

la partie sableuse sédimentée et la hauteur du floculat. La préparation de l’échantillon

et l’exécution de l’essai se fait selon le mode opératoire NF P 18-598.

Résultats

L’équivalent de sable (ES) est calculé selon la formule :

( )*100

( )

H sableES

H sable floculat

L’essai a été effectué sur un échantillon de 120g et les résultats sont présentés dans le tableau

suivant :

Tableau 3: résultats d’essai équivalent de sable



27

Les résultats de l’essai équivalent de sable piston et à vue sont inférieures à 60 ce qui veut

dire que le sol est un sable argileux.

I.2.4. ESSAI AU BLEU DE METHYLENE


La valeur de bleu de méthylène d’un sol (VBS) constitue un paramètre d’identification qui

mesure globalement la quantité et l’activité de la fraction argileuse contenue dans le sol.

L’essai se fait en ajoutant progressivement différentes quantités de bleu de méthylène et en

contrôlant l’adsorption après chaque ajout. Le résultat est positif lorsqu’une auréole bleu

claire persistante se produit à la périphérie de la tache déposé sur un papier filtre. La

préparation de l’échantillon et l’exécution de l’essai se fait selon le mode opératoire NF P 94-

068.

Résultats

L’essai a été effectué à partir d’un échantillon de 60g, la masse du bleu introduite était de

60cm3.

0

60* *100 *0.879 0.88

60

BVBS C

m

(Feuille de calcul, annexe V).

La VBS est comprise dans l’intervalle [0.2, 2.5]. Cela veut dire que le sol est limoneux (peu

plastique et sensible à l’eau).

I.2.5. TENEUR EN MATIERES ORGANIQUES


La détermination de la teneur en matière organique d’un sol passe par deux étapes : la

détermination de la teneur en eau suivi de la détermination de la teneur en matière organique.

On prélève une masse quelconque qu’on met dans l’étuve pendant 24h à 1050C, puis la masse

sèche obtenue est brulée pour éliminer tout ce qui est matière organique.

Résultats

La détermination de la teneur en matière organique a été faite sur 3 échantillons de 500g

chacun et les résultats sont présentés dans le tableau suivant :



28

Tableau 4: résultats d’essai de détermination de la teneur en matières organiques

Numéro Tare 1 2 3

Poids total humide (g) 500,08 500,06 500,05

Poids total sec (g) 493,35 493,21 493,23

Quantité d'eau (g) 6,73 6,85 6,82

Teneur en eau (%) 1,36 1,39 1,38

Teneur en eau moyenne (%) 1,38

Poids total brulé 468,98 469,62 468,47

Quantité de MO 24,37 23,59 24,76

Teneur en MO (%) 5,20 5,02 5,29

Teneur en MO moyenne (%) 5,17

La teneur en matière organique du sol étant de 5.17% (3% 10%MO ), selon la

classification des sols organiques (LCPC, 1974), le sol est faiblement organique.

I.2.6. POIDS SPECIFIQUE

Principe

Le poids spécifique d’un granulat ou d’un échantillon de sol est déterminé à l’aide d’un

Pycnomètre à l’air. Le pycnomètre à l’air est considéré comme 2 enceintes volumiques

communiquant entre elles par une soupape chaque enceinte ayant son propre volume et sa

propre pression. L’essai est basé sur la loi de Boyle-Mariotte appliquée à l’air contenu dans le

pycnomètre ( 1 1 2* * *atmP V P V P V ).

Résultats

Le poids spécifique a été déterminé à partir d’un échantillon de 750.08g et 351.87 ml d’eau.

Les trois valeurs de pression lues au Pycnomètre à l’air sont : 8.00, 7.95, 8.05 mWs.

ss

lu eau

W

V V

avec

4.4174*1214.7465

1lu

PV

P

; 8P

3750.082.78 /

621.707 351.87s KN m



29

I.3. ESSAIS DE PORTANCE

Les essais de portance ont pour but la détermination de l’état hydrique d’un sol. On range

parmi ceux-ci l’essai Proctor modifié et l’essai CBR après 4 jours d’immersion. (Voir en

annexe I, les modes opératoires).

I.3.1. PROCTOR MODIFIE

Principe

Le but de l’essai est de déterminer la masse volumique optimale sèche d’un matériau et sa

teneur en eau correspondante. L’essai s’applique sur la fraction inférieure à 20 mm et consiste

à humidifier un matériau à au moins cinq teneurs en eau et à le compacter dans un moule

selon un procédé et une énergie définis. On détermine pour chaque teneur en eau la masse

volumique sèche du matériau. La préparation de l’échantillon et l’exécution de l’essai se fait

selon le mode opératoire NF P 94-093.

Résultats

Les résultats de l’essai Proctor modifié sont représentés par la courbe suivante :

Figure 5: courbe Proctor modifié

Teneur en eau (%) : 7

Densité sèche (g/cm3) : 2.03

(Feuille de calcul, annexe VI).

I.3.2. ESSAI CBR à 4 jours d’immersion

Principe

L’essai CBR consiste à mesurer les forces à appliquer sur un poinçon cylindrique pour le faire

pénétrer à vitesse constante (1.27mm/min) dans une éprouvette de matériau. Il a pour but

déterminer un indice (Indice CBR) permettant de calculer grâce à des abaques, l’épaisseur des



30

couches de fondation nécessaires à la constitution d’une chaussée en fonction : du sous-sol

sous-jacent, du trafic et des charges par essieu prévus, des conditions hydriques futurs que

subira cette route. L’essai CBR après 4 jours d’immersion mesure la résistance au

poinçonnement d’un sol compacté à différentes teneurs en eau puis immergé pendant 4 jours.

Il caractérise l’évolution de la portance d’un sol compacté et/ou soumis à des variations de

régime hydrique. La préparation de l’échantillon et l’exécution de l’essai se fait selon le mode

opératoire NF P 94-078.

Résultats

Les résultats de l’essai CBR à 4 jours d’immersion sont représentés dans le tableau suivant :

Tableau 5: résultats d’essai CBR à 4 jours d’immersion

(Feuille de calcul et graphe, annexe VII).

I.4. CONCLUSION

D’après les résultats des essais d’identification, le sol sujet de la recherche est un sol silteux

(A-4). Les essais de portance montrent que le sol est de faible capacité portante (CBR à 95%

de l’OPM < 10) d’où la nécessité d’une étude d’amélioration de ses performances mécaniques

pour une utilisation en géotechnique routière.

Teneur en eau %

Moulage Essai

10 coups 9 1,92 7,2 11,2

25 coups 15 2 7,2 9,5

56 coups 29 2,12 7,2 9,1

Nombre de

coups

Densité

sèche

ESSAI DE PORTANCE CBR

Gonflement

g (%)

CBR

0,019

CBR (90%) = - CBR (95%) = 9,5 CBR (98%) = 15



31

I.1. INTRODUCTION

Il existe plusieurs techniques d’amélioration de la capacité portante du sol (Voir 2ième

Partie,

chapitre II). Selon les résultats des tests au laboratoire et la disponibilité des stabilisants, il

sera étudié l’évolution de la portance du sol stabilisé au ciment, à la chaux et à la latérite. Le

principe général est d’incorporer au sol un certain pourcentage de stabilisant, et voir les

résultats d’essai Proctor Modifiée suivi de l’essai CBR à 4 jours d’immersion.

II.2. TRAITEMENT AU CIMENT

Le ciment incorporé à un sol développe un réseau de liaisons entre les grains qui le

composent. La réaction d’hydratation du ciment présente l’avantage d’une évolution rapide,

ce qui permet d’obtenir les résistances mécaniques nécessaires dans un délai court. Dans ce

présent travail, l’amélioration du sol se fera au ciment portland connu sous le nom

commercial de « CIMFASO », les dosages d’expérimentation seront de 1%, 2% et 3%.

II.2.1. Traitement à 1% ciment

La stabilisation du sol à 1% de ciment a donné les résultats suivants :

Essai Proctor modifié


Figure 6: courbe Proctor modifié du sol stabilisé à 1% de ciment


Teneur en eau (%) : 6.9

(Feuille de calcul, annexe VIII).

Chapitre II.

ETUDE D’AMELIORATION DE LA PORTANCE DU SOL NATUREL



32

Essai CBR


Tableau 6: résultats d’essai CBR du sol stabilisé à 1% de ciment

(Feuille de calcul et graphe, annexe IX).

II.2.2. Traitement à 2% ciment


Essai Proctor Modifié





(Feuille de calcul, annexe X).

Teneur en eau %

Moulage Essai

10 coups 45 1,86 6,9 12,2

25 coups 102 2,06 6,9 8,1

56 coups 146 2,18 6,9 7,5

0,004

CBR (90%) = 68 CBR (95%) = 101 CBR (98%) = 122

Nombre de

coups

Densité

sèche

ESSAI DE PORTANCE CBR @ 1%ciment

Gonflement

g (%)

CBR



33

Essai CBR


Tableau 7: résultats de l’essai CBR du sol stabilisé à 2% de ciment

(Feuille de calcul et graphe, Annexe XI).

II.2.3.Traitement à 3% ciment







(Feuille de calcul, annexe XII).

Teneur en eau %

Moulage Essai

10 coups 68 1,96 5,4 11,8

25 coups 110 2,09 5,4 10,7

56 coups 137 2,19 5,4 9,1

0,003

CBR (90%) = 80 CBR (95%) = 114 CBR (98%) = 132

Nombre de

coups

Densité

sèche


Gonflement

g (%)

CBR



34

Essai CBR


Tableau 8: résultats de l’essai CBR du sol stabilisé à 3% de ciment

(Feuille de calcul et graphe, Annexe XIII).

II.2.4. Résultats du traitement au ciment

Les résultats du traitement au ciment sont représentés dans le tableau suivant :

Tableau 9: résultats du traitement au ciment

II.3. TRAITEMENT A LA CHAUX

L’incorporation d’un pourcentage limité de chaux vive dans un sol humide provoque des

effets immédiats (assèchement et floculation des particules argileuses) et des effets à terme

(augmentation de la résistance à la compression simple, de l’indice CBR et de la stabilité au

gel). La stabilisation du sol à la chaux vive a été effectuée aux dosages de 2%, 4% et 6%.

II.3.1. Traitement à 2% chaux

La stabilisation du sol à la chaux à 2% a donné les résultats suivants :



Teneur en eau %

Moulage Essai

10 coups 151,3 2 7,2 10,9

25 coups 180 2,13 7,2 8,1

56 coups 200 2,24 7,2 7,5

0,003

CBR (90%) = 153 CBR (95%) = 178 CBR (98%) = 192

Nombre de

coups

Densité

sèche


Gonflement

g (%)

CBR

Wopt (%) ɤd (g/cm3) 90%OPM 95%OPM 98%OPM

1% ciment 6,9 2,17 68 101 122

2% ciment 6,8 2,21 80 114 132

3% ciment 7,5 2,24 153 178 192

Dosage (%)Proctor modifié Portance CBR



35

Figure 9: courbe Proctor modifié du sol stabilisé à 2% de chaux



(Feuille de calcul, annexe XIV).

Essai CBR


Tableau 10: résultats d’essai CBR du sol stabilisé à 2% de chaux

(Feuille de calcul et graphe, annexe XV).

Teneur en eau %

Moulage Essai

10 coups 14 1,83 8 9,6

25 coups 33 1,97 8 11,7

56 coups 41 2,11 8 13,8

0,019

CBR (90%) = 30 CBR (95%) = 37 CBR (98%) = 40

Nombre de

coups

Densité

sèche

ESSAI DE PORTANCE CBR @ 2%chaux

Gonflement

g (%)

CBR



36


La stabilisation du sol à la chaux à 4 % a donné les résultats suivants :



Figure 10: courbe Proctor modifié du sol stabilisé à 4% de chaux



(Feuille de calcul, annexe XVI).

Essai CBR

Les résultats de l’essai CBR à 4 jours d’imbibition sont représentés dans le tableau suivant :


(Feuille de calcul et graphe, annexe XVII).

Teneur en eau %

Moulage Essai

10 coups 17 1,73 7,1 8,6

25 coups 48 2,03 7,1 9,6

56 coups 51 2,12 7,1 11,5

0,012

CBR (90%) = 44 CBR (95%) = 48 CBR (98%) = 50

Nombre de

coups

Densité

sèche


Gonflement

g (%)

CBR



37


La stabilisation du sol à 6% de chaux a donné les résultats suivants :



Figure 11: courbe Proctor modifié à 6% de chaux



(Feuille de calcul, annexe XVIII).

Essai CBR



(Feuille de calcul et graphe, annexe XIX).

Teneur en eau %

Moulage Essai

10 coups 13 1,73 7,7 1,93

25 coups 20 2,03 7,7 2,07

56 coups 24 2,12 7,7 2,18

0,009

CBR (90%) = 16 CBR (95%) = 21 CBR (98%) = 24

Nombre de

coups

Densité

sèche


Gonflement

g (%)

CBR



38

II.3.4. Résultats du traitement à la chaux

Les résultats du traitement au ciment sont représentés dans le tableau suivant :

Tableau 13: résultats du traitement à la chaux vive

II.4. TRAITEMENT A LA LATERITE

La latérite est une roche résiduelle rougeâtre issue d’un processus d’altération de roches

meubles silico-alumineuses avec départ de la silice et enrichissement relatif en alumine.

Différents essais ont été effectués au laboratoire pour identifier les caractéristiques physico-

mécaniques de la latérite.

Analyse granulométrique

L’analyse granulométrique a été effectuée à partir d’un échantillon de 1000g et les résultats

sont présentés par la courbe granulométrique ci-dessous :

Figure 12: courbe granulométrique de la latérite

Dmax : 16mm

% fines : 28.6

MdF : 2.74

(Feuille de calcul, annexe XX).

D’après les résultats de la courbe granulométrique, la latérite est un sable limoneux peu

graveleux.


2% chaux 8,3 2,13 30 37 40

4% chaux 8,5 2,15 44 48 50

6% chaux 9,5 2,22 16 21 24




39

Limites d’Atterberg

Les limites d’Atterberg ont été effectuées à partir d’un échantillon de 300g et les résultats sont

les suivants :

Figure 13: résultats limite de liquidité

Limite de liquidité : 34.4%lw

Limite de plasticité : 18.4%pw

Indice de plasticité : 16%pI

Indice de consistance : 34.4% 7.01%

1.7%16%

cI

(Feuille de calcul et graphe, annexe XXI).

D’après le diagramme de plasticité, les résultats obtenus montrent la présence des argiles

inorganiques de plasticité moyenne.

Essai Proctor Modifié




40

Figure 14: courbe Proctor modifié



(Feuille de calcul, annexe XXII).

Essai CBR


Tableau 14: résultats d’essai CBR de la latérite

(Feuille de calcul et graphe, annexe XXIII).

Conclusion

D’après les résultats des essais au laboratoire, la latérite est de type A-2-4 (graviers et sables

silteux) de bonne portance d’où elle peut être utilisée dans l’étude d’amélioration de la

capacité portante du sol naturel. L’étude d’amélioration, objet du paragraphe suivant, se fera

aux dosages de 10%, 30% et 50% de latérite.

Teneur en eau %

Moulage Essai

10 coups 9 1,88 3,4 9,7

25 coups 46 2,06 3,4 11,6

56 coups 73 2,23 3,4 15,5

Nombre de

coups

Densité

sèche

ESSAI DE PORTANCE CBR, latérite

Gonflement

g (%)

CBR

0

CBR (90%) = 21 CBR (95%) = 40 CBR (98%) = 52



41

II.4.1 Traitement à 10% de latérite

La stabilisation du sol à 10% de latérite a donné les résultats suivants :



Figure 15: courbe Proctor modifié du sol stabilisé à 10% de latérite



(Feuille de calcul, annexe XXIV).

Essai CBR


Tableau 15: résultats d’essai CBR du sol stabilisé à 10% de latérite

(Feuille de calcul et graphe, annexe XXV).

Teneur en eau %

Moulage Essai

10 coups 6 2,09 6 9

25 coups 9 2,15 6 8,7

56 coups 13 2,32 6 7,4

Nombre de

coups

Densité

sèche

ESSAI DE PORTANCE CBR @10% latérite

Gonflement

g (%)

CBR

0,005

CBR (90%) = 6 CBR (95%) = 10 CBR (98%) = 13



42

I.4.2. Traitement à 30% de latérite

La stabilisation du sol à 30% de latérite a donné les résultats suivants :






(Feuille de calcul, annexe XXVI).

Essai CBR



(Feuille de calcul et graphe, annexe XXVII).

II.4.3. Traitement à 50% de latérite

La stabilisation à 50% de latérite a donné les résultats suivants :

Teneur en eau %

Moulage Essai

10 coups 7 1,98 4,6 9,3

25 coups 14 2,13 4,6 8,6

56 coups 24 2,21 4,6 8,3

Nombre de

coups

Densité

sèche


Gonflement

g (%)

CBR

0,019

CBR (90%) = 8 CBR (95%) = 13 CBR (98%) = 17



43






(Feuille de calcul, annexe XXVIII).

Essai CBR



(Feuille de calcul et graphe, annexe XXIX).

II.4.4. Résultats du traitement à la latérite

Les résultats du traitement à la latérite sont représentés dans le tableau suivant :

Teneur en eau %

Moulage Essai

10 coups 11 2,02 5,4 11,5

25 coups 25 2,16 5,4 8,7

56 coups 29 2,27 5,4 7,7

Nombre de

coups

Densité

sèche


Gonflement

g (%)

CBR

0,009

CBR (90%) = - CBR (95%) = 18 CBR (98%) = 24



44

Tableau 18: résultats du traitement à la latérite

II.5. CONCLUSION

D’après les résultats des essais d’amélioration des performances mécaniques du sol (Essai

Proctor modifié suivi de l’essai CBR à 4 jours d’immersion), on observe que le traitement au

ciment augmente significativement la portance CBR du sol par rapport au traitement à la

chaux et à la latérite ce qui coïncide avec les résultats du « Overseas Road Note 31, 4th

edition, 1993 » qui a montré que le sol ayant plus de 25% des passants au tamis 0.080mm et

indice de plasticité (Ip) inférieur à 10 peut être mieux amélioré au ciment ou à la chaux-

pouzzolane.


10% latérite 7,5 2,34 6 10 13

30% latérite 7,8 2,2 8 13 17

50% latérite 8,4 2,17 18 24


Etude comparative


45

Troisième Partie :

ETUDE COMPARATIVE

Etude comparative


46

I.1. INTRODUCTION

Le chapitre « Analyse comparative des résultats » présente la comparaison des différents

résultats obtenus lors l’amélioration du sol au ciment, à la chaux et à la latérite. Les

graphiques présentés montrent les écarts entre les résultats des essais Proctor modifié ainsi

que les essais CBR à 4 jours d’immersion effectués aux différents dosages.

I.2. ANALYSE COMPARATIVE DES RESULTATS DE LA DENSITE SECHE

L’analyse comparative des résultats de la densité sèche a pour objectif de voir l’évolution de

densité sèche en fonction de différents dosages en stabilisants.

I.2.1. Evolution de la densité sèche au traitement au ciment

L’évolution de la densité sèche du sol amélioré au ciment est représentée par la courbe

suivante :

Figure 18: densité sèche en fonction du dosage en ciment

La densité sèche augmente fortement avec l’amélioration du sol au ciment. Cette

augmentation est due essentiellement à la propriété de prise hydraulique du ciment ce qui fait

que le mélange sol-ciment soit très cohérent et dur.

2

2,05

2,1

2,15

2,2

2,25

0 1 2 3 4

Den

sité

sèc

he

(g/c

m3)

Ciment (%)

Ciment

Ciment

Chapitre I.

ANALYSE COMPARATIVE DES RESULTATS

Etude comparative


47

I.2.2. Evolution de la densité sèche au traitement à la chaux

L’évolution de la densité sèche du sol amélioré à la latérite est représentée par la courbe

suivante :

Figure 19: densité sèche en fonction du dosage en chaux vive

La densité sèche augmente avec l’amélioration du sol à la chaux. Cette augmentation est due

essentiellement à la propriété de floculation de la chaux ce qui fait que le mélange sol-chaux

soit cohérent, dense.

I.2.3. Evolution de la densité sèche au traitement à la latérite

L’évolution de la densité sèche du sol amélioré à la latérite est représentée par la courbe

suivante :

Figure 20: densité sèche en fonction du dosage en latérite

La densité sèche augmente jusqu’au dosage de 10% au-delà duquel elle diminue

progressivement. Cette diminution est due à l’absence de la réaction chimique sol-latérite.

2

2,05

2,1

2,15

2,2

2,25

0 2 4 6 8

Dn

sité

sèc

he

(g/c

m3)

Chaux vive (%)

Chaux

Chaux

2

2,05

2,1

2,15

2,2

2,25

2,3

2,35

0 10 20 30 40 50 60

Den

sité

sèc

he

(g/c

m3)

Latérite (%)

Latérite

Latérite

Etude comparative


48

I.2.4. Analyse comparative de la densité sèche en fonction des trois stabilisants

L’évolution de la densité sèche du sol amélioré au ciment, à la chaux et à la latérite aux

différents dosages est représentée par la figure suivante :

Figure 21: évolution de la densité sèche du sol naturel, sol amélioré au ciment, à la chaux

et à la latérite

Figure 22: diagramme d’évolution de la densité sèche en fonction des différents dosages

Observation : La valeur maximale de la densité sèche a été obtenue au dosage de 10% de

latérite (2.34g/cm3), quant à la valeur minimale, c’est au dosage de 2% de chaux (2.13g/cm

3).

2

2,05

2,1

2,15

2,2

2,25

2,3

2,35

0% 0% 0%

1%

2%

3%

2% 4%

6%

10%

30%

50%

Den

sité

sèc

he

(g/c

m3)

Dosage (%)

Sol Naturel

Ciment

Chaux

Latérite

Etude comparative


49

I.2.5. Analyse comparative de la densité sèche en fonction de la teneur en eau

L’analyse comparative de la densité sèche maximale en fonction de la teneur en eau optimale

est représentée par la figure suivante :

Figure 23: densité sèche en fonction de la teneur en eau de mouillage

Observation : la chaux est consommatrice d’eau, puis la chaux et en fin le ciment.

I.3. ANALYSE COMPARATIVE DE LA PORTANCE CBR

I.3.1. Evolution de la portance CBR avec l’amélioration au ciment

L’évolution de la portance CBR du sol amélioré au ciment est représentée par la courbe

suivante :

Figure 24: évolution de la portance CBR en fonction du dosage en ciment

La portance CBR augmente fortement avec le dosage en ciment grâce à sa propriété de prise

hydraulique ce qui fait que le mélange sol-ciment soit très cohérent et dur.

6

6,5

7

7,5

8

8,5

9

9,5

10

2,1 2,15 2,2 2,25 2,3 2,35 2,4

Ten

eur

en e

au

(%

)

Densité sèche (g/cm3)

Ciment

chaux

laterite

9

59

109

159

209

0 1 2 3 4

CB

R @

95%

OP

M

Dosage en ciment (%)

Ciment

Ciment

Etude comparative


50

I.3.2. Evolution de la portance CBR avec l’amélioration à la chaux

L’évolution de la portance CBR du sol amélioré à la chaux est représentée par la courbe

suivante :

Figure 25: évolution de la portance CBR en fonction du dosage en chaux

La portance CBR du sol amélioré à la chaux augmente jusqu’au dosage de 4% de chaux au-

delà duquel elle décroit progressivement.

I.3.3. Evolution de la portance CBR avec l’amélioration à la latérite

L’évolution de la portance CBR du sol amélioré à la latérite est représentée par la courbe

suivante :

Figure 26: évolution de la portance CBR en fonction du dosage en latérite

La portance CBR augmente faiblement avec le traitement à latérite. Cette faible augmentation

est due à l’absence de la réaction chimique sol-latérite ce qui fait que le mélange ne soit pas

très cohérent.

9

19

29

39

49

59

0 2 4 6 8

CB

R @

95%

OP

M

Dosage en chaux vive (%)

Chaux

Chaux

9

11

13

15

17

19

0 10 20 30 40 50 60

CB

R @

95 O

PM

Dosage en latérite (%)

Latérite

Latérite

Etude comparative


51

I.3.4. Analyse comparative des résultats de la portance CBR à 90% OPM

Les résultats de la portance CBR à 90% OPM du sol naturel, sol amélioré au ciment, à la

chaux et à la latérite sont représentés par la figure suivante :

Figure 27: résultats de la portance CBR à 90% OPM

Observation : la portance CBR augmente fortement avec l’amélioration au ciment. La valeur

maximale est de 153 (3% de ciment), alors que la valeur minimale est de 6 (10% de latérite).





1% 2%

3%

2% 4%

6% 10% 30%

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

CB

R @

90%

OP

M

Dosage (%)

Ciment

Chaux

Latérite

0% 0% 0%

1%

2%

3%

2% 4%

6% 10% 30% 50%

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

CB

R @

95%

OP

M

Dosage (%)

Sol naturel

Ciment

Chaux

Latérite

Etude comparative


52









I.4. CONCLUSION

L’amélioration du sol au ciment augmente significativement la portance CBR du sol par

rapport à l’amélioration du sol à la chaux vive et à la latérite. Un grand écart observé entre les

résultats est due à la propriété de prise du ciment ce qui fait que le mélange sol-ciment soit

très dur par rapport au mélange sol-chaux ou sol-latérite.

0% 0% 0%

1% 2%

3%

2% 4%

6% 10% 30%

50%

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

CB

R @

98 O

PM

Dosage (%)

Sol naturel

Ciment

Chaux

Latérite

Etude comparative


53

II.1. INTRODUCTION

L’objectif principale d’une étude d’amélioration des sols en géotechnique routière est de

pouvoir les conférer les caractéristiques nouvelles requises pour une utilisation en couches de

chaussées : Remblai/Terrassement, couche de forme, couche de fondation et couche de base.

Le chapitre présente les domaines d’application du sol stabilisé ainsi que la méthode

d’exécution.

II.2. DOMAINES D’APPLICATION

En technique de construction, le traitement des sols pour une utilisation ou réutilisation

s’applique à de nombreux domaines : routes, autoroutes, lignes à grandes vitesse, plates-

formes portuaires, aéroportuaires, industrielles et commerciales, valorisation de co-produits

de carrière, digues, etc. C’est une technique simple, efficace mais réservée à des entreprises

spécialisées.

Dans le cas des sols fins, comme les limons et argiles, des graves et sables fortement argileux,

humides, le traitement à la chaux est adapté pour l’utilisation en remblai ou pour

l’amélioration de portance de la partie supérieure des terrassements, grâce essentiellement à

ses effets immédiats (assèchement et floculation des éléments fins). Il est utilisé pour assécher

les sols et les remblais routiers de faible portance et les rendre praticables par les véhicules et

engins de terrassement en toute saison. Il peut être utilisé aussi en assise de chaussée : le

traitement en place et à la chaux des assises de chaussées est une solution économique,

utilisée en voirie légère (lotissement, centres commerciaux). La structure obtenue est dotée

d’une certaine souplesse, qui rend la chaussée peu sensible aux variations dimensionnelles

d’origine thermique et prévient l’apparition de fissures. Dans le cas des matériaux peu

argileux, il n’est pas conseillé d’utiliser le traitement à la chaux pour réduire la teneur en eau,

car l’amélioration obtenue n’est alors que temporaire et ne modifie en rien la nature du

matériau. Ainsi, pour l’utilisation en remblai, couche de forme, couche de base, voirie à faible

trafic, parkings et air de stockage, chemins dégradés par le gel ou l’eau, le traitement au

ciment ou au Liants Hydrauliques Routiers (LHR) convient plus particulièrement aux sols peu

plastiques ou peu argileux, comme les sables, certains matériaux graveleux ou sablo-

graveleux, les limons calcaires peu plastiques, certains calcaires et certaines craies, etc. La

stabilisation des sols à la latérite est une technique de renforcement du squelette des sols fins.

La présente recherche s’est intéressée à l’amélioration des sols marginaux à la chaux, au

ciment et à la latérite. Selon les résultats obtenus au laboratoire, il a été constaté que le sol ne

peut être utilisé qu’en remblai/terrassement, couche de forme et couche de fondation des

routes à faible trafic. Ci-dessous le tableau récapitulatif des domaines d’applications.

Chapitre II.

DOMAINES D’APPLICATION

Etude comparative


54

Tableau 19: tableau récapitulatif des domaines d’application du sol amélioré au ciment, à la chaux et à la latérite

Nota :

Le point noir (•) signifie que la condition est remplie, le sol peut être utilisé ;

L’espace vide ( ) signifie que la condition n’est pas remplie, le sol ne peut pas être utilisé ;

On pourra procéder à l’élimination possible des matières organiques avant toute utilisation.

CBR>5 IP < 40 %fines < 40% CBR>20 IP < 40 %fines < 35 CBR > 60;100 IP < 25 %fines < 35 CBR > 160 IP < 15 %fines < 25

CBR(95%OPM) 9 • • • • • • • • (1).

CBR(98%OPM) 15 • • • • • • • • (1).

CBR(95%OPM) 101 • • • • • • • • • • (1),(2),(3).

CBR(98%OPM) 122 • • • • • • • • • • (1),(2),(3).

CBR(95%OPM) 114 • • • • • • • • • • (1),(2),(3).

CBR(98%OPM) 132 • • • • • • • • • • (1),(2),(3).

CBR(95%OPM) 178 • • • • • • • • • • (1),(2),(3).

CBR(98%OPM) 192 • • • • • • • • • • • (1),(2),(3).

CBR(95%OPM) 37 • • • • • • • • • (1),(2).

CBR(98%OPM) 40 • • • • • • • • • (1),(2).

CBR(95%OPM) 48 • • • • • • • • • (1),(2).

CBR(98%OPM) 50 • • • • • • • • • (1),(2).

CBR(95%OPM) 21 • • • • • • • • • (1),(2).

CBR(98%OPM) 24 • • • • • • • • • (1),(2).

CBR(95%OPM) 10 • • • • • • • • • (1),(2).

CBR(98%OPM) 13 • • • • • • • • • (1),(2).

CBR(95%OPM) 13 • • • • • • • • • (1),(2).

CBR(98%OPM) 17 • • • • • • • • • (1),(2).

CBR(95%OPM) 18 • • • • • • • • • (1),(2).

CBR(98%OPM) 24 • • • • • • • • • (1),(2).

30% latérite

50% latérite

6% chaux

4% chaux

2% chaux

1% ciment

Sol naturel

Conclusion

Domaines d'application

10% latérite

3% ciment

2% ciment

(1) Remblai/Terrassement (2) Couche de forme (3) Couche de fondation (4) Couche de baseRésulats

CBRType de stabilisation

Etude comparative


55

II.3. METHODE D’EXECUTION

L’exécution des travaux de traitement in situ (traitement du sol en place sans déplacement de

celui-ci) se fait généralement en cinq étapes: préparation du sol, ajustement de l’état hydrique,

épandage, malaxage et compactage.

II.3.1. Préparation du sol

C’est une opération visant à faciliter le malaxage ultérieure. Elle consiste à procéder à

l’ouverture du sol au scarificateur ou au ripper (ameublissement du terrain en place),

l’élimination de l’humus et des matières organiques (racine, terre), enlèvement des grosses

pierres, épierrage au diamètre maximum autorisé et l’aplanissement brut afin que l’engin de

malaxage atteigne une profondeur uniforme.

II.3.2. Ajustement de l’état hydrique

La teneur en eau optimale est indispensable pour obtenir, après compactage du mélange sol-

liant, une densité maximale. Ainsi, il est possible soit d’assécher le sol par brassage

mécanique, soit de l’humidifier avec une arroseuse avec rampes à eau ou systèmes

enfouisseurs.

II.3.3. Epandage

L’épandage de l’agent de traitement se fait à l’aide d’un épandeur apte à respecter le dosage

envisagé. L’épandage doit se faire sur toute la surface à traiter par bandes parallèles

adjacentes, bords à bords ou, mieux avec un recouvrement de quelques centimètres pour

garantir une répartition uniforme. Pour des petits chantiers, l’épandage peut éventuellement se

faire manuellement (agent de traitement en « big bags » ou en sacs). L’opération doit être

menée de façon à réduire au maximum la production de poussière. En cas de précipitations,

l’épandage est arrêté.

II.3.4. Malaxage

Le malaxage s’effectue immédiatement (endéans le 1/4h) après l’épandage pour éviter la

dispersion de l’agent de traitement par le vent (ainsi qu’une perte de réactivité dans le cas de

la chaux). La couche de sol est malaxée d’une façon intensive jusqu’à obtention d’un mélange

homogène sur toute la surface et dans toute l’épaisseur de la couche traitée (couleur et

structure uniforme). Le malaxage s’exécute par bandes longitudinales successives. Chaque

bande recouvre la précédente sur une largeur minimale de 10cm. Ainsi les bandes

longitudinales se coupent suffisamment pour que les lieux d’arrêt du pulvimixeur ne soient

pas des points faibles dans la structure. L’opération est menée de façon à limiter la production

de la poussière.

II.3.5. Compactage

Le compactage des matériaux traités intervient après un éventuel nivellement et réglage. Le

compactage de sol traité demande une attention toute particulière. La couche est compactée à

la densité exigée. Le nombre de passes dépend du type de sol, de l’épaisseur de la couche et

Etude comparative


56

du type de compacteur. Le compactage d’une stabilisation en chaux ne peut débuter qu’après

2 à 4 heures selon la fin du malaxage, afin que la chaux ait le temps d’assécher le sol au

maximum. S’il y a risque de pluie, il est obligatoire de fermer légèrement le sol avant toute

préoccupation. Contrairement à la chaux aérienne, le malaxage aux liants hydrauliques doit

être terminé de compacter dans un délai de 4 heures après le malaxage.

II.4. CONCLUSION

La présente recherche s’est limitée à l’amélioration de la portance CBR du sol car c’est une

condition sine qua non pour une utilisation du sol dans les différentes couches de chaussée.

Tenant compte d’autres conditions comme l’indice de plasticité, pourcentage des fines, teneur

en matières organiques,…le sol ne peut être utilisé qu’en remblai/terrassement, couche de

forme et couche de fondation après élimination des matières organiques.

Conclusion et recommandations


57

CONCLUSION &

RECOMMANDATIONS



58

I. CONCLUSION

Durant ce travail, on s’est attaché d’une part, à la recherche des techniques de stabilisation en

géotechnique routière et d’autre part, à leur application au sol de décapage en vue d’améliorer

sa capacité portante pour une utilisation en couches de chaussée.

La recherche documentaire nous a permis d’avoir les caractéristiques requises pour les

matériaux de chaussées et de parcourir toutes les techniques de stabilisation actuellement

utilisés en construction routière. Les essais au laboratoire ont montré que le sol sujet de

recherche est un sol de faible capacité portante (Indice CBR après 4 jours d’immersion égal

à 9 à 95% de l’OPM) d’où la nécessité d’une étude d’amélioration de ses performances

mécaniques. Le traitement au ciment augmente significativement la capacité portante, alors

que pour la chaux vive et la latérite l’effet n’est pas si important. Du point de vue compactage,

les trois techniques améliorent la densité sèche d’où un gain en compacité.

L’étude a montré que le traitement des sols faiblement organique pour une utilisation en

couches de chaussée est possible en vue d’établir la plate-forme de chaussée, couche de forme

et couche de fondation moyennant certaines conditions :

Pour le traitement au ciment, le dosage peut être limité à 3% car un surdosage est

inutile voire néfaste à la résistance du matériau. Les matériaux stabilisés au ciment

doivent être utilisé en couche de base pour éviter que la fondation de la chaussée soit

trop rigide.

Le dosage à la chaux vive doit être limité à 4% car le surdosage diminue fortement la

portance du sol. les matériaux stabilisés à la chaux vive peuvent être utilisés dans tous

les couches mais particulièrement en plate-forme et couche de fondation pour

diminuer la teneur en eau du sol et permettre la circulation des engins de chantier.

La teneur en eau est un élément important de la réussite du traitement. Elle doit être

déterminée avec délicatesse. Plus la teneur en eau augmente, plus la résistance

diminue.

Les avantages écologiques et économiques du traitement des sols sont importants, à savoir : la

limitation des mouvements des camions (évacuation de déblai), la limitation des besoins en

matériaux d’apport ou la valorisation de matériaux de déblais pour la création d’une piste de

chantier efficace et sans risque dû aux intempéries, etc. La technique est simple, efficace mais

réservée à des entreprises spécialisées car moindre erreur conduirait des dégâts importants.



59

II. RECOMMANDATIONS

A la lumière de cette étude, les recommandations suivantes sont nécessaires pour les

recherches ultérieures à poursuivre ou à entreprendre :

Etendre la recherche sur d’autres techniques de stabilisation en géotechnique

routière et expérimenter plusieurs dosages ;

Une étude économique est nécessaire pour compléter l’étude au laboratoire ce qui

permettra une comparaison entre les prix et donc un choix techniquement et

économiquement justifié ;

Etendre la recherche sur plusieurs types de sol et mettre les résultats sous forme de

base de données ce qui permettra une utilisation plus aisée des résultats obtenus ;

Il est nécessaire de vérifier à long terme la portance les matériaux stabilisés car

certains matériaux perdent leur résistance progressivement au fur et à mesure des

temps.

Les essais de Proctor modifié et CBR après 4 jours d’immersion pourront être

complétés par d’autres essais comme essai de compression simple, compression

diamétrale, analyse granulométrique et limites d’Atterberg après compactage, etc.

Références bibliographiques


60

REFERENCES

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UNESCO (2009). « Routes dans les pays en voie de développement : Construction et

entretien, conditions économiques et techniques ». pp. 69-83.



62

ANNEXES



63

Client : Norme opératoire :

Opérateur :

Date et heure :

Modules

AFNORf tamis mm Refus partiels

Refus

cumulés

% Refus

cumulés

% Passants

cumulésObservations

50 80

49 63

48 50

47 40

46 31,5

45 25

44 20

43 16 15,0 15,0 1,5% 98,5%

42 12,5 8,3 23,3 2,3% 97,7%

41 10 14,5 37,8 3,8% 96,2%

40 8 0,0 37,8 3,8% 96,2%

39 6,3 35,3 73,0 7,3% 92,7%

38 5 21,6 94,6 9,5% 90,5%

37 4 35,9 130,6 13,1% 86,9%

36 3,15 22,7 153,3 15,3% 84,7%

35 2,5 20,4 173,7 17,4% 82,6%

34 2 19,8 193,5 19,3% 80,7%

33 1,6 20,0 213,5 21,3% 78,7%

32 1,25 24,4 237,9 23,8% 76,2%

31 1 22,5 260,4 26,0% 74,0%

30 0,8 25,0 285,4 28,5% 71,5%

29 0,63 38,0 323,4 32,3% 67,7%

28 0,5 36,7 360,1 36,0% 64,0%

27 0,4 34,2 394,3 39,4% 60,6%

26 0,315 48,5 442,8 44,3% 55,7%

25 0,25 43,6 486,4 48,6% 51,4%

24 0,2 30,4 516,8 51,7% 48,3%

23 0,16 24,4 541,1 54,1% 45,9%

22 0,125 24,5 565,6 56,6% 43,4%

21 0,1 18,3 583,9 58,4% 41,6%

20 0,08 22,1 606,0 60,6% 39,4%

ANALYSE GRANULOMETRIQUE PAR TAMISAGE

Memoire M2 GC

Honoré TUYISHIME

Echantillon : Sol Naturel

Schémas/Remarques

1000Poids initial sec (g) : 03-juin-15

Lieux où saisir les données

Série de tamis imposée par la norme NFP 18-540 pour le calcul seul du module de f inesse d'un granulat (béton et mortier)

Série de tamis de base préconisée pour l'étude d'un matériau grenu (NFP 18-560)

-> Série habituelle des TP (géotech&Matériaux)

A NOTER :Le refus maximum admissible sur

chaque tamis doit être inférieur à :- 100 g si d < 1 mm,

NFP 18-560 TP

Annexe II: Analyse granulométrique, sol naturel



64



65

Client : Densimètre n° :

Chantier :

Opérateur :

40,0 g

Poids spécif ique s (T/m3) :

Remarques

Cm =

Ct =

Cd =

t0 = 08:47:00

30 s 1006,0 32,9 4,3 1010,3 13,7 0,90 61 82,1% 32,4%

1 min 1003,0 32,9 4,3 1007,3 14,3 0,90 44 58,2% 22,9%

2 min 1002,0 32,9 4,3 1006,3 14,5 0,90 31 50,2% 19,8%

5 min 1001,5 31,3 3,8 1005,3 14,7 0,91 20 42,0% 16,5%

10 min 1001,5 31,2 3,7 1005,2 14,7 0,91 14 41,7% 16,4%

20 min 1001,0 30,7 3,6 1004,6 14,8 0,92 10 36,4% 14,3%

40 min 1001,0 30,5 3,5 1004,5 14,8 0,92 7 35,9% 14,1%

80 min 1001,0 28,6 2,9 1003,9 14,9 0,94 5 30,8% 12,1%

4 h 1001,0 28,1 2,7 1003,7 15,0 0,94 3 29,5% 11,6%

24 h 1000,5 28,0 2,7 1003,2 15,1 0,94 1 25,3% 9,9%

Memoire M2 GC 3

Kamboinsé Type d'agent dispersant : Hexamétaphosphate de sodium

ANALYSE SEDIMENTOMETRIE AU DEFLOCULENT

Honoré TUYISHIME Concentration (%) : 5%

Date et heure début essai : 03/06/2015 Tamis d'écrêtement f : 0,08 mm (n° 20 AFNOR)

Echantillon : Sol Naturel

Provenance : (Forage, échantillon n°, profondeur, ..) Proportion pondérale C de la fraction 0/f (%) : 39,4%

Poids initial sec W , introduit et prélevé sur le tamisât 0/f (g) :

7,77 cm

1

Description de l'échantillon : 2,68 T/m3

sable faiblement organique limoneux peu plastique Volume V d'eau distillé utilisé (cm3) : 2 000 cm3

Profondeur

effective Hr

(cm)

Facteur

F

Norme opératoire : NF P 94-093 & 057 Diamètre intérieur de l'éprouvette (cm) :

Diamètre

équivalent Ф

(mm)

Passant

échantillon p

(p = C.P) en %

08:47:30

08:48:00

08:49:00

0,3333.T - 6,6666

1

HeuresTemps

cumulé tc

de lecture

Lecture

R

Température

T °c

Pourcentage

des grains < Ф

P (%)

08:47:00 J+1

08:52:00

08:57:00

09:07:00

09:27:00

10:07:00

12:47:00

Correction

CT+Cm-Cd

Lecture

corrigée

Rc

A noter : [h] =KN.seconde/m2

c

r

t

HF .F

).(.1000

).1000.(.

ws

cs

W

RVP

C– ) C + (C + R = R dmTC

Valeur conventionnelle ?

105

)20.(001053,0)20.(3272,110.002,1

2

T

TTBoùBh

( )

h

s

F.80,1

( )( )

20C0r

2

D.

Vh.

211000R.dLH



66

Client : Norme opératoire : NF P 94-051

Opérateur :

Date : Nature du sol :

Préparation

0,5%

* Proportion pondérale C de la fraction 0/0,4 mm :

Mode opératoire Détermination des teneurs en eau par :

1 2 3 4 5 A B C D

24,35 26,10 29,33 28,64 24,02 20,29 20,55 21,89 20,49

23,06 24,56 27,24 26,60 22,91 19,93 20,16 21,35 20,04

17,23 17,37 17,34 16,77 17,48 17,40 17,37 17,65 16,88

1,29 1,54 2,09 2,04 1,11 0,36 0,39 0,54 0,45

5,83 7,19 9,90 9,83 5,43 2,53 2,79 3,70 3,16

22,1% 21,4% 21,1% 20,8% 20,4% 14,2% 14,0% 14,6% 14,2%

15 20 28 31 35

ωL =

ωP =

Indice de plasticité :

IP = ωL - ωP

IP =

Indice de consistance

du terrain naturel :

Ic = (ωL - ω ) / IP

Ic = 2,87%

6,9%

Sol Naturel

Teneur en eau (%)

Nombre de coups N

RESULTATS

21,2%

14,3%

Poids total sec (g)

Poids tare (g)

Poids de l'eau (g)

Poids sec (g)

Paramètres d'état initiaux

* Teneur en eau naturelle :

Poids total humide (g)

Limite de liquidité Limite de plasticité

* Echantillonage :

N° tare

* Séchage : - NFP 94-050 :

* Tamisage :

LIMITES D'ATTERBERG - Méthode à la coupelle

Memoire M2 GC

Honoré TUYISHIME

09/04/2015 Argiles peu plastiques

Echantillon :

Schémas/Remarques :

20%

21%

22%

23%

10 100

ω e

n %

Nombre de coups N

- NFP 94-049-1 :

Etuve (au moins 4h à 105 +/- 5°C) (micro-onde)

A l'air (au moins 8h à 50 +/- 5°C)

à sec

BroyageQuartage (tas)

par lavage

Prélèvement compacte

Micro-onde (NP 94-049-1)

Etuve (NFXP 94-060-1, 24h à 105 +/- 5°C)

Annexe III : Limites d’Atterberg, sol naturel



67

Annexe IV: diagramme de plasticité selon AASHTO



68

ESSAI AU BLEU DE METHYLENE (VBS)

Client : Memoire M2 GC

Norme de réf. :

NF P 94-068 Titrage du

Bleu : 10 g/l

Echantillon : Sol naturel Remarques

Opérateur : Honoré TUYISHIME

Date & heure :

13/04/2015

Repère

Sondage n° :

Coord. :

Désignations

Horison n°1 Horison n°2 Horison n°3 Horison n°4

(Epaisseur …. à ….

m) (Epaisseur …. à ….

m) (Epaisseur …. à ….

m) IDENTIFICATION ECHANTILLON

Dmax échantillon (en mm) 20 mm 5 mm 5 mm 5 mm

Masse sec du prélèvement (en g) 2 000,0 g

Masse sec passant le tamis de 5 mm (en g) 1 758,7 g

-> Coefficient pondérale C fraction 0/5 87,9%

TENEUR EN EAU (prise n°2)

Poids humide prise n°2 (en g) 585,8 g

Poids sec prise n°2 (en g) 583,2 g

-> Teneur en eau du matériau 0,4%

VALEUR AU BLEU VBS (prise n°1)

Masse sec 0/5 mm introduite en solution (en g) 60,0 g

Volume de bleu introduit (en cm3) 60 cm3

-> Valeur de Bleu 0,88

Annexe V: VBS, sol naturel

Les prises 1 et 2 se font sur la fraction 0/5 : Prendre 30 à 60 g par prise pour les matériaux argileux, et 60 à 120 g pour les autres. VBS 0,2 : sols sableux (sol insensible à l’eau) 0,2 < VBS 2,5 : sols limoneux (sol peu plastique et sensible à l’eau) 2,5 < VBS 6 : sols limono-arglileux, (sol de plasticité moyenne) 6 < VBS 8 : sols argileux VBS > 8 : sols très argileux Si VBS < 2 sol =>non préjudiciable pour fondation d'ouvrage courant



69



70

Teneur en eau souhaitée 4% 6% 8% 10% 12%

Eau de mouillage 240 360 480 600 720

Densité

Poids total humide (g) 8400 8900 9050 8970 8810

Poids du moule (g) 4220 4220 4220 4220 4220

Poids net humide (g) 4180 4680 4830 4750 4590

Volume du moule (cm3) 2205 2205 2205 2205 2205

Teneur en eau

Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Poids tare (g) 51,4 50,6 44,2 38,6 43,9

Poids total humide (g) 615,2 493,3 457,6 447,0 486,5

Poids total sec (g) 592,7 469,0 427,2 411,0 440,0

Teneur en eau (%) 4,2% 5,8% 7,9% 9,7% 11,7%

Teneur en eau moyenne (%) 4,2% 5,8% 7,9% 9,7% 11,7%

Densité humide (g/cm3) : 1,90 2,12 2,19 2,15 2,08

Densité sèche d (g/cm3) : 1,82 2,01 2,03 1,96 1,86

Annexe VI: Essai Proctor modifié, sol naturel



71

1,80

1,85

1,90

1,95

2,00

2,05

3,0% 4,0% 5,0% 6,0% 7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 11,0% 12,0% 13,0%

De

nsi

té s

èch

e a

pp

are

nte

Teneur en eau



72

Poids de la

tarre (g)

Poids humide

de l'échantillon

(g)

Poids total sec

de l'échantillon

(g)

Teneur en

eau (%)

Moyenne

Teneur en

eau (%)

Volume du

moule (cm3)

Poids

Moule (g)

Poids total

humide

(g)

Poids

Echantillon

humide (g)

Densité

d

(g/cm 3)

Densité

Proctor d

(g/cm 3)

Degré de

compacité à

l'OPM (%)

87,822 401,22 375,06 9,1%

87,822 401,22 375,06 9,1%

89,272 324,46 304,13 9,5%

89,272 324,46 304,13 9,5%

85,754 406,56 374,31 11,2%

85,754 406,56 374,31 11,2%

CBR 9 15

Densité 90% 98%

2,036

6280,00

2,12

1,83 1,93 2,00

Résultats

95%

10 COUPS 9

1525 COUPS

Repère CBR

56 COUPS 29

98,1%

11,2% 2121,99 10910,00 1,92 2,036 94,3%6380,00 4530,00

4640,009,5% 2121,99 10920,00 2,00 2,036

4900,00

DETERMINATION DE LA TENEUR EN EAU APRES IMBIBITION ET

POINCONNEMENTDETERMINATION DE LA DENSITE APRES POINCONNEMENT Valeur à l'OPM

103,9%9,1% 2121,99 11040,00 2,0366140,00

1,80

1,85

1,90

1,95

2,00

2,05

2,10

2,15

5 15 25 35CBR

d

Annexe VII: Essai CBR, sol naturel



73


Eau de mouillage 240 360 480 600 720

Densité


Poids du moule (g) 4220 4220 4220 4220 4220



Teneur en eau

Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Poids tare (g) 50,6 44,2 38,6 43,9 51,5


Poids total sec (g) 418,0 392,5 433,2 347,0 393,6

Teneur en eau (%) 3,5% 5,3% 7,3% 9,2% 10,8%




Annexe VIII: Essai Proctor modifié, sol stabilisé à 1% de ciment



74

1,95

2,00

2,05

2,10

2,15

2,20

3,0% 4,0% 5,0% 6,0% 7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 11,0% 12,0%

De

nsi

té s

èch

e a

pp

are

nte

Teneur en eau



75

Poids de la

tarre (g)

Poids humide

de l'échantillon

(g)

Poids total sec

de l'échantillon

(g)

Teneur en

eau (%)

Moyenne

Teneur en

eau (%)

Volume du

moule (cm3)

Poids

Moule (g)

Poids total

humide

(g)

Poids

Echantillon

humide (g)

Densité

d

(g/cm 3)

Densité

Proctor d

(g/cm 3)

Degré de

compacité à

l'OPM (%)

89,272 637 599 7,5%

89,272 637 599 7,5%

87,822 571 535 8,1%

87,822 571 535 8,1%

85,754 564 512 12,2%

85,754 564 512 12,2%

CBR 68 101 122

Densité 90% 98%

2,17

6280,00

2,18

1,95 2,06 2,12

Résultats

95%

10 COUPS 45

10225 COUPS

Repère CBR

56 COUPS 146

95,1%

12,2% 2094,16 10440,00 1,86 2,17 85,7%6070,00 4370,00

4730,008,1% 2121,99 11010,00 2,06 2,17

4900,00



100,3%7,5% 2094,16 11090,00 2,176190,00

1,80

1,85

1,90

1,95

2,00

2,05

2,10

2,15

2,20

40 50 60 70 80 90 100110120130140150160CBR

d

Annexe IX: Essai CBR, sol stabilisé à 1% de ciment



76


Eau de mouillage 120 240 360 480 600

Densité


Poids du moule (g) 4130 4130 4130 4130 4130



Teneur en eau

Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Poids tare (g) 51,5 51,0 44,2 38,6 43,9


Poids total sec (g) 435,6 383,8 381,4 388,6 383,0

Teneur en eau (%) 3,3% 5,3% 7,6% 9,6% 10,8%




Annexe X: Essai Proctor modifié, sol stabilisé à 2% de ciment



77

1,95

2,00

2,05

2,10

2,15

2,20

2,25

3,0% 4,0% 5,0% 6,0% 7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 11,0% 12,0%

De

nsi

té s

èch

e a

pp

are

nte

Teneur en eau



78

Poids de la

tarre (g)

Poids humide

de l'échantillon

(g)

Poids total sec

de l'échantillon

(g)

Teneur en

eau (%)

Moyenne

Teneur en

eau (%)

Volume du

moule (cm3)

Poids

Moule (g)

Poids total

humide

(g)

Poids

Echantillon

humide (g)

Densité

d

(g/cm 3)

Densité

Proctor d

(g/cm 3)

Degré de

compacité à

l'OPM (%)

89,272 478,3 445,93 9,1%

89,272 478,3 445,93 9,1%

87,822 428,84 396 10,7%

87,822 428,84 396 10,7%

85,754 401,15 367,81 11,8%

85,754 401,15 367,81 11,8%

CBR 80 114 132

Densité 90% 98%

2,21

6280,00

2,19

1,99 2,10 2,17

Résultats

95%

10 COUPS 68

11025 COUPS

Repère CBR

56 COUPS 137

94,4%

11,8% 2094,16 10660,00 1,96 2,21 88,7%6070,00 4590,00

4900,0010,7% 2121,99 11180,00 2,09 2,21

5010,00



99,2%9,1% 2094,16 11200,00 2,216190,00

1,90

1,95

2,00

2,05

2,10

2,15

2,20

2,25

60 70 80 90 100 110 120 130 140CBR

d

Annexe XI: Essai CBR, sol stabilisé à 2% de ciment



79


Eau de mouillage 240 360 480 600 720

Densité


Poids du moule (g) 4130 4130 4130 4130 4130



Teneur en eau

Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Poids tare (g) 43,9 51,0 40,0 44,2 88,0


Poids total sec (g) 375,1 382,7 421,5 408,4 390,4

Teneur en eau (%) 4,5% 6,2% 8,3% 10,3% 12,1%




Annexe XII: Essai Proctor modifié, sol stabilisé à 3% de ciment



80

1,95

2,00

2,05

2,10

2,15

2,20

2,25

3,0% 4,0% 5,0% 6,0% 7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 11,0% 12,0% 13,0%

De

nsi

té s

èch

e a

pp

are

nte

Teneur en eau



81

Poids de la

tarre (g)

Poids humide

de l'échantillon

(g)

Poids total sec

de l'échantillon

(g)

Teneur en

eau (%)

Moyenne

Teneur en

eau (%)

Volume du

moule (cm3)

Poids

Moule (g)

Poids total

humide

(g)

Poids

Echantillon

humide (g)

Densité

d

(g/cm 3)

Densité

Proctor d

(g/cm 3)

Degré de

compacité à

l'OPM (%)

38,61 434,18 406,42 7,5%

38,61 434,18 406,42 7,5%

44,23 416,75 388,77 8,1%

44,23 416,75 388,77 8,1%

50,63 456,02 416,05 10,9%

50,63 456,02 416,05 10,9%

CBR 153 178 192

Densité 90% 98%

2,24

6280,00

2,24

2,01 2,12 2,19

Résultats

95%

10 COUPS 151

18025 COUPS

Repère CBR

56 COUPS 200

95,1%

10,9% 2094,16 10720,00 2,00 2,24 89,4%6070,00 4650,00

4890,008,1% 2121,99 11170,00 2,13 2,24

5040,00



99,9%7,5% 2094,16 11230,00 2,246190,00

1,95

2,00

2,05

2,10

2,15

2,20

2,25

2,30

140 150 160 170 180 190 200 210CBR

d

Annexe XIII: Essai CBR, sol stabilisé à 3% de ciment



82


Eau de mouillage 240 360 480 600 720

Densité


Poids du moule (g) 4220 4220 4220 4220 4220



Teneur en eau

Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Poids tare (g) 50,6 44,2 38,6 43,9 51,5


Poids total sec (g) 408,8 358,7 330,5 314,5 337,7

Teneur en eau (%) 4,6% 6,4% 8,4% 10,3% 12,0%




Annexe XIV: Essai Proctor modifié, sol stabilisé à 2% de chaux



83

1,90

1,95

2,00

2,05

2,10

2,15

3,0% 4,0% 5,0% 6,0% 7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 11,0% 12,0% 13,0%

De

nsi

té s

èch

e a

pp

are

nte

Teneur en eau



84

Poids de la

tarre (g)

Poids humide

de l'échantillon

(g)

Poids total sec

de l'échantillon

(g)

Teneur en

eau (%)

Moyenne

Teneur en

eau (%)

Volume du

moule (cm3)

Poids

Moule (g)

Poids total

humide

(g)

Poids

Echantillon

humide (g)

Densité

d

(g/cm 3)

Densité

Proctor d

(g/cm 3)

Degré de

compacité à

l'OPM (%)

38,61 323,71 298,8 9,6%

38,61 323,71 298,8 9,6%

44,23 341,45 310,22 11,7%

44,23 341,45 310,22 11,7%

50,63 361,54 323,78 13,8%

50,63 361,54 323,78 13,8%

CBR 30 37 40

Densité 90% 98%

2,13

6280,00

2,11

1,92 2,02 2,09

Résultats

95%

10 COUPS 14

3325 COUPS

Repère CBR

56 COUPS 41

92,3%

13,8% 2129,96 10500,00 1,83 2,13 85,8%6070,00 4430,00

4700,0011,7% 2140,12 10980,00 1,97 2,13

4920,00



99,0%9,6% 2129,96 11110,00 2,136190,00

1,80

1,85

1,90

1,95

2,00

2,05

2,10

2,15

10 20 30 40 50CBR

d

Annexe XV: Essai CBR, sol stabilisé à 2% de chaux



85


Eau de mouillage 240 360 480 600 720

Densité


Poids du moule (g) 4220 4220 4220 4220 4220



Teneur en eau

Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Poids tare (g) 50,6 44,2 38,6 43,9 51,5


Poids total sec (g) 381,9 472,0 441,9 391,6 385,5

Teneur en eau (%) 4,4% 6,4% 8,6% 10,2% 12,7%




Annexe XVI: Essai Proctor modifié, sol stabilisé à 4% de chaux



86

1,90

1,95

2,00

2,05

2,10

2,15

2,20

3,0% 5,0% 7,0% 9,0% 11,0% 13,0% 15,0%

De

nsi

té s

èch

e a

pp

are

nte

Teneur en eau



87

Poids de la

tarre (g)

Poids humide

de l'échantillon

(g)

Poids total sec

de l'échantillon

(g)

Teneur en

eau (%)

Moyenne

Teneur en

eau (%)

Volume du

moule (cm3)

Poids

Moule (g)

Poids total

humide

(g)

Poids

Echantillon

humide (g)

Densité

d

(g/cm 3)

Densité

Proctor d

(g/cm 3)

Degré de

compacité à

l'OPM (%)

38,61 450,92 418,17 8,6%

38,61 450,92 418,17 8,6%

44,23 413,97 381,64 9,6%

44,23 413,97 381,64 9,6%

50,63 420,64 382,62 11,5%

50,63 420,64 382,62 11,5%

CBR 44 48 51

Densité 90% 98%

2,15

6280,00

2,12

1,94 2,04 2,11

Résultats

95%

10 COUPS 17

4825 COUPS

Repère CBR

56 COUPS 51

94,4%

11,5% 2094,16 10000,00 1,68 2,15 78,3%6070,00 3930,00

4720,009,6% 2121,99 11000,00 2,03 2,15

4830,00



98,8%8,6% 2094,16 11020,00 2,156190,00

1,65

1,75

1,85

1,95

2,05

2,15

15 25 35 45 55CBR

d

Annexe XVII: Essai CBR, sol stabilisé à 4% de chaux



88


Eau de mouillage 240 360 480 600 720

Densité


Poids du moule (g) 4220 4220 4220 4220 4220



Teneur en eau

Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Poids tare (g) 51,5 50,6 44,2 38,6 43,9


Poids total sec (g) 265,7 251,2 278,9 266,6 234,3

Teneur en eau (%) 5,8% 7,8% 9,6% 11,9% 13,3%




Annexe XVIII: Essai Proctor modifié, sol stabilisé à 6% de chaux



89

1,85

1,90

1,95

2,00

2,05

2,10

2,15

2,20

2,25

5,0% 6,0% 7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 11,0% 12,0% 13,0% 14,0%

De

nsi

té s

èch

e a

pp

are

nte

Teneur en eau



90

Poids de la

tarre (g)

Poids humide

de l'échantillon

(g)

Poids total sec

de l'échantillon

(g)

Teneur en

eau (%)

Moyenne

Teneur en

eau (%)

Volume du

moule (cm3)

Poids

Moule (g)

Poids total

humide

(g)

Poids

Echantillon

humide (g)

Densité

d

(g/cm 3)

Densité

Proctor d

(g/cm 3)

Degré de

compacité à

l'OPM (%)

38,61 355,2 327,66 9,5%

38,61 355,2 327,66 9,5%

44,23 358,44 330,46 9,8%

44,23 358,44 330,46 9,8%

50,63 368,88 335,55 11,7%

50,63 369,88 335,55 11,7%

CBR 16 21 24

Densité 90% 98%

2,22

6280,00

2,18

2,00 2,11 2,18

Résultats

95%

10 COUPS 13

2025 COUPS

Repère CBR

56 COUPS 24

93,4%

11,7% 2094,16 10580,00 1,93 2,22 86,8%6070,00 4510,00

4830,009,8% 2121,99 11110,00 2,07 2,22

5010,00



98,4%9,5% 2094,16 11200,00 2,226190,00

1,90

1,95

2,00

2,05

2,10

2,15

2,20

10 20 30CBR

d

Annexe XXI: Essai CBR, sol stabilisé à 6% de chaux



91

Client : Norme opératoire :

Chantier :

Opérateur :

Date et heure :

Modules

AFNORf tamis mm Refus partiels

Refus

cumulés

% Refus

cumulés

% Passants

cumulésObservations

50 80

49 63

48 50

47 40

46 31,5

45 25

44 20

43 16 7,3 7,3 0,7% 99,3%

42 12,5 4,9 12,2 1,2% 98,8%

41 10 15,7 27,9 2,8% 97,2%

40 8 0,0 27,9 2,8% 97,2%

39 6,3 62,4 90,2 9,0% 91,0%

38 5 42,1 132,4 13,2% 86,8%

37 4 80,7 213,1 21,3% 78,7%

36 3,15 62,6 275,7 27,6% 72,4%

35 2,5 54,0 329,7 33,0% 67,0%

34 2 46,6 376,3 37,6% 62,4%

33 1,6 37,2 413,4 41,3% 58,7%

32 1,25 41,0 454,5 45,4% 54,6%

31 1 29,1 483,5 48,4% 51,6%

30 0,8 27,0 510,5 51,1% 49,0%

29 0,63 31,2 541,7 54,2% 45,8%

28 0,5 27,0 568,7 56,9% 43,1%

27 0,4 19,1 587,9 58,8% 41,2%

26 0,315 26,0 613,9 61,4% 38,6%

25 0,25 22,8 636,7 63,7% 36,3%

24 0,2 13,3 650,0 65,0% 35,0%

23 0,16 15,0 665,1 66,5% 33,5%

22 0,125 19,5 684,6 68,5% 31,5%

21 0,1 9,8 694,3 69,4% 30,6%

20 0,08 19,7 714,0 71,4% 28,6%

ANALYSE GRANULOMETRIQUE PAR TAMISAGE

Memoire M2 GC

Honoré TUYISHIME

Kamboinsé Provenance : (Forage,

échantillon n°, profondeur, ..)Kamboinsé

Echantillon: latérite

Schémas/Remarques

1000Poids initial sec (g) : 03-juin-15

Lieux où saisir les données

Série de tamis imposée par la norme NFP 18-540 pour le calcul seul du module de f inesse d'un granulat (béton et mortier)

Série de tamis de base préconisée pour l'étude d'un matériau grenu (NFP 18-560)

-> Série habituelle des TP (géotech&Matériaux)

A NOTER :Le refus maximum admissible sur

chaque tamis doit être inférieur à :- 100 g si d < 1 mm,

NFP 18-560 TP

Annexe XX: Analyse granulométrique, latérite



92



93

Client : Densimètre n° :

Chantier :

Opérateur :

40,0 g

Poids spécif ique s (T/m3) :

Remarques

Cm =

Ct =

Cd =

t0 = 09:52:00

30 s 1007,0 30,1 3,4 1010,4 13,6 0,92 62 82,7% 23,6%

1 min 1006,5 30,1 3,4 1009,9 13,7 0,92 44 78,7% 22,5%

2 min 1005,5 30,1 3,4 1008,9 13,9 0,92 31 70,7% 20,2%

5 min 1005,0 30,0 3,3 1008,3 14,1 0,92 20 66,5% 19,0%

10 min 1004,5 29,7 3,2 1007,7 14,2 0,93 14 61,7% 17,6%

20 min 1004,0 29,3 3,1 1007,1 14,3 0,93 10 56,6% 16,2%

40 min 1003,5 28,8 2,9 1006,4 14,4 0,94 7 51,3% 14,7%

80 min 1003,0 28,5 2,8 1005,8 14,6 0,94 5 46,5% 13,3%

4 h 1003,0 28,2 2,7 1005,7 14,6 0,94 3 45,7% 13,1%

24 h 1002,0 28,7 2,9 1004,9 14,7 0,94 1 39,1% 11,2%

Memoire M2 GC 3

Kamboinsé Type d'agent dispersant : Hexamétaphosphate de sodium

ANALYSE SEDIMENTOMETRIE AU DEFLOCULENT

Honoré TUYISHIME Concentration (%) : 5%

Date et heure début essai : 03/06/2015 Tamis d'écrêtement f : 0,08 mm (n° 20 AFNOR)

Echantillon: latérite

Provenance : (Forage, échantillon n°, profondeur, ..) Proportion pondérale C de la fraction 0/f (%) : 28,6%

Kamboinsé Poids initial sec W , introduit et prélevé sur le tamisât 0/f (g) :

7,77 cm

1

Description de l'échantillon : 2,68 T/m3

Sable limoneux peu graveuleuse Volume V d'eau distillé utilisé (cm3) : 2 000 cm3

Profondeur

effective Hr

(cm)

Facteur

F

Norme opératoire : NF P 94-093 & 057 Diamètre intérieur de l'éprouvette (cm) :

Diamètre

équivalent Ф

(mm)

Passant

échantillon p

(p = C.P) en %

09:52:30

09:53:00

09:54:00

0,3333.T - 6,6666

1

HeuresTemps

cumulé tc

de lecture

Lecture

R

Température

T °c

Pourcentage

des grains < Ф

P (%)

09:52:00 J+1

09:57:00

10:02:00

10:12:00

10:32:00

11:12:00

13:52:00

Correction

CT+Cm-Cd

Lecture

corrigée

Rc

A noter : [h] =KN.seconde/m2

c

r

t

HF .F

).(.1000

).1000.(.

ws

cs

W

RVP

C– ) C + (C + R = R dmTC

Valeur conventionnelle ?

105

)20.(001053,0)20.(3272,110.002,1

2

T

TTBoùBh

( )

h

s

F.80,1

( )( )

20C0r

2

D.

Vh.

211000R.dLH



94

Annexe XXI: Limites d’Atterberg, latérite



95

Client : Norme opératoire : NF P 94-051

Chantier : Echantillon :

Opérateur : Provenance :

Date : Nature du sol :

Préparation

7,0%

* Proportion pondérale C de la fraction 0/0,4 mm :

Mode opératoire Détermination des teneurs en eau par :

1 2 3 4 5 A B C D

25,82 28,26 27,78 26,42 26,57 20,62 19,26 18,59 21,62

23,68 25,48 25,01 24,17 24,23 20,15 18,99 18,29 21,00

17,51 17,48 16,99 17,61 17,31 17,60 17,47 16,62 17,67

2,14 2,78 2,77 2,25 2,34 0,47 0,27 0,31 0,62

6,17 8,00 8,02 6,56 6,92 2,55 1,52 1,67 3,32

34,7% 34,8% 34,5% 34,3% 33,8% 18,5% 18,0% 18,3% 18,7%

17 23 28 31 35

ωL =

ωP =

Indice de plasticité :

IP = ωL - ωP

IP =

Indice de consistance

du terrain naturel :

Ic = (ωL - ω ) / IP

Ic =1,7%

LIMITES D'ATTERBERG - Méthode à la coupelle

Memoire M2 GC

Kamboinsé

Honoré TUYISHIME

23/06/2015 Argiles peu plastiques

* Echantillonage :

N° tare

* Séchage : - NFP 94-050 :

* Tamisage :

Poids de l'eau (g)

Poids sec (g)

Paramètres d'état initiaux

* Teneur en eau naturelle :

Poids total humide (g)

Limite de liquidité Limite de plasticité

16,0%

Kamboinsé

Teneur en eau (%)

Nombre de coups N

RESULTATS

34,4%

18,4%

Poids total sec (g)

Poids tare (g)

Schémas/Remarques :

33%

34%

35%

36%

37%

10 100

ω e

n %

Nombre de coups N

- NFP 94-049-1 :

Etuve (au moins 4h à 105 +/- 5°C) (micro-onde)

A l'air (au moins 8h à 50 +/- 5°C)

à sec

BroyageQuartage (tas)

par lavage

Prélèvement compacte

Micro-onde (NP 94-049-1)

Etuve (NFXP 94-060-1, 24h à 105 +/- 5°C)



96


Eau de mouillage 0 120 240 360 480

Densité


Poids du moule (g) 4220 4220 4220 4220 4220



Teneur en eau

Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Poids tare (g) 51,5 50,6 44,2 38,6 43,9


Poids total sec (g) 288,0 237,9 220,9 201,3 255,2

Teneur en eau (%) 7,4% 9,1% 11,1% 13,9% 15,6%




Annexe XXII: Essai Proctor modifié, latérite



97

1,80

1,85

1,90

1,95

2,00

2,05

2,10

2,15

7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 11,0% 12,0% 13,0% 14,0% 15,0% 16,0%

De

nsi

té s

èch

e a

pp

are

nte

Teneur en eau



98

Poids de la

tarre (g)

Poids humide

de l'échantillon

(g)

Poids total sec

de l'échantillon

(g)

Teneur en

eau (%)

Moyenne

Teneur en

eau (%)

Volume du

moule (cm3)

Poids

Moule (g)

Poids total

humide

(g)

Poids

Echantillon

humide (g)

Densité

d

(g/cm 3)

Densité

Proctor d

(g/cm 3)

Degré de

compacité à

l'OPM (%)

38,61 329,18 303,41 9,7%

38,61 329,18 303,41 9,7%

44,23 324,3 295,13 11,6%

44,23 324,3 295,13 11,6%

50,63 320,99 284,68 15,5%

50,63 320,99 284,68 15,5%

CBR 21 40 52

Densité 90% 98%

2,14

6280,00

2,23

1,93 2,03 2,10

Résultats

95%

10 COUPS 9

4625 COUPS

Repère CBR

56 COUPS 73

96,5%

15,5% 2094,16 10610,00 1,88 2,14 87,7%6070,00 4540,00

4890,0011,6% 2121,99 11170,00 2,06 2,14

5130,00



104,3%9,7% 2094,16 11320,00 2,146190,00

1,85

1,95

2,05

2,15

2,25

2,35

5 15 25 35 45 55 65 75 85CBR

d

Annexe XXIII: Essai CBR, latérite



99


Eau de mouillage 120 240 360 480 600

Densité


Poids du moule (g) 4220 4220 4220 4220 4220



Teneur en eau

Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Poids tare (g) 44,2 40,0 43,3 42,2 45,5


Poids total sec (g) 462,5 411,9 382,1 401,8 420,9

Teneur en eau (%) 3,5% 5,5% 7,6% 9,8% 11,4%




Annexe XXIV: Essai Proctor modifié, sol stabilisé à 10% de latérite



100

1,90

1,95

2,00

2,05

2,10

2,15

2,20

2,25

2,30

2,35

3,0% 4,0% 5,0% 6,0% 7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 11,0% 12,0%

De

nsi

té s

èch

e

Teneur en eau



101

Poids de la

tarre (g)

Poids humide

de l'échantillon

(g)

Poids total sec

de l'échantillon

(g)

Teneur en

eau (%)

Moyenne

Teneur en

eau (%)

Volume du

moule (cm3)

Poids

Moule (g)

Poids total

humide

(g)

Poids

Echantillon

humide (g)

Densité

d

(g/cm 3)

Densité

Proctor d

(g/cm 3)

Degré de

compacité à

l'OPM (%)

38,61 398,05 373,27 7,4%

38,61 398,05 373,27 7,4%

44,23 361,29 335,95 8,7%

44,23 361,29 335,95 8,7%

50,63 390,66 362,48 9,0%

50,63 390,66 362,48 9,0%

CBR 6 10 13

Densité 90% 98%

2,34

6280,00

2,32

2,10 2,22 2,30

Résultats

95%

10 COUPS 6

925 COUPS

Repère CBR

56 COUPS 13

92,1%

9,0% 2094,16 10840,00 2,09 2,34 89,3%6070,00 4770,00

4970,008,7% 2121,99 11250,00 2,15 2,34

5210,00



99,0%7,4% 2094,16 11400,00 2,346190,00

2,00

2,05

2,10

2,15

2,20

2,25

2,30

2,35

5 7 9 11 13 15CBR

d

Annexe XXV: Essai CBR, sol stabilisé à 10% de latérite



102


Eau de mouillage 120 240 360 480 600

Densité


Poids du moule (g) 4220 4220 4220 4220 4220



Teneur en eau

Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Poids tare (g) 40,0 43,3 42,2 45,5 44,2


Poids total sec (g) 335,0 292,4 288,8 335,7 348,5

Teneur en eau (%) 5,1% 7,4% 9,2% 11,1% 13,0%




Annexe XXVI: Essai Proctor modifié, sol stabilisé à 30% de latérite



103

1,90

1,95

2,00

2,05

2,10

2,15

2,20

2,25

5,0% 6,0% 7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 11,0% 12,0% 13,0%

De

nsi

té s

èch

e

Teneur en eau



104

Poids de la

tarre (g)

Poids humide

de l'échantillon

(g)

Poids total sec

de l'échantillon

(g)

Teneur en

eau (%)

Moyenne

Teneur en

eau (%)

Volume du

moule (cm3)

Poids

Moule (g)

Poids total

humide

(g)

Poids

Echantillon

humide (g)

Densité

d

(g/cm 3)

Densité

Proctor d

(g/cm 3)

Degré de

compacité à

l'OPM (%)

38,61 317,68 296,28 8,3%

38,61 317,68 296,28 8,3%

44,23 300,77 280,53 8,6%

44,23 300,77 280,53 8,6%

50,63 333,24 309,12 9,3%

50,63 333,24 309,12 9,3%



100,4%8,3% 2094,16 11200,00 2,26190,00

8,6% 2121,99 11180,00 2,13 2,2

5010,00

96,7%

9,3% 2094,16 10600,00 1,98 2,2 89,9%6070,00 4530,00

4900,00

10 COUPS 7

1425 COUPS

Repère CBR

56 COUPS 24

6280,00

2,21

1,98 2,10 2,16

Résultats

95%

CBR 8 13 17

Densité 90% 98%

2,2

1,90

1,95

2,00

2,05

2,10

2,15

2,20

2,25

5 15 25CBR

d

Annexe XXVII: Essai CBR, sol stabilisé à 30% de latérite



105


Eau de mouillage 120 240 360 480 600

Densité


Poids du moule (g) 4220 4220 4220 4220 4220



Teneur en eau

Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Poids tare (g) 51,5 50,6 44,2 38,6 43,9


Poids total sec (g) 277,4 238,6 235,3 209,3 232,0

Teneur en eau (%) 5,0% 6,8% 9,4% 11,5% 13,1%




Annexe XXVIII: Essai Proctor modifié, sol stabilisé à 50% de latérite



106

1,90

1,95

2,00

2,05

2,10

2,15

2,20

4,0% 5,0% 6,0% 7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 11,0% 12,0% 13,0% 14,0%

De

nsi

té s

èch

e

Teneur en eau



107

Poids de la

tarre (g)

Poids humide

de l'échantillon

(g)

Poids total sec

de l'échantillon

(g)

Teneur en

eau (%)

Moyenne

Teneur en

eau (%)

Volume du

moule (cm3)

Poids

Moule (g)

Poids total

humide

(g)

Poids

Echantillon

humide (g)

Densité

d

(g/cm 3)

Densité

Proctor d

(g/cm 3)

Degré de

compacité à

l'OPM (%)

38,61 310,74 291,21 7,7%

38,61 310,74 291,21 7,7%

44,23 302,98 282,33 8,7%

44,23 302,98 282,33 8,7%

50,63 323,39 295,16 11,5%

50,63 323,39 295,16 11,5%

CBR 18 24

Densité 90% 98%

2,17

6280,00

2,27

1,95 2,06 2,13

Résultats

95%

10 COUPS 11

2525 COUPS

Repère CBR

56 COUPS 29

99,3%

11,5% 2094,16 10800,00 2,02 2,17 93,3%6070,00 4730,00

4970,008,7% 2121,99 11250,00 2,16 2,17

5110,00



104,4%7,7% 2094,16 11300,00 2,176190,00

1,90

2,00

2,10

2,20

2,30

5 15 25 35CBR

d

Annexe XXIX: Essai CBR, sol stabilisé à 50% de latérite

Annexes


108

Sol naturel

Comparateur 1 (25 coups/couche) 2 (56 coups/couche)

Jour 1 2 3 4 1 2 3 4

Lecture (μm) 17 19 19 19 19 22 22 22

Gonflement linéaire - G(%) 0,016 0,019

Sol stabilisé à 1% de ciment


Jour 1 2 3 4 1 2 3 4

Lecture (μm) 3 5 5 5 2 2 2 2




Jour 1 2 3 4 1 2 3 4

Lecture (μm) 2 2 3 3 1 1 2 2




Jour 1 2 3 4 1 2 3 4

Lecture (μm) 2 3 3 3 0 0 0 0

Gonflement linéaire - G(%) 0,003 0

Sol stabilisé à 2% de chaux


Jour 1 2 3 4 1 2 3 4

Lecture (μm) 6 19 19 19 10 20 22 22




Jour 1 2 3 4 1 2 3 4

Lecture (μm) 12 14 14 14 2 3 3 3




Jour 1 2 3 4 1 2 3 4

Lecture (μm) 8 9 10 10 7 7 7 7


Sol stabilisé à 10% de latérite


Jour 1 2 3 4 1 2 3 4

Lecture (μm) 4 5 6 6 1 2 5 5


Annexe XXX: Mesures de gonflement du sol

Annexes


109



Jour 1 2 3 4 1 2 3 4

Lecture (μm) 17 19 19 19 19 22 22 22




Jour 1 2 3 4 1 2 3 4

Lecture (μm) 4 8 8 8 1 10 10 10


Latérite


Jour 1 2 3 4 1 2 3 4

Lecture (μm) 0 0 0 0 0 0 0 0

Gonflement linéaire - G(%) 0 0

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