Caractérisation des graveleux lateritique ameliores au ...

CARACTERISATION DES GRAVELEUX LATERITIQUES AMELIORES AU CIMENT ET LITHO-

STABILISES EN VUE D’UNE UTILISATION EN CONSTRUCTION ROUTIERE

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CITATION

« S’élever par le savoir et l’excellence pour servir »



ii Maliki Otiéboame

DJANDJIEME

Mémoire de Master d’ingénierie Option Génie Civil ROA –juin 2018

Promotion

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DEDICACES

Rien n’est aussi beau à offrir que le fruit d’un labeur qu’on dédie du plus profond du cœur à ceux qu’on

aime jusqu’aux frontières de l’imagination. Ce travail est dédié :

À Allah le tout miséricordieux et très miséricordieux, seul Guide et Protecteur.

Que ton nom Glorieux soit à Jamais béni, Amine.

À Mon papa chéri Nakordja DJANDJIEME, qui est mon modèle d’homme de rigueur, de Travail d’amour et de foi. Pour le soutien, la confiance et le sacrifice énorme consentis pour ma formation

Que le seigneur te comble de sa grâce et de sa Bénédiction et vous accordes longue vie pour

jouir des fruits de l’arbre que vous avez planté.

À Ma Maman adorée, Maimouna BLIMPO qui a toujours su me mettre au niveau haut par ses

messages d’encouragement et de soutien. Merci Maman de m’avoir guidé depuis l’enfance vers la recherche du savoir et de la réussite.

Que le seigneur te comble de sa grâce et de sa Bénédiction et vous accordes longue vie pour

jouir des fruits de l’arbre que vous avez planté.

À Mon deuxième papa KOKOLE Koffi Agbévidé Augustin et toute sa famille, pour le soutien moral, physique et la confiance qu’ils ont toujours gardée pour moi, merci à vous et que Dieu vous bénisse et Oriente les petites sœurs (Chimène ; Stessy) et frères (Edem) vers le travail et le succès comme vous avez toujours souhaité à tous.

À Mes petits frères (Kabirou DJANTCHIEMO ; Manaf DJANTCHIEMO, Massaoudou

DJANTCHIEMO, Rachidou DJANTCHIEMO) et ma petite sœur Sakinatou DJANTCHIEMO pour les encouragements perpétuels, le soutien moral, et la joie qu’ils m’apportent. Que le Seigneur nous unisse toujours et qu’il montre à chacun de nous le chemin de la vérité et

de l’Amour.

À Toute ma famille paternelle et maternelle. Pour leur attention particulière affichée à mon égard. Recevez à travers ce mémoire, le couronnement de la perspicacité. .

À Tous mes amis et camarades pour le soutien et la générosité indéfectible. Considérez ce travail comme un exemple de courage, de patience, de volonté d’abnégation.



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REMERCIEMENTS

C’est le lieu de manifester ma gratitude à :

Pr Adamah MESSAN mon tuteur académique, qui a rendu possible ce stage et pour ses remarques,

suggestions et orientations dans la réalisation des essais et sa disponibilité qui n’est plus à redire. Ce

travail est le fruit de vos directives et de vos soutiens.

Dr Abdou LAWANE GANA (chef de département GCH-2iE) mon encadreur pour son assistance et

son soutien dans l’exécution des travaux au Laboratoire

Madame Marie Thérèse GOMIS (enseignant en génie civil à 2iE). Mon Maître de stage qui n’a

cessé de croire en moi du début jusqu’à la fin et pour sa disponibilité ; conseils et remarques

pertinentes dans la rédaction de ce document.

Mr Arnaud OUEDRAOGO pour les conseils et directives

Dr Seick Omar SORE pour ses inestimables conseils et réponses à mes préoccupations.

Mr Philbert NSHIMIYIMANA pour sa collaboration et sa contribution à la réalisation de ce projet de

recherche.

Mr Salif KABORE pour son concours tout au long de cette étude.

Mes collèges amis, frères et sœurs de stage (TOE Enoch, AZOUMAH Eric Komi, Salif KONE,

SAVADOGO Clauvis, SEMPORE Kevin ; POCANAM Crédo ; ZOUNGRANA Salomon ;

GBEDEMA Kodjo ; Alimata ZIDA ; Sakinatou OUEDRAOGO ; MANTORO M. Rosella Axiane ;

AMOUGOU Désirée Sandrine ; ILBOUDOU Wendkouni Nina ; NKENGUE NGOUARI Mérite ;)

pour l’ambiance fraternelle de travail et l’aide reçue de chacun.

Tous mes frères et sœurs de la Communauté Togolaise (AESTB-2Ie) spécialement (BOUNDJOU

Piou Jean Ougadja ; DIME Tarmangue Bienvenue ; DANIGUE Arsène Essossolim ; AZIABLE

Komlan Andy ; LARE Joseph ; DJASSIBE Jean Michel ; BAMANA Arnaud ; AKODEGNON

David ; SALASSI Simon pierre, AKESSOU Credo ; Maella MAKUI) pour leur soutien moral,

affectif et l’ambiance fraternelle, avec eux le Togo était toujours à côté.



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RESUME

La présente recherche s’intéresse à la stabilisation au ciment, et la grave concassée (Lithostabilisation). La stabilisation consiste à incorporer au sein d’un sol une certaine quantité de stabilisant avec de l’eau et à les mélanger plus ou moins intimement jusqu’à l’obtention d’un matériau homogène pour lui attribuer des nouvelles propriétés mécaniques

En plus de déterminer les caractéristiques stabilisées des sols nous avons réalisé une étude stratigraphique complète des quatre couches latéritiques qui composent le sol de la carrière latéritique de kamboinse (carrière Saam Tanga). Après étude de caractérisation complète, nous sommes arrivés à la conclusion qu’il faut toujours exploiter les carrières latéritiques avec précaution et un objectif précis car plus le matériau est en profondeur moins ses caractéristiques mécaniques sont bonnes pour la construction routière.

Les études au laboratoire ont donné des caractéristiques différentes sur les matériaux de chaque couche et nous ont permis de les classifier. D’après la classification GTR et RTR les matériaux des couches de surface (1 et 2) sont des matériaux à sols fin et Argileux à faible portance CBR (ICBR 95% OPT (couche 1 )=13 et ICBR 95% OPT (couche 2 )=20) tandis que ceux de la couche (3 et 4) sont des matériaux sableux et graveleux avec fines à grande portance CBR (ICBR 95% OPT (couche 3 )=65 et ICBR 95% OPT (couche 4 )=66) mais nécessite tous des études d’amélioration de leurs performances mécaniques pour usage en couche de base d’une chaussée. Le traitement au ciment augmente significativement la portance du sol de chaque couche à la valeur de 210 Sur la couche 3 à 2% ciment de 216 sur les matériaux de la couche 4 à 3% ciment, 80 sur la couche 2 à 3% ciment et 71 sur la couche 1 à 3% ciment. Le traitement des couches latéritiques à la grave concassée de granite de classe 10/25 a augmenté également les valeurs de CBR sur les couches latéritiques de 13 à 58 sur la couche 1 à 35 % de grave ; 20 à 84 sur le couche 2 à 35 % de grave ; 65 à 101 sur la couche 3 à 30% et 66 à 86 sur la couche 4 à 30% de grave concassée. Les études de compression simple et de cisaillement direct réalisées sur chaque couche ont également confirmé ces augmentations de portance en fonction du taux d’amélioration ou du type de stabilisation sur chaque éprouvette.

D’après les résultats obtenus en Laboratoire ; les sols latéritiques améliorés peuvent être utilisés en remblai/terrassement, en couche de fondation pour les matériaux améliorés de la couche 1 et 2 et en couche de base pour les matériaux de la couche 3 et 4

Mots clés : géotechnique ; lithostabilisation ; stabilisation ; grave concassée ; terrassement, essai de

compression simple ;



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ABSTRACT

The present research is interested in stabilization with cement, and crushed stone (Lithography stabilization). The stabilisation consists in incorporating one soil a certain quantity of stabilizer with water and to mix them more or less intimately until obtaining a homogeneous material in other to assign him some new mechanical properties.

In addition, to determine the features consolidated of soils we have made a stratigraphic survey and we noticed four layers on the lateritic quarry. After survey of characterisation completed on the fourth lateritic layer we reach to the conclusion That it is necessary to exploit the lateritic quarry with precaution and specified aim because more the material is in depth ground we find low his mechanical features which is not acceptable in the road construction.

laboratory test results showed different features of each latérique layer and it permitted to classify each layers according to their properties. According to the GTR classification and RTR, the materials of the surface layers (1 and 2) are thin and clayey materials. Furthermore, it has a weak CBR lift (ICBR 95% OPT (layer 1) =13 and ICBR 95% OPT (layer 2) =20). Those of the layer (3 and 4) are sandy and gritty materials s with fine and it has a big CBR lift (from ICBR 95% OPT (layer 3) =65 to ICBR 95% OPT (layer 4) =66). The material of each layer requires all survey of improvement of their mechanical performance in making layer basis of a pavement. The treatment to the cement increases meaningfully the lift of the soil in every layer. One side, from 210 on the layer 3 at 2% perform cement to 216 on the materials of the layer 4 at 3% cement. Another side from 80 on the layer 2 at 3% cement to 71 on the layer 1 at 3% cement. The treatment of the lateritic layers with crushed stone 0/25 have increase the values of CBR also (from 13 to 58 on the layer 1 at 35% of crushed stone; and 20 to 84 on the lies down 2 at 35% of crushed stone), (from 65 to 101 on the layer 3 at 30% and 66 to 86 on the layer 4 at 30% of crushed stone. The studies of compressions simple and of direct shearing realised, achieved to the conclusion that the study of stabilisation of material with cement and crushed stone increase the lift according to rate of improvement or type of stabilization on every test-tube.

According to the laboratory tests results, the improved soil may be used in the platform, subgrade or rank and sub-base pavement layers. according to lateritic layers stabilized. The materials of layers 1 and 2 should be used pour subbase and the one of Layers 3 and 4 for subgrade layer

Key words: geotechnical; lithography stabilization; stabilization; engrave ground; terracing, simple compression test.



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LISTE DES ABREVIATIONS

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

Bureau Central d’Etudes pour les équipements d’Outre-Mer

CBR

California Bearing Ratio

CEBTP

Centre expérimental de Recherches et d’Etudes du Bâtiment et des Travaux Publics.

CPA Ciment Portland Artificiel

GAL Grave Argileuse latéritique

GNT

Graves non traité

GTR

Guide de terrassement Routier

HRB

Highway Research Board

LCPC

Laboratoire Central des Ponts et Chaussées

LEMHaD Laboratoire Eco-Matériaux et habitat Durable

LNBTP Laboratoire National du Bâtiment et des Travaux Publics

NF Norme Française

OPM

Optimum Proctor Modifié

SETRA Service d’Etudes Technique des routes et Autoroutes

UEMOA

Union Economique et Monétaire Ouest Africain



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TABLE DES MATIERES

CITATION ...................................................................................................................................................... i

DEDICACES .................................................................................................................................................. ii

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

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

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

LISTE DES ABREVIATIONS .................................................................................................................... vi

LISTE DES FIGURES ................................................................................................................................. xi

LISTE DES TABLEAUX............................................................................................................................ xii

INTRODUCTION GENERAL..................................................................................................................... 1

CHAPITRE I PROBLEMATIQUE DE LA DEGRADATION DES CHAUSSEES LATERITIQUES3

1.1 DEFINITION .................................................................................................................................. 3

1.1.1 Description fonctionnelle des couches de chaussées ...................................................................... 3

1.1.2- Description fonctionnelle des types de chaussées .......................................................................... 4

1.2 PRINCIPALES CAUSES DE DEGRADATION DES CHAUSSEES ............................................ 5

1.2.1 Le trafic ........................................................................................................................................... 5

1.2.2 Les conditions climatiques .............................................................................................................. 1

1.2.3 La qualité des matériaux .................................................................................................................. 1

1.2.4 La mise en œuvre ............................................................................................................................ 1

1.3 LES TYPES DE DEGRADATION .................................................................................................... 2

1.4 LOCALISATION DU SITE .............................................................................................................. 18

1.5. CONCLUSION.................................................................................................................................... 2

CHAPITRE II : SYNTHESE BIBIOGRAPHIQUE SUR L’UTILISATION DES LATERITES EN COUCHES DE CHAUSSEE ET LEUR ROLE SUR LA MISE EN OEUVRE DE LA TECHNIQUE

DE LA STABILISATION AU CIMENT ET A LA GRAVE CONCASSEE ........................................... 2

2.1. INTRODUCTION ............................................................................................................................... 2

2.2. LA LATERITE : DEFINITION, FORMATION, LOCALISATION ET CONDITION

D’USAGE DANS LE TERRASSEMENT ROUTIER ............................................................................ 2

2.2.1 définition ......................................................................................................................................... 2

2.2.2 Processus de Latérisation ................................................................................................................ 3

2.2.3 Le Climat ......................................................................................................................................... 3

2.2.4 La Topographie ............................................................................................................................... 4

2.2.5 La végétation ................................................................................................................................... 4



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2.2.6 La roche mère .................................................................................................................................. 4

2.2.7 La Couleur ....................................................................................................................................... 4

2.2.7 La densité ........................................................................................................................................ 5

2.2.8 La minéralogie ................................................................................................................................. 5

2.2.9 Localisation des Latérites ................................................................................................................ 5

2.3 LES PROPRIETES PHYSIQUES ET MECANIQUE DES LATERITES UTILISABLES

DANS LE DOMAINE ROUTIER ............................................................................................................ 6

2.3.1 La granulométrie ............................................................................................................................. 6

2.3.2 Le poids spécifique .......................................................................................................................... 8

2.3.4 La plasticité ..................................................................................................................................... 9

2.3.5 Compacité ........................................................................................................................................ 9

2.4 - UTILISATION DE LA LATERITE DANS LA REALISATION DES DIFFERENTES

COUCHES DE CHAUSSEE ................................................................................................................... 10

2.4.1 Couche de fondation ...................................................................................................................... 11

2.4.2 couche de base ............................................................................................................................... 11

2.5 TECHNIQUE DE STABILISATION ET DE LITHOSTABILISATION UTILISEE EN

GEOTECHNIQUE ROUTIERE ............................................................................................................ 12

2.5.1 Stabilisation chimique ................................................................................................................... 12

2.5.2 Traitement mixte ........................................................................................................................... 14

2.5.3 Stabilisation mécanique ................................................................................................................. 14

2.5.4 Choix des stabilisants .................................................................................................................... 16

2.5.5 Caractéristiques des matériaux stabilisés ...................................................................................... 16

CONCLUSION......................................................................................................................................... 17

CHAPITRE III : MATERIELS ET METHODES ................................................................................... 18

3.1 LES MATERIAUX UTILISEES ...................................................................................................... 19

3.1.1 Prélèvement et échantillonnage des matériaux sur le site ............................................................. 19

3.1.2 Préparation des matériaux pour les essais ..................................................................................... 20

3.1.3 Description du liant hydraulique utilisé ........................................................................................ 20

3.1.4 Grave concassée utilisée pour la lithostabilisation ........................................................................ 21

3.2. AMELIORATION DES MATERIAUX DES COUCHES LATERITIQUES AU CIMENT ....... 21

3.2.1 Critères de convenance ..................................................................................................................... 21

3.2.2 Etude de formation du liant hydraulique ciment ............................................................................... 22

3.3 ESSAIS D’IDENTIFICATION DES COUCHES............................................................................... 23

3.4 ESSAI MECANIQUE POUR DETERMINATION DES PARAMETRES MECANIQUE DE

CHAQUE COUCHE ................................................................................................................................... 23

3.4.1 Tamisage ....................................................................................................................................... 23



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3.4.2 Essai proctor (cf. annexe 3.1.3) ..................................................................................................... 23

3.4.3 Essai de portance California Bearing Ratio (CBR) ....................................................................... 23

3.4.4 Essai de cisaillement ..................................................................................................................... 24

3.4.5 Essai de compression simple ......................................................................................................... 27

3.5 ESSAIS DE QUALITE SUR LE GRANITE ...................................................................................... 29

3.5.1 essai los Angeles (cf. protocol en Annexe .) ............................................................................... 29

3.5.2 essai de propreté de gravier (cf protocol en Annexe ..) ................................................................. 29

CHAPITRE IV : RESULTATS ET ANALYSES ..................................................................................... 30

4.1 ETUDE CARACTERISTIQUE DES COUCHES LATERITIQUES A L’ETAT NATUREL ...... 30

4.1.1 résultats des essais d’identification, (analyse granulométrique, limites d’Atterberg, essais proctor) .................................................................................................................................................................... 30

4.1.2.1 Résultats d’essai analyse granulométrique .......................................................................... 30

4.1.2.2 Présentation des résultats de limites d’Atterberg sur les différentes couches latéritiques ... 32

4.1.2.3 présentation des résultats de Proctor sur les différentes couches latéritiques ............................ 32

4.1.2.4 présentation des CBR obtenues sur les différentes couches latéritiques .................................... 33

4.1. Synthèse ................................................................................................................................................. 34

4.2 ETUDE DES PARAMETRES MECANIQUE DES DIFFERENTES COUCHES LATERITIQUE

AMELIORE AU CIMENT ......................................................................................................................... 35

4.2.1 présentation des résultats des essais de proctor modifie et de CBR réalise sur les différentes couches latéritiques en fonction du taux d’amélioration en ciment ........................................................... 35

4.2.1.1 analyse et interprétation des résultats des proctor et CBR obtenue ........................................... 35

4.2.2 résultats des éprouvettes des couches latéritiques améliorer au ciment pour les essais de compression simple .................................................................................................................................... 37

Résultats des essais- Analyse et interprétation ............................................................................... 37

4.2.3 Etude des paramètres de cisaillement sur les couches latéritiques non traitées et traitées au ciment .................................................................................................................................................................... 43

4.2.3.1 Résultats des essais de cisaillement –Analyse et interprétation ................................................. 43

4.3 ............AMELIORATION DES MATERIAUX DES COUCHES LATERITIQUES A LA GRAVE

CONCASSEE (LITHO-STABILISATION) ............................................................................................. 44

4.3.1 Paramètre de los Angeles de la grave concassée 0/25 utilisée .......................................................... 44

4.3.2 Variation des paramètres du proctor modifié en fonction du taux d’amélioration à la grave concassée .................................................................................................................................................... 44

4.3.3 Evolution de la portance CBR en fonction du taux d’amélioration à la grave concassée (confère tableau 12 et figure en Annexe 5) .............................................................................................................. 45

4.3.4 Préparation des éprouvettes pour les essais de compression simple ................................................... 1

CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES ...................................................................................................... 7

RECOMMANDATION ................................................................................................................................ 9



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BIBLIOGRAPHIE ...................................................................................................................................... 10

ANNEXES .................................................................................................................................................... 12



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LISTE DES FIGURES

Figure 1 Profil en travers d’une structure de chaussée (https://goo.gl/images/CwAH9B) ............................ 3

Figure 2 Dégradation structurel de type A ..................................................................................................... 2

Figure 3 type de fissuration hors fatigue (type B) .......................................................................................... 2

Figure 4 zone de couverture latéritique dans le monde d'après Pedro (1968) in Tardy (1997) .................... 6

Figure 5 Courbe Granulométrique typique de graveleux latéritiques concrétionnés (Gidigasu, 1976) ........ 7

Figure 6: A) Influence de la position du sol dans le profil latéritique sur la courbe de la densité en fonction

de la teneur en eau (D'après Baldovin, 1969 in Gidigasu. 1976) B) Caractéristiques de compacité des sols

tropicaux typiques en relation avec le matériaux parents (D’après Clare & Beaven, 1965 in Gidigasu, 1976). C) valeurs de la densité maximale de sols résiduels latéritique en relation avec le type de roche-

parent (D’après Cru, 1969 in Gidigasu 1976) .............................................................................................. 10

Figure 7. Emprunt latéritique de Kamboinse, Ouagadougou (Emprunt , Saamtanga) ............................... 18

Figure 8 répartition stratigraphiques des couches latéritiques sur la carrière de kamboinse ..................... 19

Figure 9. Eprouvette immergée dans l'eau pour détermination de gonflement ............................................ 24

Figure 10. Contrainte de cisaillement et déformation horizontale maximale .............................................. 25

Figure 11 Dispositif de l'essai de cisaillement direct (Vincent Robitaille, Denis Tremblay) ....................... 25

Figure 12 exemple montrant le calcul des contraintes a la rupture (Vincent Robitaille, Denis Tremblay) . 26

Figure 13 principes de l'essai de compression simple .................................................................................. 27

Figure 14- Photos de quelques éprouvettes pour essais de compression simple (a); échantillons subdivisé

sur le plan de la hauteur pour les mesures des valeurs par capteurs verticales (b): éprouvettes emballé

pour conservation de teneur en eau optimal; (c): éprouvettes déballé pour essai de compression ............. 29

Figure 15 courbe granulométrique des couches latéritiques........................................................................ 30

Figure 16 histogramme des caractéristiques de plasticité des couches latéritiques étudiées ...................... 32



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LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 identification et répartition des couches latéritiques et leurs profondeurs ................................. 19

Tableau 2 Caractéristiques limites des sols stabilisables au ciment ............................................................ 22

Tableau 3 - Nomenclature des éprouvettes des différents matériaux ........................................................... 28

Tableau 4 proportion des grains dans chaque couche latéritiques .............................................................. 31

Tableau 5 valeurs de Teneur en eau maximale et de densité sèche maximale obtenue sur quatre couches

Latéritiques .................................................................................................................................................... 33

Tableau 6 Valeurs de CBR des quatre couches latéritiques ......................................................................... 33

Tableau 7 Tableau de classification des couches latéritiques ...................................................................... 34

Tableau 8 valeurs des paramètres du proctor et de CBR en fonction du taux d'amélioration en Ciment .... 35

Tableau 9 valeurs de CBR retenue en fonction des spécification et le taux de ciment associé .................... 37

Tableau 10 Evolution des modules d'Young de la couche 4 en fonction du taux d'amélioration en ciment . 38

Tableau 11-valeur moyenne des modules d'Young sur l'ensemble .............................................................. 42

Tableau 12- Résultats essais de compression simple sur graveleux latéritiques (Fall, Sawangsuriya,

Benson, Tuncer,& Bosscher, 2007) (Confère Annexe 2 Tableau 2) .............................................................. 43

Tableau 13 résultat essai à la boîte de cisaillement (couche 3) ................................................................... 43

Tableau 14 Valeurs des paramètres du proctor et de CBR en fonction du taux d'amélioration en granite . 44

Tableau 15 Valeurs de CBR retenus en fonction des spécifications et le taux de granite associé ............... 46

Tableau 16 Nomenclature des éprouvettes de compression pour les couches améliorées à la grave

concassée ......................................................................................................................................................... 1

Tableau 17 Evolution du module d'Young en fonction du taux d'amélioration de la grave sur les matériaux

de la couche 4 .................................................................................................................................................. 2

Tableau 18 Valeur moyenne des modules en fonction du taux de Granite sur les couches latéritiques ......... 5



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INTRODUCTION GENERAL

Depuis des décennies, l’étude des sols latéritiques est un abaque de connaissance très approfondi pour les

ingénieurs et scientifiques dans les domaines de l’aménagement des infrastructures routières,

concomitamment au développement économique des pays de l’Afrique subsaharienne. Ce travail de

mémoire a comme objectif l’apport de nouvelles connaissances scientifiques et techniques, sur les sols

latéritiques leurs conditions de prélèvement et leur valorisation en construction routière au Burkina Faso et

en Afrique

En effet il a été observé au Burkina Faso une augmentation généralisée du niveau du trafic routier et une

rareté des matériaux latéritiques de bonne qualité. Ceci limite la disponibilité de ces matériaux qui sont très

utilisés dans la réalisation des assises plus précisément la couche de base de la chaussée.

Le constat fait est qu’il a toujours été possible de sélectionner des graveleux latéritiques pour une

utilisation en couche de fondation. Par contre, des graveleux satisfaisant aux critères d’une couche de base,

en particulier en ce qui concerne l’indice portant CBR, deviennent de plus en plus rares et sont difficiles à

localiser. En outre, pendant l’exploitation des emprunts, il n’est pas toujours évident que l’on retrouve les

caractéristiques géotechniques annoncées lors de l’étude des emprunts. En général, les caractéristiques

géotechniques des matériaux baissent après gerbage, approvisionnement, réglage et compactage.

Toutes ces remarques, qui relèvent d’expériences conclues par des contrôles géotechniques de chantiers ont

conduit à la nécessité d’améliorer les graveleux latéritiques devant être utilisés en couche de base dans de

nombreuses situations

Alors une vision globale s’est développée dans la plupart des pays ayant les problèmes de construction.

Pour la recherche des solutions techniques et économiques en vue de satisfaire aux exigences et aux

besoins rencontrés.

Pour apporter des solutions aux problèmes de construction routière, on fait actuellement recours à :

L’amélioration des latérites au ciment afin de réduire l’utilisation des réserves naturelles ;

Faire la lithostabilisation.

Le traitement des sols aux ciments et à la grave concassée de granite (Burkina Faso) ou avec le Sable

(Sénégal et Cameroun) (Lithostabilisation) pour l’exécution des couches d’assise en particulier la couche



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de base s’est développée rapidement ces dernières années grâce aux progrès technologiques, à

l’accroissement du trafic et à l’intérêt portée à l’environnement.

Cette recherche a pour objectifs de comprendre les compositions en couches d’une carrière latéritique et de

savoir comment les améliorer à partir des dosages. A partir de chaque dosage un mélange présentant de

meilleurs performances géotechnique sur la durabilité des couches de bases sera retenue comme mieux

adaptée.

La recherche menée par le Laboratoire Eco-matériaux de construction (LEMC-2iE) du 2iE a pour objectif

principal la valorisation des matériaux locaux, par leur emploi dans le domaine des constructions de façon

à construire des routes économiques. Ainsi plusieurs études seront réalisées sur chaque mélange afin de

déterminer les pourcentages de stabilisant (ciment et Grave concassée) conduisant à la résistance

mécanique optimale et dans le but de diversifier les solutions techniques à apporter à la réalisation des

corps de chaussées.

Le mémoire actuel présente, les résultats et analyses relatives sur les possibilités d'utilisation des latérites

améliorées au ciment et à la grave concassée en couches d'assise notamment la couche de base de chaussée

de plus il sera analysé la mise en œuvre de ce composite tout en spécifiant les techniques et les mesures

qu’il faut prendre en compte pour une bonne exécution.

L’amélioration des couches latéritiques au ciment et à la grave concassée est axée sur les objectifs

suivants :

Objectif 1 : Etude caractéristique des matériaux latérique en fonction de la profondeur de

prélèvement

Objectif 2 : Etude du comportement mécanique à savoir la durabilité et la sensibilité des sols

latéritiques non améliorés et à l’état amélioré face à l’eau

Objectif 3 : impact de la stabilisation sur les paramètres mécaniques en fonction de la profondeur et

de la composition minéralogique des matériaux.

Le présent mémoire comprend les chapitres suivants :

Premier chapitre : Ce chapitre est essentiellement consacré à la problématique liée à la dégradation des

chaussées en matériaux latéritiques

Deuxième chapitre : La synthèse bibliographique sur l’utilisation des latérites en couches de chaussées et

l’amélioration de leurs performances par la technique de stabilisation au ciment et à la grave concassée.

Troisième chapitre : Matériaux et matériels utilisés pour la réalisation des essais

Quatrième chapitre : Analyse et Synthèse des résultats obtenus

Conclusion Générale Discussions (recommandations) sur les critères techniques pour une meilleure

optimisation des composites et une meilleure condition de mise en œuvre.



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CHAPITRE I PROBLEMATIQUE DE LA DEGRADATION DES CHAUSSEES LATERITIQUES

1.1 DEFINITION

1.1.1 Description fonctionnelle des couches de chaussées

Les chaussées se présentent comme des structures multicouches (Figure 1) mises en œuvre sur un ensemble

appelé plate-forme support de chaussée constituée du sol terrassé (dit sol support) surmonté généralement

d’une couche de forme (LCPC-Setra, 1994).

Figure 1 Profil en travers d’une structure de chaussée (https://goo.gl/images/CwAH9B)

La plate-forme support de chaussée est constituée du sol support (déblai ou remblai, sol en place ou

rapporté) et d’une couche de forme éventuelle. La couche de forme qui joue le rôle de transition entre le sol

support et le corps de chaussée a une double fonction. Pendant la phase de travaux, elle protège le sol

support, établit une qualité de nivellement et permet la circulation des engins pour l’approvisionnement en

matériaux et la construction des nouvelles couches de chaussée. Vis-à-vis du fonctionnement mécanique de

la chaussée, elle permet de rendre plus homogènes les matériaux de remblai ou du terrain en place,

éventuellement d’améliorer leurs caractéristiques dispersées et les protéger du gel.

Les couches d’assise sont généralement constituées de deux couches : la couche de fondation et la couche

de base qui la surmonte. Ces couches en matériaux élaborés (le plus souvent liés pour les chaussées à

Trafic élevé) apportent à la chaussée la résistance mécanique aux charges verticales induites par le Trafic.

Elles répartissent les pressions sur la plate-forme support dans le but de maintenir les déformations à ce

niveau dans les limites admissibles. Les matériaux des couches de base doivent avoir des qualités de

résistance mécanique d’autant meilleures que les trafics à supporter sont plus intenses et plus lourds.

La couche de surface est constituée de la couche de roulement, qui est la couche supérieure de la structure

de chaussée sur laquelle s’exercent directement les agressions conjuguées du trafic et du climat, et

https://goo.gl/images/CwAH9B



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éventuellement d’une couche de liaison, entre les couches d’assise et la couche de roulement. C’est à

l’interface entre la couche de surface et la couche de base que l’on trouvera éventuellement les dispositifs

visant à ralentir la remontée des fissures des couches d’assises traitées aux liants hydrauliques. La couche

de surface contribue en outre à la pérennité de la structure de chaussée en particulier par la fonction

d’étanchéité vis-à-vis de l’assise.

1.1.2- Description fonctionnelle des types de chaussées

Il existe une grande diversité de structures de chaussée qui peuvent être classées dans les familles suivantes

(LCPC-Setra, 1994) :

Les chaussées souples comportant une couverture bitumineuse relativement mince reposant sur une

ou plusieurs couches de matériaux granulaires non traités ;

Les chaussées bitumineuses épaisses se composent d’une couche de roulement bitumineuse sur un

corps de chaussée en matériaux traités aux liants hydrocarbonés ;

Les chaussées à assise traitée aux liants hydrauliques comportent une couche de surface

bitumineuse sur une assise en matériaux traités aux liants hydrauliques ;

Les chaussées à structure mixte comportent une couche de roulement et une couche de base en

matériaux bitumineux ;

Les chaussées à structure inverse sont formées de couches bitumineuses sur une couche en grave

non traitée reposant elle-même sur une couche de fondation en matériaux traités aux liants

hydrauliques

Les chaussées à béton de ciment comportent une couche de béton de ciment de recouverte d’une

couche de fondation (qui peut être en matériaux traités aux liants hydrauliques, en béton de ciment,

ou drainante non traitée).

Au Burkina Faso et dans la plupart des pays à climat tropical les couches d’assise sont en graveleux

latéritiques naturels pour la couche de fondation et traités au ciment (2 à 3 %) pour la couche de base. Ces

chaussées peuvent être classées dans le domaine des chaussées souples. En effet, l’ajout de ciment est

considéré à faible dosage (BCEOM - CEBTP, 1992) ; des teneurs supérieures aboutissent à une

rigidification suffisante de la couche de base pour développer un effet de dalle significatif (chaussées

semi-rigides).

L’épaisseur globale des chaussées souples est généralement comprise entre 30 et 60 cm. Les matériaux qui

constituent l’assise de ces chaussées ont une faible rigidité qui dépend de celle du sol et de leur épaisseur.

Comme la couverture bitumineuse est relativement mince, les efforts verticaux dus au trafic sont transmis

au support avec une faible diffusion latérale. Les contraintes verticales engendrent par leur répétition des



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déformations plastiques du sol ou de la grave qui se répercutent en déformations permanentes en surface de

la chaussée. La couverture bitumineuse subit à sa base des efforts répétés de traction-flexion. La faible

rigidité de la structure rend ces chaussées particulièrement sensibles aux variations d’état hydrique des sols

supports (LCPC-Setra, 1994).

Les chaussées évoluent et se dégradent sous l’effet généralement combiné de la répétition des charges

roulantes (trafic), des agents climatiques et du temps. L’évolution la plus fréquente des chaussées souples

se manifeste d’abord par l’apparition de déformations permanentes du type orniérage et affaissement qui

détériorent les qualités de la structure routière. Ces déformations croissent avec le trafic cumulé, en gravité

(amplitude verticale) et en étendue, selon la qualité moyenne de la structure et la dispersion des

caractéristiques mécaniques du corps de chaussée et du sol support (LCPC-Setra, 1994).

1.2 PRINCIPALES CAUSES DE DEGRADATION DES CHAUSSEES

Les chaussées évoluent et se dégradent essentiellement sous l'effet du trafic lourd et des conditions

climatiques. La rapidité de cette évolution et les désordres qui apparaissent sont également liés à la nature

et à l'épaisseur des matériaux utilisés ainsi que leurs conditions de fabrication et de mise en œuvre. Certains

désordres consécutifs à l'instabilité d’un support de chaussée (remblais ou terrain naturel) sont dans bien

des cas indépendants du trafic et du climat.

1.2.1 Le trafic L'usure de la couche de roulement est la conséquence directe des efforts de cisaillement qui se manifestent

au contact des pneumatiques. Elle entraine essentiellement des pertes de matériaux, le polissage des

granulats, la diminution de la rugosité. Elle dépend du trafic et est également fonction de la croissance des

véhicules et se trouve surtout aggravée par le trafic des poids lourds. La fatigue des couches inférieures au

contraire résulte des efforts verticaux de transmission des charges à la couche de fondation. La répétition

des contacts inter-granulaires entraine des effets d'attrition, la production de fines et l'augmentation de la

plasticité. La couche de roulement devenant moins rigide, les déformations sous charges augmentent,

deviennent irréversibles, et il en résulte sa destruction plus ou moins rapide. Ces phénomènes de fatigue

sont fonction non seulement du cycle des charges mais aussi et surtout des charges sur essieux. Le respect

de la limitation des charges à l'essieu revêt donc d'une importance capitale pour une bonne exploitation de

la route en adéquation avec les hypothèses de dimensionnement. Aussi le respect de la charge à l’essieu

permet d’établir un diagnostic assez réaliste lorsque les désordres ne sont pas occasionnés par le trafic.



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1.2.2 Les conditions climatiques Le paramètre le plus nuisible pour le corps de chaussée est la présence de l'eau. L'eau pénètre dans le corps

de chaussée par :

Infiltration,

Percolation,

Remontées capillaires.

Nous savons que la teneur en eau d'un sol si elle est trop élevée peut provoquer des désordres importants en

modifiant la portance ou en favorisant l'attrition de certains granulats comme les graveleux latéritiques.

1.2.3 La qualité des matériaux Elle est d'une importance capitale car il est difficile de faire une route de bonne qualité en utilisant des

matériaux aux caractéristiques mécaniques médiocres. Les dégradations liées à la mauvaise qualité des

matériaux peuvent être causées par :

Une granulométrie incorrecte (ségrégation ou hétérogénéité granulométrique),

Un défaut de portance (ICBR faible),

Un pourcentage élevé de fines (tamisât à 80 µm),

Une dureté insuffisante des granulats, des granulats sales (matières végétales),

1.2.4 La mise en œuvre Même si la qualité du liant et des granulats est excellente, le dimensionnement bien fait, une mauvaise

réalisation au cours de la mise en œuvre, de la manutention ou lors du compactage pourra se traduire par un

ouvrage fini d'une qualité médiocre. Ainsi, divers défauts de mise en œuvre peuvent conduire à des

dégradations aux conséquences variées :

Les défauts de compacité aux accotements : peuvent conduire à un affaissement sous la charge des

poids lourds, ce phénomène résulte du fluage de la couche de base,

Les poches de points faibles en couche de base : favorisent l’apparition d’une cassure du

revêtement plus rigide et une formation de nids de poule ou de flaches,

Le défaut de compacité sur l'assise et sur la plate-forme : la conséquence immédiate est l’existence

de poches de points faibles conduisant à des orniérages ou pelades,

Un mauvais accrochage du revêtement sur la couche de base : peut donner lieu à un faïençage de la

chaussée, à une pelade du revêtement,

Le compactage excessif des couches de chaussée : contribue souvent à la mise en place d’ornières,

Les causes des dégradations au niveau des chaussées non revêtues sont similaires à celles des chaussées

revêtues. On y retrouve essentiellement l'action du trafic, de l'eau et de la qualité des matériaux utilisés.

Cependant, à cause du défaut de protection de leurs surfaces de roulement contre les agressions, les effets

de ces sollicitations sont accentués. Sous l'effet de la circulation, l'usure générale de la couche de roulement



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est accélérée, la tôle ondulée et les nids de poule se développent et l'on note des déformations au niveau des

points de virage.

De même sous l'action de l'eau, des ravines transversales et longitudinales se créent et les effets de l'eau

peuvent même atteindre la plateforme rendant ainsi le passage des véhicules difficile, voire impossible.

1.3 LES TYPES DE DEGRADATION

Les dégradations les plus couramment rencontrées se classent en deux grandes familles :

Les dégradations structurelles et les dégradations superficielles. Les premières apparaissent au sein de la

structure de chaussée ou de son support et remettent en cause le patrimoine. Les secondes prennent

naissance dans la couche de surface de la chaussée et affectent d'abord ses qualités superficielles avant

d’évoluer en profondeur.

Figure 2 Dégradation structurel de type A

Figure 3 type de fissuration hors fatigue (type B)

1.4. CONCLUSION Résoudre le problème de dégradation des chaussées en Afrique reste toujours un grand défi pour lequel tout

ingénieur devrait combattre. Notre étude axée sur la caractérisation des graveleux latéritiques améliorés au

ciment et à la lithostabilisation nous permettront d’analyser les caractéristiques des sites d’emprunt et

d’élaborer les techniques d’amélioration les plus économiques et adaptées aux conditions climatiques et la

composition stratigraphique des carrières latéritiques dans la zone du Burkina Faso.



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CHAPITRE II : SYNTHESE BIBIOGRAPHIQUE SUR L’UTILISATION DES LATERITES EN

COUCHES DE CHAUSSEE ET LEUR ROLE SUR LA MISE EN OEUVRE DE LA TECHNIQUE

DE LA STABILISATION AU CIMENT ET A LA GRAVE CONCASSEE

2.1. INTRODUCTION

Cette partie propose une synthèse bibliographique sur les caractéristiques des latérites leurs atouts ; leurs

critères d’acceptabilité en fonction de leurs propriétés physiques dans l’utilisation par la construction

routière. Elle s’intéresse aussi à ses caractéristiques après amélioration aux différents méthode de

stabilisation utilisés en couches de chaussés pour des meilleures propriétés mécaniques.

2.2. LA LATERITE : DEFINITION, FORMATION, LOCALISATION ET CONDITION D’USAGE

DANS LE TERRASSEMENT ROUTIER

2.2.1 définition Le mot « latérite » a été pour la première fois suggéré par Buchanan (1807) pour désigner un matériau

servant à la construction et exploité dans les régions montagneuses de Malabar (Inde). Buchanan le décrit

comme suit : ce matériau présente l’aspect d’un dépôt ferrugineux, à morphologie vésiculaire. Il est

apparemment non stratifié, et se situe en faible profondeur dans les sols. Lorsqu’il est frais il peut être

découpé en blocs réguliers à l’aide d’un instrument tranchant. Exposé à l’air, il durcit rapidement et résiste

remarquablement aux agents météorologiques. Dans les dialectes locaux ces formations sont dénommées «

terre à briques ». Le nom « latérite » n’est donc que la traduction latine d’une terminologie vernaculaire.

Latérite a pour racine « later » qui signifie brique en latin, ceci uniquement par référence à l’utilisation de

ces blocs (Maignien, 1966 ; Autret 1983 ; Bourgeon & Gunnell, 2005). Les théories traitant de l’origine et

de la formation des latérites sont variées (Alexandre, 2002 ; Adewuyi & Okosun, 2013).

Sur un plan historique il faut distinguer trois périodes.

Les premières hypothèses, déjà anciennes (moitié 19ème siècle), se rattachent aux études effectuées

en Inde. Elles s’appuient sur la description des matériaux et leur mode de gisement. Cependant, le

mot « Latérite » peut comporter plusieurs définitions et quoi qu’il en soit, la définition donnée par

Buchanan n’a plus qu’une valeur historique (Bourgeon & Gunnell, 2005).

La seconde période concerne le développement des analyses chimiques et partiellement

minéralogiques. Elle contribue à l’élargissement de la définition du terme latérite. Elle prend

naissance à la fin du 19 ème siècle, jusqu’à une époque récente.

Enfin, actuellement, l’introduction des méthodes de pédologie expérimentale permet d’aborder le

problème dans son aspect dynamique et génétique.

Certains auteurs affirment que :

La latérite est un produit détritique et sédimentaire,



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La latérite est un produit résiduel d’altération des roches,

Et enfin, la latérite est d’origine volcanique.

Chaque hypothèse se justifie en partie d’après la morphologie et le gisement des latérites.

L’origine volcanique s’appuie sur l’aspect scoriacé et le développement en bancs horizontaux sur les

coulées basaltiques du Deccan en Inde. (Maignien, 1966). Nous retenons de l’historique que la latérite ou

sol latéritique est un sol qui se forme dans les régions tropicales humides et qui résulte d’un processus

d’altération particulier sous couvert forestier, la ferralitisation ou latérisation (sol ferralitique)

2.2.2 Processus de Latérisation Le phénomène de latérisation est un processus de formation des sols spécifiques au régions tropicales

chaudes et humides. Il s’agit d’une altération de la roche-mère dont la caractéristique essentielle réside

dans la mise en solution puis le départ de la silice. Ce Phénomène de lessivage s’accompagne d’un

enrichissement en fer et en alumine sous forme d’oxydes Fe2O3 et Al2O3.

Certains facteurs ont une influence prépondérante sur l’altération de roches et la formation des sols

latéritiques qui en découlent, ce sont :

Le climat (pluviométrie, température, bilan hydrique) ;

La topographie (érosion et drainage) ;

La végétation (matière organique, bactéries, acides humiques)

La roche-mère

2.2.3 Le Climat

L’influence du climat sur la formation des latérites est multiforme :

La température intervient dans la réaction physique et chimique nécessaire à la formation des sols.

Cependant, aucune étude n’a pu donner de température limite. Maignien (1966) remarque que la

majorité des sols latéritiques contemporains se développent sous des températures moyennes

annuelles qui avoisinent 25 °C, mais qu’il existe aussi des sols latéritiques profonds sur les hauts

plateaux malgaches, où la température moyenne annuelle est de 18 à 20 °C. On peut en conclure

que les latérites se forment dans les régions où la température est élevée, mais qu’il peut en exister

dans d’autres régions où la température a été élevée (> 20°C) lors de leur formation ;

Les précipitations nécessaires à la formation des latérites relevées dans la bibliographie sont très

variables. Maignien (1966) remarque que les valeurs des précipitations peuvent être différentes

pour un sol sous climat tropical à saison peu étalée et pour un sol sous climat équatorial à

précipitation étalée.



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Le rôle de l’eau étant surtout de lessiver le matériau, l’efficacité de son action dépend de la nature

de la roche. Il n’existe pas de limite supérieure de précipitations : on rencontre en Basse Guinée des

sols latéritiques très bien caractérisés sous une pluviométrie annuelle de 6000 mm

2.2.4 La Topographie

Le relief conditionne le drainage (il détermine la quantité d’eau s’écoulant à travers la zone d’altération) et

contrôle la vitesse de l’altération. De nombreux auteurs ont étudié la relation entre les différentes formes de

terrain et les latérites et ils s’accordent pour à affirmer que les formations latéritiques, et surtout les latérites

indurées, sont associées à des topographies subhorizontales et à des plateaux élevés ou ayant des

ondulations douces, mais rarement à des pentes raides.

2.2.5 La végétation

Le rapport entre le climat et les latérites débouche nécessairement sur le rapport entre le type de végétation

et les latérites. Gluka et Eshart, cités par Maignien (1966), soutiennent que la latérite ne peut se former que

sous végétation forestière et que l’induration suivrait la disparition du couvert forestier. C’est ainsi que les

latérites durcies sont plus répandues dans les régions de savane. Les formes nodulaires sont très courantes

dans les régions forestières.

La végétation influe sur la teneur en éléments grossiers des horizons superficiels des sols Latéritiques en

limitant l’érosion (les débris de quartz et gravillons se concentrent par suite de l’entraînement des

matériaux fins par les eaux de ruissellement). L’action des racines provoque aussi une certaine

homogénéisation de ces matériaux.

2.2.6 La roche mère

En Afrique sub-saharienne, notamment en Afrique de l’ouest, la latérisation peut se réaliser sur des roches

basiques sous une pluviométrie de 1100 mm/an alors que sur des granites riches en quartz cette limite

s’élève à 1250 – 1300 mm/an.

2.2.7 La Couleur

La couleur des latérites est variée, mais généralement d’intensités vives. Les teintes les plus courantes sont

: rose, ocre, rouge, brun. Cependant, certaines formations présentent des tâches et des trames violettes,

d’autres des marbrures verdâtres. Un même échantillon peut présenter toute une gamme de couleurs

passant plus ou moins sensiblement de l’une à l’autre, suivant des dessins et des formes variées. La

pigmentation des latérites est due aux oxydes de fer plus ou moins hydratés et parfois aussi au manganèse ;

à l’exception des colorations extrêmes qui correspondent à l’hématite rouge ou à la goethite. En milieu

réducteur, les composés du fer donnent une coloration gris-noir et le manganèse une couleur noire à aspect

velouté. En milieu oxydant, le fer donne une couleur ocre, rouge ou noire, le manganèse une couleur

violette. L’alumine à l’état pure est de couleur blanche mais dans les niveaux indurés, elle est souvent en



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mélange avec le fer pour donner des teintes roses caractéristiques. La silice, ordinairement blanchâtre, et

généralement imprégnée d’hydroxydes de fer, peut donner une couleur rouge ou rouille. Les kaolinites

fixent le fer sur leur surface et prennent une couleur rouge franche. En bref, c’est le mélange de ces corps,

différemment colorés, qui donne la coloration extrêmement variée des latérites.

L’appréciation des couleurs ne donne qu’une idée grossière de leur composition. Elle permet cependant

d’apprécier le degré d’évolution et le milieu de formation. Les cuirasses ferrugineuses rouges ou ocres dans

leurs stades juvéniles, deviennent plus foncées en vieillissant. Elles sont alors brunes, parfois presque

noires. Au contraire, les cuirasses alumineuses deviennent plus claires avec le temps. A un autre point de

vue, en milieu mal drainé, les cuirasses ferrugineuses sont plus foncées (brunes) qu’en milieu oxydant

(rouges).

2.2.7 La densité

La densité réelle qui varie dans d’assez large proportions (2,5 à 3,6) dépend de la composition chimique.

Elle augmente avec les teneurs en fer et diminue avec les teneurs en alumine. Les formes oxydées sont plus

denses que les formes hydratées. La comparaison de la densité apparente des latérites est instructive à

plusieurs points de vue ; elle permet d’apprécier l’intensité de lessivage de certains matériaux et de

déterminer l’ordre de grandeur des surfaces actives. Ainsi la densité apparente est toujours plus élevée dans

les horizons de surface des latérites qu’en profondeur. Les cuirasses anciennes sont plus denses que les

cuirasses récentes. Plus la structure est lâche, plus la densité est faible pour une même composition : les

formations cimentées sont plus denses que celles à structures scoriacées et celles-ci, plus que celles à

structures alvéolaires (Maignien, 1958).

2.2.8 La minéralogie

Les latérites se caractérisent par des teneurs élevées en sesquioxydes de fer et (où) d’alumine par rapport

aux autres composantes. Ces composants essentiels sont en mélange suivant des proportions variées. Dans

certaines latérites, les teneurs en Fe2O3 peuvent dépasser 80 %, alors que les teneurs en Al2O3 sont très

faibles (quelques %) ; dans d’autres au contraire les teneurs en alumine peuvent atteindre 60 % pour

quelques pour cents de Fe2O3. Si l’alumine constitue parfois le principal composant, ce sont les

sesquioxydes de fer qui sont les plus communs et les plus fréquents. Si le quartz est parfois absent ou en

faible quantité, il est plus généralement un composant significatif. Il s’agit surtout de quartz résiduel, en

particulier, sur les formations dérivées des roches éruptives acides. Mais il est fréquent aussi de rencontrer

du quartz dans des latérites formées à partir de roches non quartzeuses.

2.2.9 Localisation des Latérites

Les latérites sont largement répandues à travers le monde, mais plus particulièrement en régions

intertropicales d’Afrique, d’Australie, des Indes, du Sud-Est Asiatique et d’Amérique du Sud. Les latérites



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débordent des climats tropicaux subhumides et on peut les observer jusque dans les régions désertiques

(déserts Africain et Australien) où elles signalent des influence passées plus humides. En considérant que la

zone intertropicale couvre 40% de la surface terrestre du globe, la couverture latéritique est estimée à 33%

des surfaces des continents, outre les zones désertiques et les zones de steppes où la latérite ne se forme pas

(Tardy, 1997) (Figure 3).

Figure 4 zone de couverture latéritique dans le monde d'après Pedro (1968) in Tardy (1997)

En Afrique francophone où les chercheurs français ont principalement consacré leurs travaux sur la latérite,

Maignien (1982) restitue les apports que ces derniers ont apportés à la recherche sur la latérite et la

latéritisation. Dans son rapport, il décrit la cartographie des couvertures latéritiques élaborée par Petit

(1982) et complétée d’informations par Gavaud (1977) au Niger, Brabant (1982) au Cameroun et Boulvert

(1982) en République Centrafricaine (figure 5). Celle-ci fait état d’une large bande latitudinale qui s’étend

du golfe du Bénin au 17°N sur environ 1200 km et des côtes du Sénégal au Soudan. Les périmètres les plus

cuirassés se situent à l’Ouest aux frontières du Sénégal, Mali, Guinée ; au centre à cheval sur le Mali, la

Côte d’Ivoire, le Burkina Faso, le Nord Ghana ; à l’est en République Centrafricaine. A Madagascar, les

périmètres cuirassés sont extrêmement réduits.

2.3 LES PROPRIETES GEOTECHNIQUE DES LATERITES UTILISABLES DANS LE

DOMAINE ROUTIER

2.3.1 La granulométrie Les graveleux latéritiques sont composés de concrétions molles et dures ainsi que de quartzites dans une

matrice composée de fines, et donc d’un mélange d’argiles et de graves. Il y a différentes formes particules

grossières concrétion aires et de pisolithes. On distingue :

Les latérites nodulaires, plus ou moins arrondies, dures au toucher et molles à l’intérieur ;

Les particules pisolithiques de formes plus ou moins allongées et irrégulières ;

Et les roches latéritiques détritiques de grains angulaires ou arrondis (Gidigasu, 1976).



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La tendance générale est de croire que tous les graveleux latéritiques ont des courbes granulométriques

typiques (figure 5) discontinues avec un faible pourcentage de particules de dimension comprise entre 0,25

mm et 1 mm, correspondant à la partie plate de la courbe (Van Ganse, 1957 in Gidigasu, 1976). Cependant,

ces caractéristiques ne sont pas typiques de tous les types de sol latéritiques. Par exemple, les études de De

Graft-Jonson, Bathia, & Hammond (1972) in Gidigasu (1976) ont montré qu’il y avait également des

graveleux latéritiques bien gradués avec des pourcentages de fines variant en fonction du type de roche

parent et du degré d’altération.

Les graveleux latéritiques concrétionnés ont en général un pourcentage élevé de fines, comparable à celui

des quartzites graveleux résiduels. L’examen des caractéristiques granulométriques de graveleux

latéritiques typiques avec une prédominance en quartzites (plus de 80%) ou une prédominance en

concrétions (plus de 80%) donne les résultats suivants :

Les graveleux quartzitiques comprennent entre 0 et 20% de fines, avec des particules grossières

résistantes qui conviennent bien à la construction des couches de base. La distribution

géographique des graveleux quartzitiques est fonction de la distribution des roches parents riches

en quartz, comme les quartzites, les granites, les pegmatites et autres roches résistantes

(Gidigasu,1972 in Gidigasu, 1976) ;

Les graveleux latéritiques concrétionnés, d’autre part, se retrouvent pratiquement dans la plupart

des types de roches. Cependant, ils ont tendance à devenir des matériaux de base de qualité

inférieure, du fait de leur pourcentage élevé de fines (plus de 40%), de leur faible graduation

(insuffisance de particules sableuses) mais aussi de la présence de particules de faible résistance

(Gidigasu, 1972 in Gidigasu, 1976).

Figure 5 Courbe Granulométrique typique de graveleux latéritiques concrétionnés (Gidigasu, 1976)



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2.3.2 Le poids spécifique La valeur du poids spécifique des particules solides est un paramètre indispensable dans le calcul de

l’indice des vides, de la perméabilité et du degré de saturation. Dans les sols latéritiques, les particules ont

généralement un poids spécifique compris entre 2,55 et 4,6 [(Nanda et Krishnamachari, 1958 ; Maignien,

1966) in Gidigasu, 1976]. Cependant, les matériaux parents riches en quartz, moyennement décomposés

sans un niveau élevé de latéritisation ont un poids spécifique compris entre 2,55 et 3.

[Evans, 1958, Nascimento, 1959, Daniel & Newill, 1959 et Gidigasu, 1969] in Gidigasu (1976) ont montré

que bien qu’il est entendu que le poids spécifique est très élevé dans les sols latéritiques, ces valeurs

élevées sont généralement associées à la fraction graveleuse dans laquelle les oxydes de fer sont

concentrés. Ce qui fait que le poids spécifique des fines particules (matériau passant au tamis B.S. (Bristish

Standard n°7) est très différent de celui de la fraction grossière (le refus au tamis B.S n°7) pour la plupart

des sols latéritiques (tableau 1). L’évaluation du poids spécifique des matériaux dans un profil de latérite

résiduel aura tendance à donner des valeurs élevées au niveau de la roche parent sous-jacente, des valeurs

faibles dans la zone intermédiaire et encore, des valeurs élevées dans la roche latéritique. Ainsi, le poids

spécifique donne une indication utile sur le degré de latéritisation et d’assèchement qui s’est produit dans

les fractions de sols latéritiques (Evans, 1958 in Gidigasu, 1976).

Le poids spécifique est un bon indicateur pour l’identification et l’évaluation des roches latéritiques ainsi

que des agrégats utilisés pour la construction des chaussées, puisqu’il donne une bonne corrélation avec les

caractéristiques mécaniques de résistance comme la valeur du Micro Deval ou à l’issue de l’essai Los

Angeles (DeGraft, Bathia, & Hammond, 1972).

Tableau 1 valeurs du poids spécifique pour quelques sols latéritiques (Gidigasu, 1976)

Location Valeurs de poids spécifique Références

Pourcentage passant

au tamis B.S. n°7

Tout le sol

Uganda (6 sols) 2,69-2,91 2,93-3,04 Evans (1958)

Gambie (3 sols) 2,68-2,74 2,98-3,06 O’Reilly (1958)

Inde (6 sols) 2,78-2,92 3,26-3,54 Central Road Res.

Fraction Fraction Institute

Grossière Fine India (1953)

Inde (38 sols) 2,2-4,6 Nanda & Krishnamachari (1958)

Ghana (2 sols) 2,77-2,78 3,25-3,33 De Graft-Johnson & Irwin (1959)



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2.3.4 La plasticité

La plasticité des latérites varie très largement, d’un gisement à l’autre, et à l’intérieur d’un même gisement

(Chairman, 1988). Souvent, les latérites sont si plastiques qu’elles ne peuvent être utilisées comme

matériaux de chaussée qu’après stabilisation. Krinitzky, Patrick, & Townsend (1976) in Chairman (1988)

ont mené des études de 60 échantillons de graveleux latéritiques dans différents pays. La moitié de ces

échantillons n’était pas plastique ; l’autre moitié avait des indices de plasticité variant de 10 à 29 % (20 %

en moyenne). Les limites de liquidité étaient comprises entre 34 et 57 % (42 % en moyenne). En effectuant

des essais sur des formations latéritiques du Nigéria, Dowling (1966) in Chairman (1988), a trouvé une

variation de l’indice de plasticité de 18 % à 20 % pour les latérites non plastiques, avec des limites de

liquidité variant de 34 % à 42%. Ces résultats montrent à quel point la plasticité est variable. Cela

confirment que chaque source de matériau devrait être évaluée de manière indépendante et les données

publiées ne devraient pas être retenues pour toutes les latérites en général. Pour les sols des régions

tempérées, les limites d’Atterberg sont de bons indicateurs du comportement. Par contre, pour les sols des

régions tropicales, ces valeurs limites peuvent être trompeuses si on ne connaît pas la manière dont la

grande proportion d’oxydes peut changer les propriétés de la fraction de fines (Chairman, 1988).

2.3.5 Compacité

Les essais in-situ et au laboratoire pour l’évaluation des caractéristiques de compacité des matériaux

latéritiques (par exemple, Quinones, 1963 in Gidigasu, 1976) indiquent que les facteurs les plus importants

qui influence les résultats des essais de compacité peuvent être subdivisés en deux groupes. Le premier

groupe dérive du processus de formation des sols latéritiques, tandis que le second groupe dérive de la

préparation et des procédures d’essai [(Terzaghi, 1958 ; Newill, 1961) in Gidigasu, 1976].

Des recherches ont été effectuées pour montrer l’effet de la compacité sur les caractéristiques

géotechniques des sols latéritiques (par exemple, De Graft-Jonson, Bathia, & Gidigasu, 1968, 1972 ; Brand

et Hongsnoi, 1969). Les résultats publiés tendent à montrer que plusieurs caractéristiques géotechniques

sont obtenues grâce au compactage. Une observation importante est cependant faite sur l’apparente

sensibilité apparente de la résistance des sols latéritiques compactés à la teneur en eau de mouillage et

l’effort de compactage



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Figure 6: A) Influence de la position du sol dans le profil latéritique sur la courbe de la densité en fonction

de la teneur en eau (D'après Baldovin, 1969 in Gidigasu. 1976) B) Caractéristiques de compacité des sols

tropicaux typiques en relation avec le matériaux parents (D’après Clare & Beaven, 1965 in Gidigasu,

1976). C) valeurs de la densité maximale de sols résiduels latéritique en relation avec le type de roche-

parent (D’après Cru, 1969 in Gidigasu 1976)

2.4 - UTILISATION DE LA LATERITE DANS LA REALISATION DES DIFFERENTES

COUCHES DE CHAUSSEE

Lorsque les sols latéritiques sont abondants, ils sont mis en remblai. Ils sont réservés pour la partie

supérieure des terrassements (PST), pour la couche de forme. Les sols latéritiques aux meilleures qualités

portantes sont utilisés pour la réalisation des assises de chaussée (couche de fondation et couche de base).

On a tendance à admettre que les déformations par tassement des remblais de hauteur moyenne (de l’ordre

de 10 m) sont admissibles. Cependant, un problème important est celui de l’érosion des talus en sols




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latéritiques peu cohésifs ; il faut alors raidir les pentes au maximum, y favoriser le développement de la

végétation et prévoir des fossés de crête et des descentes d’eau étanches. Selon Bagarre (1990), les pentes

les plus usuelles des talus de remblai latéritique sont de 3/2 pour les hauteurs moyennes (de l’ordre de 10

m) et de 1/1 pour les hauteurs plus importantes (c’est-à-dire supérieures à 10 m). En déblais, les terrains

latéritiques ont le plus souvent une tenue satisfaisante, pour peu qu’on adopte les pentes convenables en

fonction de la hauteur. Le compactage des matériaux dont la fraction fine est souvent importante est

contrôlé par la teneur en eau mais à condition que le degré de saturation des sols n’excède pas 90 à 95%.

Aussi, la prise en compte de l’indice de consistance permet de définir dans la plupart des cas les conditions

de compactage des terrains. Il faut préciser que les valeurs d’indice de consistance ne doivent pas dépasser

1,6 car au-delà de cette valeur le sol devient sec et donc difficilement compactable.

Les graveleux latéritiques satisfont généralement les critères d’aptitude en couches de forme. Il est

demandé le plus souvent un degré de compactage d’au moins 95% de l’OPM et une portance minimale

(CBR à 4 jours d’imbibition à 95% de l’OPM) dépendant des ressources locales en matériaux et des

pratiques usuelles. En tout état de cause, le Guide du CEBTP (1984) recommande d’éliminer en tête de

plateforme les sols ayant, selon les conditions climatiques, un pourcentage de fines supérieur à 35% et un

IP supérieur à 30 et le gonflement linéaire dans le moule CBR devra rester inférieur à 2%.

2.4.1 Couche de fondation

La couche de fondation des chaussées est le domaine d’utilisation privilégié des graveleux Latéritiques

naturels. L’épaisseur de couche de fondation en graveleux latéritiques après compactage varie de 15 à 50

cm selon la nature des sols de plateforme et de l’importance du trafic. Un CBR minimum de 30 pour la

couche de fondation (25 est toléré pour un trafic t < 300 véhicules/jour). Les valeurs de l’IP et de teneur en

fines étant respectivement plafonnées à 25 et 35%. Aussi, des recommandations d’homogénéisation des

matériaux d’un gisement devront être suivies pour ne pas craindre des zones de sous-dimensionnement. Le

graveleux latéritique s’adapte plus ou moins aux contraintes qu’il subit. Il n’en demeure pas moins qu’il

reste sensible à la fatigue et à la densification. Selon Bagarre (1990), des essais de plaque répétés ont

montré que les déformations permanentes importantes sont obtenues. C’est ainsi que 1000 cycles de

chargement à la contrainte de 2 bars effectivement développée sur une couche de fondation entraînent une

déformation permanente de 80/100 à 100/100 mm Il s’ensuit que des matériaux de qualité suffisante (CBR

= 30) doivent être utilisés en couche de fondation et qu’il pourra être nécessaire de les améliorer.

2.4.2 couche de base

Le critère fondamental de convenance d’un matériau pour la couche de base est le CBR qui doit être au

minimum de 80 pour une compacité de 95% à l’OPM ; cette portance est rarement atteinte quand les

matériaux subissent une imbibition de 4 jours comme c’est le cas dans les pays à forte pluviométrie. En




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zone sèche, de type sahélien comme le Burkina Faso, le CBR obtenu après le poinçonnement immédiat des

échantillons est parfois, sinon souvent satisfaisant. Cependant, aucun pays de la zone sahélienne ne dispose

d’un guide ou un document de spécifications permettant le zonage des localités où la valeur du CBR peut

être prise en compte sans pour autant imbiber les éprouvettes de sol avant poinçonnement.

Les critères d’acceptabilité des graveleux latéritiques naturels en couche de base, compatibles avec un CBR

minimal de 80 (CBR de 60 admis pour les faibles trafics) sont entre autres : un IP inférieur à 15, une teneur

en fines n’excédant pas 20 et la granulométrie doit parfaitement s’inscrire dans le fuseau type recommandé

par le CEBTP (1984) dans le Guide de dimensionnement des chaussées en Afrique tropicale (figure 1

Annexe 1). L’augmentation du pourcentage de fines avant et après compactage Proctor, devra rester

inférieure à 8%. Concernant le compactage in-situ, le rouleau à pneus est l’engin de compactage le mieux

adapté aux graveleux latéritiques. Des études (Lyon Associates, 1971 ; Bagarre, 1990 ; Autret, 1980) ont

montré qu’un surcroît de compactage n’est pas recommandé à cause de la fragilisation du matériau et la

teneur en eau de compactage doit rester voisine de Wopt =± 1%.

2.5 TECHNIQUE DE STABILISATION ET DE LITHOSTABILISATION UTILISEE EN

GEOTECHNIQUE ROUTIERE

Le traitement des sols a pour but 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.

2.5.1 Stabilisation chimique C’est un mode de traitement qui vise à trouver les différentes réactions chimiques qui peuvent se produire

entre les différentes molécules constitutives d’un matériau, en fonction du produit utilisé pour le traitement.

La stabilisation chimique consiste donc en l'adjonction de produits chimiques tels que le chlorure de

calcium CaCl2, les laitiers de hauts fourneaux etc. 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.

Les types de stabilisation chimique les plus courantes sont :




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2.5.1.1 Traitement au ciment

Le traitement des sols latéritiques au ciment qui fait l’objet de la première partie de notre étude consiste en

l'adjonction de ciment à un matériau d'apport. En procédant à une stabilisation des sols à couches

latéritiques aux ciments l’on cherche surtout à obtenir la persistance dans le temps des qualités routières

d'une assise. Les résistances à la compression qui sont demandées à une couche de chaussée dépendent de

son emplacement dans le corps de la chaussée. On est plus exigeant pour une couche de base que pour une

couche de fondation ou à fortiori pour une couche de forme. Dans l'ensemble, les dosages sont compris

entre 2% et même 3% pour d'excellentes graves traitées en centrale. De toute les façons, le traitement d’un

sol au ciment, même à faibles teneurs, améliore sensiblement la résistance à la compression du sol,

indépendamment des qualités très importantes, nouvelles et durables qu'il confère à ce sol.

2.5.1.3 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.

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.

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).

2.5.1.6 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 au cisaillement. Les principaux liants hydrocarbonés sont : le bitume et le goudron. Le




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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%).

2.5.1.7 Traitement aux produits chimiques

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

polymères, sont utilisés en construction routière pour améliorer la capacité portante des sols (Bakar et al,

2014). On les trouve sur les 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 Azymes », Thailand), Con-Aid (produit du « Con-Aid Asia Co. Ltd », Thailand), ANSS (produit

du « solid Environmental solutions », Israel), Lucosoil (produit Lucobite) etc.

2.5.2 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)

2.5.3 Stabilisation physico-mécanique

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.

2.5.3.1 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.




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2.5.3.2 Ajout d’un sol grenu (ou une fraction granulaire) à un sol fin et élimination des fines ou éléments

grossiers d’un sol.

L’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 et pour

améliorer les propriétés mécaniques d’un sol latéritique.

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.

2.5.3.3 La Lithostabilisation

La lithostabilisation qui fait l’objet de notre deuxième étude 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. L’amélioration du graveleux latéritique naturel au concassé de granite

(Lithostabilisation) a pour la première fois fait l’objet d’étude au laboratoire national de bâtiment et travaux

publics (LNBTP) du Burkina Faso. À l’occasion de l’étude géotechnique du projet d’aménagement de la

route Ouagadougou / Yako. Les essais avaient été réalisés sur un matériau naturel présentant les

caractéristiques suivantes :

% de particules fines (< 0,08mm)……………………………………………..: 25

Indice de plasticité (IP)………………………………………………………… : 20

CBR à 95% de la densité sèche maximale et après 4jours d’imbibition……… : 58

Ce matériau avait été amélioré à différents pourcentages (10, 15, 20 et 25%) au concassé de granite de

classe granulaire 5/15. Puis chacun des cas avait été soumis à l’essai CBR en vue de connaitre pour quel

pourcentage la portance maximale est obtenue. Les résultats avaient montré que l’indice portant CBR égal

à 80 avec une intensité de compactage de 95% à l’OPM avait été obtenue pour une amélioration de 30% au

concassé de granite. Cependant cette étude n’a pas connu de suite immédiate. Ce n’est que lors de l’appel

d’offres pour l’exécution des travaux d’aménagement de la route Ouagadougou / Koudougou que

l’entreprise chargé de réaliser les travaux a proposé une autre variante pour la couche de base en graveleux

latéritique amélioré au concassé de granite de classe granulaire 12/40. En lieu et place du graveleux

latéritique amélioré au ciment initialement proposé dans le dossier d’appel d’offres. (Confère annexe 1

tableau 1)




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2.5.4 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 :

Résultats des tests au laboratoire (type sol).

Condition du site (mise en œuvre) ;

Disponibilité du stabilisant ;

Economie ;

Exigences techniques (Performances souhaitées) ;

2.5.5 Caractéristiques des matériaux stabilisés

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. 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




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avec un cut-back fluide. Cette imprégnation peut également favoriser la stabilisation du sol en empêchant

l’évaporation.

CONCLUSION

D’après la bibliographie les caractéristiques de chaque graveleux latéritique nous orientent sur son état

d’amélioration. La méthode d’amélioration ou de stabilisation est choisie en fonction de plusieurs

paramètres (économique, disponibilité du matériau ou produits substituts). Mais dans le cas de notre étude

deux méthodes d’amélioration seront utilisées pour améliorer nos graveleux latéritiques et les caractériser

après amélioration.




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CHAPITRE III : MATERIELS ET METHODES

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 paramètres essentiels à son étude. Nous

discuterons des différents essais dans les lignes qui suivront.

3.1 LOCALISATION DU SITE

Les connaissances introduites plus haut ont permis d’une part, de faire un état des connaissances sur le

graveleux latéritique et d’étudier le comportement mécanique des matériaux de chaussées. Dans l’optique

d’obtenir des matériaux répondant aux spécification technique du CEBTP, il paraît nécessaire de réaliser

une caractérisation physique et mécanique en vue de connaître le comportement des graveleux latéritiques

et de déterminer des modèles appropriés pour le module réversible.

Pour le faire nous avons consacré nos études sur l’emprunt latéritique de Kamboinse situé dans la province

de Kadiogo au Nord-Ouest du Burkina Faso. Ces différentes couches ont été choisis en raison de leurs

proximités et de leurs localisations géographiques ainsi que de leurs différences par couches latéritique.

L’emprunt soumis à notre étude est celui de Saamtanga géo localisé et présenté dans la figure (4) ci-dessous.

Figure 7. Emprunt latéritique de Kamboinse, Ouagadougou (Emprunt, Saamtanga)

Du point de vue stratigraphie la carrière latéritique de Saamtanga est composée de quatre couches

latéritiques. Nos études seront basées sur la caractérisation de ces couches et les possibilités d’amélioration

afin de ressortir leurs propriétés mécaniques.




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3.2 LES MATERIAUX UTILISEES

Avant utilisation des différents matériaux, nous avons déterminé les paramètres de départ tels que : la

teneur en eau initiale de chaque matériau, le coefficient Los Angeles de la grave concassée, le poids

spécifique de chaque matériau et à la fin les essais d’identification (Analyse granulométrique, Essais de

consistance et de proctor Modifié).

3.2.1 Prélèvement et échantillonnage des matériaux sur le site Le prélèvement des matériaux réalisé sur un site est représenté sur la figure 8, montrant la répartition des

couches dans le sol servant de terrain d’étude. Le modèle d’échantillonnage réalisé sur le terrain diffère de

celui du laboratoire, en raison du relief.

Figure 8 répartition stratigraphiques des couches latéritiques sur la carrière de kamboinse

Tableau 1 identification et répartition des couches latéritiques et leurs profondeurs

Couche Profondeur

Couche 1 8 à 6 m

Couche 2 6 à 4 m

Couche 3 4 à 2 m

Couche 4 2 à 0 m

NB : Tous les prélèvements sont réalisés à l’aide des pelles et pioches tout en évitant de mélanger les

couches latéritiques visibles.

La première série d’essais comprend :

Des essais d’identification et de caractérisation (Analyse granulométrique, Limites d’Atterberg) qui

permettent de définir la nature des matériaux composant les différentes couches.




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Des essais Proctor qui permettent de déterminer la teneur en eau optimal et la densité sèche maximal pour

un sol de remblai donné et des conditions de compactage fixées, qui conduit au meilleur compactage

possible ou encore capacité portante maximale. Ces paramètres sont nécessaires pour définir les

caractéristiques de compactage des éprouvettes d’essais

Des essais de portance « California Bearing Ratio » (CBR) qui donnent un premier aperçu sur la portance

du matériau. Il faut préciser que la présente étude est plutôt axée sur les possibilités d’exploitation des

matériaux latéritiques d’après leurs performances mécaniques réelles qui peuvent cependant faire l’objet de

comparaison avec les performances estimées dans les spécifications routières.

3.2.2 Préparation des matériaux pour les essais

Avant préparation des échantillons pour les différents essais un échantillonnage est réalisé sur l’ensemble

des éprouvettes. (Méthode d’échantillonnage confère annexe II 2.1)

Teneur en eau : NF P 94-050

Pour réaliser le compactage, l’eau est ajoutée aux matériaux préalablement séchés jusqu’à la consistance

désirée, à savoir jusqu’à ce que le mélange soit aisément malléable. La quantité d’eau nécessaire pour

obtenir cette consistance varie entre 7 à 13% de la masse totale de l’échantillon de YIMDI et 12 à 20%

pour l’échantillon de CC3D.

La teneur en eau représente le pourcentage d’eau contenu dans un échantillon. Elle s’exprime en

pourcentage et est calculée de la manière suivante :

Mh est la masse humide de l’échantillon ;

Ms est la masse sèche de l’échantillon ; 𝑤 = 𝑚ℎ − 𝑚𝑠𝑚𝑠 𝑥 100%

Avant de procéder au compactage d’une éprouvette, nous avons prélevé une quantité dont on fait l’extrait

sec afin de déterminer la teneur en eau du mélange souhaité. La masse de chaque éprouvette après séchage

est aussitôt pesée.

3.2.3 Description du liant hydraulique utilisé Le ciment utilisé provient de la cimenterie du Burkina Faso. (CIMBURKINA CEM II/A-L 42.5 R) Il s'agit

d'un ciment de type CPA 45. Une étape importante de l'étude du mélange latérite - ciment est son dosage.

Celle-ci doit aboutir à la détermination du dosage en ciment optimum permettant d'atteindre la résistance

recherchée. Les critères retenus sont le CBR, la résistance mécanique à la compression, et au cisaillement

qui doit répondre aux exigence du CEBTP (1972). La teneur en ciment retenue en pourcentages est 1% ;2%

et 3%. L’étude sur ces dosages nous permettra de :

Fixer la quantité d’agent de traitement à utiliser ;




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Fixer la teneur en eau optimale de mise en œuvre (permettant un compactage du sol traité) et la

densité après compactage ;

Vérifier les paramètres de résistance à l’eau en immersion.

3.2.4 Grave concassée utilisée pour la lithostabilisation Nous avons soumis le concasser de granite qui était destiné à être utilisé pour l’amélioration à plusieurs

essais afin de connaître ses différentes caractéristiques. Nous avons à cet effet réalisé : l’essai de propreté

de gravier et l’essai Los Angeles.

3.3. AMELIORATION DES MATERIAUX LATERITIQUE AU CIMENT

Communément les mots amélioration et stabilisation semblent avoir les mêmes significations et semblent

créer une confusion dans la vie active. Pour éclaircir cette ambiguïté stabiliser un sol c’est le rendre apte à

des usages routiers, ou plus exactement à son emploi en couche de chaussée.

On admet donc que la stabilisation puisse avoir différents aspects. Le traitement de sols aux liants

hydrauliques est un mode de stabilisation. Si le rôle du ciment est seulement d’améliorer les

caractéristiques géotechniques du sol de manière à rendre possible sa stabilisation mécanique, on dit que le

sol est amélioré au ciment.

DURIEZ cité par MENIN MESSOU (1980) distingue trois degrés dans les mélanges de sols et de ciment :

Les sols améliorés au ciment avec des dosages très faibles de l’ordre de 2 à 3% tout au plus,

Le sol stabilisé au ciment qui comprennent des dosages de l’ordre de 4 à 6% de ciment,

Les sols-ciment proprement dits qui comprennent de 10 à 12% de ciment.

3.3.1 Critères de convenance

Bien que théoriquement on puisse traiter au ciment tous les types de sols dans un certain nombre de

conditions, le coût de l’opération et l’efficacité du traitement est ce qui amènent à définir des critères

permettant de juger de l’aptitude du matériau à être utilisé en route. Les critères sont basés sur la

granulométrie et la plasticité du matériau. Les limites généralement retenues sont celles préconisées par le

H.R.B (Highway Research Board). Ci-dessous le tableau des valeurs limites donnée par le H.R.B.




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Tableau 2 Caractéristiques limites des sols stabilisables au ciment

Caractéristiques limites des sols stabilisables au ciment

Caractéristiques Valeurs limites

Granulométrie : dimension maximale

% d’élément passant à 5 mm,

% d’élément passant à 0.5 mm,

% d’élément passant à 0.08 mm

Particules plus petites que 2µm

Limites d’Atterberg

Limite de liquidité LL

HRB Limite de plasticité LP

Indice de plasticité IP

Teneur en matière organique

……………………………75mm

……………………………mini 50

……………………………mini 15

……………………………maxi 50

……………………………maxi 30

……………………………maxi 40 ……………………………maxi 22 ……………………………maxi 18 …………maxi 2% avec addiction de correction

3.3.2 Etude de formation du liant hydraulique ciment Le traitement au ciment de graveleux latéritiques pour couche de base est maintenant très classique et

plusieurs études lui ont été consacrées. Les graveleux latéritiques qu’on envisage de placer en couche de

base après traitement au ciment doivent avoir des caractéristiques suffisantes pour que les performances

que l’on attend du mélange ne soient pas obtenues au prix d’un pourcentage de ciment trop élevé. Les

critères habituellement retenus pour les mélanges sont :

Le matériau amélioré est considéré comme satisfaisant si le CBR à 95 % OPM, après trois (3) jours

de cure à l’air et 4 jours d’immersion, est supérieur à 160.

Le matériau stabilisé doit satisfaire aux exigences de résistance suivantes :

Les expérimentations réalisées sur les graveleux latéritiques traités au ciment fournissent un certain

nombre de données précisant les performances mécaniques de ces matériaux en variant certains

paramètres.

La portance des graveleux latéritiques traités dépend du pourcentage de ciment incorporé, de la

teneur en eau de compactage et de l’énergie de compactage.

Si on baisse la teneur en eau, il faut accroître soit la compacité, soit la teneur en ciment pour obtenir la

même portance.




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3.4 ESSAIS D’IDENTIFICATION DES COUCHES Les essais d’identification qui ont pour but de déterminer les paramètres de base des sols et de les classer

en fonction des critères de classification proposées par (GTR et HRB) dans le cas de notre étude. Les

différents essais de classification réalisés sur les couches de sols latéritique sont :

Analyse granulométrique (par tamisage et par sédimentation) (confère protocole en annexe III.

3.1.1)

Essais de consistance (Limites Atterberg) (confère protocole en annexe III 3.1.2.3)

3.5 ESSAI MECANIQUE POUR DETERMINATION DES PARAMETRES MECANIQUE DE

CHAQUE COUCHE

Avant tout essais mécanique il faudra être sûr de réaliser tous les essais mécaniques avec des matériaux

dont la taille maximale des grains est inférieure à 20 mm et pour obtenir on procède par tamisage tous les

matériaux des différentes couches.

3.5.1 Tamisage Le tamisage de la latérite des différentes couches permet de retenir une granulométrie de diamètre inférieur

à 20 mm Vue que la résistance mécanique peut augmenter avec les fines du fait de la diminution de volume

d’air, c’est pourquoi les passants de 20 mm sont retenus pour la réalisation des éprouvettes et de tous les

essais mécaniques de l’ensemble

3.5.2 Essai proctor (cf. annexe 3.1.3) Dans le but de connaitre les caractéristiques de compactage des couches latéritiques étudiées, des essais de

Proctor (Norme NF P 94-093,1992) ont été réalisés. Le principe de cet essai consiste à compacter dans un

moule normalisé, à l’aide d’une dame normalisée, selon un processus bien défini, l’échantillon de sol à

étudier et à mesurer sa teneur en eau et son poids spécifique sec après compactage’ essai est répété à

plusieurs fois de suite sur des échantillons portés à différentes teneurs en eau. On définit ainsi plusieurs

points d’une courbe (γd ; ω) ; on trace cette courbe qui représente un maximum dont l’abscisse est la teneur

en eau optimale et l’ordonnée la densité sèche optimale.

3.5.3 Essai de portance California Bearing Ratio (CBR)

L’indice immédiat et l’indice CBR après immersion sont utilisés pour évaluer l’aptitude d’un sol ou d’un

matériau élaboré à supporter la circulation des engins de chantiers. L’essai CBR est décrit par la norme

Française NF P 94-074 (1997) Le principe général de l’essai consiste à mesurer les forces à appliquer sur

un poinçon cylindrique pour le faire pénétrer à vitesse constante dans une éprouvette de matériau. Les

valeurs particulières des deux forces ayant provoqué deux enfoncements conventionnels (2,5 mm et 5 mm)

sont respectivement rapportées aux valeurs des forces observées sur un matériau de référence pour les




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mêmes enfoncements (13,35 kN et 19,93 kN). L’indice recherché est définit conventionnellement comme

étant la plus grande valeur, exprimée en pourcentage, des deux rapports ainsi calculés.

Le compactage est effectué à la teneur en eau correspondant à 95 %de l’OPM déterminée lors de l’essai

Proctor. Lorsque la dimension maximale des éléments du sol à étudier est inférieure à 20 mm, l’intégralité

du sol est soumise à l’essai. Si le sol contient des éléments supérieurs à20 mm dans une proportion

inférieure à 30 %, ils sont éliminés par tamisage. L’essai est alors réalisé sur la fraction restante.

L’ensemble des CBR réalisé dans le cadre de notre étude est réalisé après imbibition (ou immersion),

l’éprouvette compactée dans le moule CBR est immergée dans l’eau (figure 9) pendant quatre jours au-delà

desquels le poinçonnement est exécuté. Le but de cette opération étant de placer le sol dans les plus

mauvaises conditions hydrométriques qu’il est susceptible de rencontrer dans la pratique.

Figure 9. Eprouvette immergée dans l'eau pour détermination de gonflement

3.5.4 Essai de cisaillement

3.5.4.1. Comportement élastoplastique du sol

Dans cette partie de notre étude nous étudierons les grandes déformations pouvant être observées sur les

couches de chaussées, c’est-à-dire le comportement des sols à l’état d’écoulement plastique ou à l’état de

rupture. La modélisation de ce comportement nous permettra de déterminer la réponse des chaussées après

plusieurs cycles de chargement.

La loi qui va nous permettre de modéliser ce comportement sera le critère de rupture représenté par la

courbe intrinsèque qui est l’enveloppe des cercles de Mohr correspondant à la rupture.

Au moment de la rupture d’un sol, il y a un glissement entre les particules solides, d’où le terme de

résistance au cisaillement provoqué par tout type de sol soumis à cette résistance. Elle est provoquée par

un frottement inter-granulaire (contact entre les grains) et aux forces d’attraction entre les particules dans le

cas des sols fins. En fonction de la dureté des grains et à l’état de surface de contact on définit la rupture

dans les sols à partir des courbes contraintes-déformation dans des essais à déformation contrôlée.




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Figure 10. Contrainte de cisaillement et déformation horizontale maximale

1 : comportement élastique parfaitement plastique.

2 : comportement élastoplastique écrouissable. 3 : comportement élastoplastique écrouissable

3.5.4.2 Principe de l’essai L’essai consiste à placer un échantillon de sol dans une boîte de cisaillement et le soumettre à une charge

verticale N (figure 11) puis a une charge horizontale que l’on augmente jusqu’à la rupture.

Figure 11 Dispositif de l'essai de cisaillement direct (Vincent Robitaille, Denis Tremblay)

3.5.4.1 La préparation de l’échantillon Pour l’essai de cisaillement on prélève un échantillon de sol représentatif en quantité suffisante pour

effectuer au moins trois à quatre essais avec les charges verticales différentes. La boite de cisaillement

utilisée est la boite de section intérieure carrée qui convient plus parfaitement au sol pulvérulent. Dans le

cas de notre étude elle sera adaptée à tout type de sol (cohérents et pulvérulents) vue que la boite de

cisaillement utilisée pour l’essai à section carrée est celle dont dispose le laboratoire LEMC-2iE.

Pour chaque essai de cisaillement quatre échantillons sont confectionnés en compactant chaque échantillon

dans un moule de 60mm x 60mm par couches minces après avoir fixé une teneur en eau (celle obtenue

par l’essai Proctor) et le nombre d’impacts par couches de façon à obtenir la masse volumique sèche (γd)

requise.




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Vue la difficulté de confection des éprouvettes dans ces conditions nous avons réalisé les éprouvettes après

Proctor Modifié dans des moules CBR en respectant les normes de l’essai Proctor.

3.5.4.2 Terminologie

A l’aide des résultats obtenus des capteurs sur la machine de cisaillement on calcule les déformations

horizontales (△H) et verticales (△V) en millimètres en tenant compte des unités des valeurs de la machine.

Apres calcul des déformations, on calcule la résistance de cisaillement et la contrainte normale

correspondante (en kPa) associée à chacune de ces forces :

𝜏′ = 𝑇𝐴𝑐

𝜎𝑛′ = 𝑁𝐴𝑐

Où Ac = aire corrigée (cm²)

=Ao – (Lar x △H)

Ao = Section intérieure de la boîte de cisaillement (cm²)

Lar = Largeur de la boîte, mesurée perpendiculairement à la direction du déplacement de la boîte (cm)

N = charge verticale totale appliquée sur le sol (N)

La charge totale doit inclure le poids de tous les éléments qui s’appuient sur le sol, c’est-à-dire la pierre

poreuse et la plaque rainurée supérieure, le bloc de distribution, le support du plateau et le plateau des

charges verticales elle-même et, enfin, la partie supérieure de la boîte de cisaillement, qui avait été fixée au

bloc de distribution. A la fin des calculs on trace le graphique de la résistance de cisaillement en fonction

de la déformation horizontale (figure 12), et celui de la déformation verticale en fonction de la déformation

horizontale. La résistance au cisaillement et la contrainte normale effectives à la rupture (τ’rupt et σ’nrupt)

correspondant à la charge horizontale maximale enregistrée.

Figure 12 exemple montrant le calcul des contraintes a la rupture (Vincent Robitaille, Denis Tremblay)




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3.5.5 Essai de compression simple L’essai de compression simple date des années 1930 et constitue l’une des méthodes les plus utilisées dans

le monde pour déterminer la résistance au cisaillement non drainée des sols cohérents. Dans le cas de notre

étude on utilisera l’essai de compression simple pour déterminer les modules d’Young sur les éprouvettes.

3.5.5.1 Principe d’essais Ces essais consistent à appliquer une charge axiale P sur un échantillon de sol et à augmenter

progressivement jusqu’à la rupture (figure 13). L’application de la charge doit se faire à un rythme

suffisamment rapide pour empêcher tout mouvement d’eau à l’intérieur du sol. En mesurant la déformation

verticale de l’échantillon △L, on peut évaluer son aire moyenne A et ainsi calculer la contrainte principale

majeure σ1 tout au long du chargement. 𝐴 = 𝐴01−𝜀 𝜎1 = 𝑃𝐴 Avec : A0 : Aire initiale de l’échantillon

ε = déformation axiale = ∆𝐿𝐿0 et Lo = hauteur initiale de l’échantillon

Figure 13 principes de l'essai de compression simple

3.5.5.2 Machine d’essais et protocole expérimental La presses Multi-essais Electromécaniques pour les essais par compression/ Traction et Flexion du LEMC-

2iE est le type de machine conçu par la société PROETI sous le de modèle 300 KN pour couvrir une

multitude d’essais. La machine Multi essais du LEMC-2iE est composée des éléments suivants :

Cadre d’essais

Système de mesure et de contrôle

Des outils adaptés à chaque essai à réaliser

Dans le but de recenser plusieurs données sur les éprouvettes les essais ont été réalisées sur une vitesse de

compression de 1 mm /min (choisie expérimentalement après plusieurs essais).




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3.5.5.3 Méthodologie des essais de compression sur les matériaux des couches améliorées au ciment

Dans le but d’effectuer des essais mécaniques sur les graveleux latéritiques étudiés, les éprouvettes ont été

réalisées dans les mêmes conditions de compactage que l’essai Proctor à 95% de l’OPM qui correspond à

l’énergie de compactage spécifiée par les couches de bases latéritiques (2435 KJ/m3). Deux éprouvettes de

dimensions différentes ont été utilisées pour la confection des échantillons. Une de 160 mm de diamètre et

de 320 mm de hauteur et l’autre de 100 mm de diamètre et de 200 mm de hauteur.Le compactage est

effectué avec la dame Proctor Modifié en effectuant une conversion au niveau des énergies de compactage.

Ce qui correspond à un compactage de cinq couches à raison de 38 coups par couche pour les éprouvettes

100/200 mm et de 10 couches de 44 coups pour les éprouvettes de 160/320 mm .

Après conception des échantillons, la conservation est réalisée en enroulant les éprouvettes de plastique

puis du ruban adhésif à papier afin de les préserver de la température ambiante ainsi que de l’humidité. Les

essais sont effectués sur chaque couche latéritique sur les matériaux à l’état cru et à l’état amélioré au

ciment (1%, 2% ,3%). La nomenclature utilisée pour les préparations est donnée dans le tableau 6. Pour

l’ensemble des essais, 12 éprouvettes ont été réalisées pour chaque type de préparation. Ce qui fait un total

de 36 éprouvettes.

Tableau 3 - Nomenclature des éprouvettes des différents matériaux

Couches

latéritiques

0% Ciment 1% Ciment 2 % Ciment 3% Ciment

Couche 1 K1C1-0C K1C1-1C K1C1-2C K1C1-3C




3.5.5.4 Essais de compression simple sur les couches latéritiques à l’état naturel et à l’état amélioré au

ciment

Des essais de compression simple ont été réalisés sur les graveleux latéritiques des quatre couches

latéritiques a l’état naturel et a l’état amélioré au ciment. Le but de ces essais de compressions sur

l’ensemble est de déterminer la valeur du module de Young à l’état naturel état amélioré afin de savoir de

façon global l’influence du taux de ciment (1%, 2%, et 3%) sur la valeur du module de Young et la

résistance à la compression.




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3.5.5.5 Mesure de déplacement sur les éprouvettes améliorées

Dans le but de recenser plusieurs données sur les éprouvettes les essais ont été réalisées sur une vitesse de

compression de 1 mm /min (choisie expérimentalement après plusieurs essais). Sur chaque couche

latéritique, trois (3) éprouvettes ont été testées par type de préparation (0% d’amélioration et 1% ; 2% et

3% au ciment), parfois un peu plus ou moins dépendant des coupures d’électricité qui entrainaient parfois

des pertes d’éprouvettes et de la friabilité des éprouvettes dû au transport ou la mise en protection dans des

sachets.

(c) ( b ) (a)

Figure 14- Photos de quelques éprouvettes pour essais de compression simple (a); échantillons

subdivisé sur le plan de la hauteur pour les mesures des valeurs par capteurs verticales (b): éprouvettes

emballé pour conservation de teneur en eau optimal; (c): éprouvettes déballé pour essai de compression

3.6 ESSAIS DE QUALITE SUR LE GRANITE

3.6.1 essai los Angeles (cf. Protocol en Annexe 5.)

3.6.2 essai de propreté de gravier (cf. Protocol en Annexe 5.)




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CHAPITRE IV : RESULTATS ET ANALYSES

4.1 ETUDE CARACTERISTIQUE DES COUCHES LATERITIQUES A L’ETAT NATUREL Dans ce présent chapitre, nous présenterons les résultats des essais d’identification (Analyse

Granulométrique, Limites d’Atterberg, Essais Proctor) des quatre couches latéritiques sur lesquels les

études d’amélioration seront réalisées et les résultats des essais mécaniques réalisé sur les quatre couches

latéritiques améliorés ou non amélioré. A la fin il sera présenté une synthèse des résultats en vue de donner

un avis sur les caractéristiques des matériaux étudiés.

4.1.1 résultats des essais d’identification, (analyse granulométrique, limites d’Atterberg, essais proctor)

4.1.2.1 Résultats d’essai analyse granulométrique L’analyse granulométrique réalisé sur les quatre couches latéritiques est résumé dans la figure 15 ci-dessous.

Figure 15 courbe granulométrique des couches latéritiques

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000

PO

UC

ENTA

GE

TAM

ISA

TS C

UM

ULÉ

S

OUVERTURE DES TAMIS DIMENSIONS [MM] EQUIVALENT SÉDIMENTOMÉTRIE

COURBE DES ANALYSES GRANULOMETRIQUE DES

COUCHES LATERITIQUE

AG K1C1 ETAT NATUREL SED K1C1 AG K1C2 ETAT NATUREL SED K1C2

AG K1C3 ETAT NATUREL SED K1C3 AG K1C4 ETAT NATUREL SED K1C4




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En effets pour mieux voir la proportion et la nature des grains sur chaque couche latéritique. Le tableaux 3 est le résumé des valeurs obtenue

Tableau 4 proportion des grains dans chaque couche latéritiques

Type de

matériau

Gravier Sable Silt Argile TOTAL Paramètre

Cu Cc

COUCHE

1

3% 30% 22% 45% 100% 0.16 2.5

COUCHE

2

3% 41% 37% 19% 100% 0.16 1

COUCHE

3

8% 32% 27% 33% 100% 0.1 1.6

COUCHE

4

16% 58% 9% 17% 100% 0.32 1.3

ANALYSE DES COURBES AG DES QUATRES (4) COUCHES LATERITIQUE EN

FONCTION DE LEURS REPRESENTATION DANS LE FUSEAU GRANULOMETRIQUE

DES COUCHES DE CHAUSSEE

Pour une meilleure réalisation des couches de chaussées le CEBTP (1972) propose des courbes enveloppe

pour lesquelles chaque matériau susceptible d’être utilisé pour leurs mise en œuvre doit respecter. Dans le

but de savoir si les matériaux de nos quatre couches conviennent réellement au fuseau proposé nous les

avons présentées chacune dans ces enveloppes. Après insertion des couches latéritique dans le fuseau

granulaire seul la courbe granulométrique de la couche quatre (4) (figure 10) se trouve à l’intérieur d’une

enveloppe dont celle de la couche de fondation. Les matériaux des autres couches latéritique ont leurs

courbes granulométriques hors du fuseau granulaire des couches de fondation et de base.

De la même manière pour les pourcentages des grains au tamis de 80µm, le CEBTP (1972) donne une

valeur maximale de 30% admissible pour la couche de fondation et voir les valeurs obtenues sur nos

différentes couches seul la courbe de la couche C4 propose une valeur inférieure à 30% (C80µm = 26 %).

Alors du point de vue granulométrique la couche C4 est la seule couche qui peut être utilisée en couche de

fondation sans amélioration. Toute les autres couches doivent être améliorer du point de vue

granulométrique avant d’être utilisé pour une couche de fondation ou de Base en fonction des résultats

obtenus après chaque taux d’amélioration.




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4.1.2.2 Présentation des résultats de limites d’Atterberg sur les différentes couches latéritiques

Figure 16 histogramme des caractéristiques de plasticité des couches latéritiques étudiées

Analyse des valeurs d’indice de plasticité des quatre (4) couches latéritique

Bien que la valeur d’indice de plasticité peut être influencé par plusieurs paramètre (chimique et

minéralogique) elle doit voir une certaine valeur pour être utilisé en couche de chaussée. Selon les

spécifications techniques du CEBTP (1972), un matériau en couche de chaussée doit avoir un IP maximal

de 30 (20 admissible). C’est dans ce sens après analyse des valeurs IP de nos différentes couches nous

conclurons dans l’ensemble que toute les couches peuvent être utilisé en couche de chaussée car tous ont

des valeurs IP< 30. Par contre parmi les quatre couches d’autre ont donné des valeurs encore plus petites

comme celle de la couche 3 et de la couche 4 qui pourrons servir de bon matériaux pour la réalisation des

couches de chaussée.

4.1.2.3 présentation des résultats de Proctor sur les différentes couches latéritiques Les courbes Proctor de l’ensemble des matériaux sont représentés à la figure 13 en Annexe 3. Les valeurs

des teneurs en eau optimale et des densités maximales sont données dans le tableau 4.

1 2 3 4

LL 50,302 48,306 39,653 40,464

LP 37,355 38,084 30,833 32,454

IP 12,947 10,221 8,820 8,010

,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

VA

LEU

R D

ES L

IMIT

ES

COUCHE LATERITIQUE

VALEURS D'INDICE DE PLASTICITE EN FONCTION DES QUATRES COUCHES LATERITIQUES

LL

LP

IP




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Tableau 5 valeurs de Teneur en eau maximale et de densité sèche maximale obtenue sur quatre couches

Latéritiques

Couche 1

(K1C1)

Couche 2

(K1C2)

Couche 3

(K1C3)

Couche4

(K1C4)

Couche

mélange

(K1CM)

Wopt (%) 20.00 19.4 16.6 12.6 18.9

γdmax (kN/m3) 1.64 1.76 1.83 2.05 1.76

Analyse et interprétation des courbes Proctor des matériaux de chaque couche a l’Etat cru

D’après les courbes Proctor, les matériaux latéritiques de la couche 4 (K1C4) qui correspond à la couche de

surface a une densité optimale élevée et une faible teneur en eau que les autres couches latéritiques de

profondeur inférieurs à la couche 4. La couche latéritique 1 (K1C1) correspondant à la couche la plus

profonde de notre coupe latéritique est celle avec une densité faible et une forte teneur en eau optimale. En

effet les couches de surface sont celle qui subisse le phénomène d’induration. Il se manifeste par la teneur

élevée de sesquioxydes de fer dû à l’action du climat auquel elles sont en contact. Le durcissement des

couches de surface les rend moins hydrater sous l’augmentation des teneurs en oxydes de fer suite au

phénomène d’oxydation.

4.1.2.4 présentation des CBR obtenues sur les différentes couches latéritiques

Tableau 6 Valeurs de CBR des quatre couches latéritiques

Niveau de

Compactage (%)

Couche 1

(K1C1)

Couche2

(K1C2)

Couche 3

(K1C3)

Couche 4

(K1C4)

CBR

Par

immersion

(%)

98 16 25 75 72

95 13 20 65 66

90 6 12 34 53

Analyse et interprétation des CBR des matériaux de chaque couche a l’Etat cru

Les couches latéritique 4 et 3 ont donné des valeurs de CBR assez grands pour être utilisées en couche de

fondation d’une chaussée dans l’ensemble tandis que celle des couches 2 et 1 ont donné des valeurs faibles

pour une utilisation en couche de chaussée.




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L’observation des courbes Proctor des différentes couches ainsi que des indices CBR a 95% de l’OPM

montre que les plus faibles valeurs du CBR sont données par les graveleux latéritiques de la couche 1 et de

la couche 2 qui ont respectivement les plus grandes teneurs en eau optimale (Wopt (couche 1) =20 % et

Wopt (couche 2) =19.4). (Annexe 3 figure 13 et Annexe 4 titre 4.2)

4.1.2 Synthèse

Les essais d’identification donnent un ensemble de résultats qui peuvent être interprétés aussi bien du point

de vue du géotechnicien que du point de vue du géologue. Des dépendances sont observées certains

paramètres :

L’indice de plasticité et le taux de Particules fines ; les plus faibles indices de plasticité ont été

observé sur la latérite de la couche 4 et de la couche 3 qui ont les taux de fines (< 80 µm) les plus

petits de l’ensemble des couches latérites qui est de l’ordre de 8 % à 8.8%.

L’indice de plasticité et les caractéristiques de résistance ; les latérites de la couche 3 et de la

couche 4 donnent les CBR les plus élevées avec un faible indice de plasticité.

La discontinuité de la granulométrie et la densité : la latérite de la couche 4 a une densité maximale

plus élevée que pour les autres matériaux avec une granulométrie discontinue.

La teneur en eau optimale et l’indice CBR : les plus faibles valeurs du CBR sont obtenues pour les

graveleux latéritiques de la couche 1 et de la couche 2 qui ont respectivement la plus faible et la

plus grande teneur en eau optimale.

Après tous les résultats d’identification des matériaux obtenus nous pouvons classifier nos quatre en

fonction des paramètres de base déterminer ci- dessus.

Tableau 7 Tableau de classification des couches latéritiques

TYPE DE

CLASSIFICATION

COUCHE 1 COUCHE 2 COUCHE 3 COUCHE 4

Classification GTR A1 A1 A1 B5

Classification HRB A7-5 A7-5 A4 A2-4

A1 : Sols fins

B5 :sols sableux et graveleux avec fines

A7-5 :Sols Argileux

A2-4 :Mélange de graviers Limoneux ou argileux avec sable limoneux ou argileux

A4 : sols Limoneux




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4.2 ETUDE DES PARAMETRES MECANIQUE DES DIFFERENTES COUCHES

LATERITIQUE AMELIORE AU CIMENT

Dans cette partie du document sera présentes les résultats des essais Mécaniques réalisée sur chaque taux

d’amélioration en ciment (1% ;2% et 3%) et la synthèse de tous les résultats obtenus.

4.2.1 présentation des résultats des essais de proctor modifie et de CBR réalise sur les différentes couches latéritiques en fonction du taux d’amélioration en ciment Après essai proctor et CBR réaliser sur les couches latéritiques non améliorer et améliorer au ciment nous

présentons dans le tableau 7 les valeurs maximales obtenues sur chaque couche latéritique amélioré au

ciment. Le reste des résultats se trouvent en Annexe III tableau 8.

Tableau 8 valeurs des paramètres du proctor et de CBR en fonction du taux d'amélioration en Ciment

COUCHE

DE SOL

TAUX

D'AMELIORATION

Paramètre

Proctor

CBR Gonflement maximal

γd(g/cm3) W(%) Ic= 90%

Ic= 95%

Ic= 98%

10 coups

25 coups

55 coups

C4 3% CIMENT 2,13 12,0 140 176 180 1,30% 0,78% 0,70%

C3 3% CIMENT 1,88 16,9 127 210 224 1,04% 1,31% 1,51%

C2 3% CIMENT 1,75 20,4 74 80 84 1,88% 2,02% 1,55%

C1 3% CIMENT 1,63 25;4 20 71 102 2,01% 1,01% 1,41%

Analyse et interprétation des résultats des proctor et CBR obtenue

Analyse essais proctor

Les essais Proctor sur l’ensemble des couches nous montrent une variation de la teneur en eau et de la

densité sèche en fonction du taux de ciment ajouté sur chaque mélange.

Couche 1 (figure 14. Annexe 4) Sur la couche 1 on observe pour un taux de ciment allant de 0% à

1% une légère diminution de la teneur en eau jusqu’à un taux de ciment de 2% ou la diminution

devient assez importante (une chute de 21.80 à 20.50%). Par contre à 3% on remarque une

augmentation en teneur en eau de 3 à 4 % de sa valeur initiale. L’effet contraire se produit au

niveau de la valeur des densité sèche de chaque matériau améliorer. On remarque une diminution de

la densité sèche en fonction du taux de ciment dans le mélange (de 1.71 à 1.63 g/cm3).

Couche 2 (figure 15 annexe 4) : sur la couche 2 on observe une augmentation légère (0.70%) de la

teneur en eau en fonction du taux d’amélioration du ciment. Pour un taux de ciment de 1% à 3% on

observe une légère augmentation de la teneur en eau et une diminution de la densité sèche de 0.02

g/cm3.

Couche 3 (figure 16 annexe 4) : sur les matériaux de la couche 3 on observe une légère

augmentation de la teneur en eau de 14.65 à 16.90 sur un taux d’amélioration en ciment de 3%.




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Pour le même taux d‘amélioration la densité sèche reste le même qu’a l’état non améliorer. Pour un

taux de 2% de ciment le matériau de la couche 2 augment de teneur en eau (augmentation de

1.75%) et diminue (diminution de 0.025 g/cm3) en poids volumique sèche.

Couche 4 (figure 17 annexe 4) : sur la couche 4 on observe une évolution contradictoire que sur

les autres couches car on remarque une légère diminution de la teneur en eau et une augmentation

de la densité sèche. Une grande densité est obtenue à un taux d’amélioration de 2% de ciment a une

teneur en eau de 11.90% qui a baissé par rapport à teneur en eau a l’état cru du matériau.

Interprétation : l’analyse des résultats diffère de la nature des couches. Nous constatons que

lorsque nous somme avec des matériaux grenues (couche 3 et couche 4) le ciment augmente la

densité et diminue la teneur en eau par contre avec les matériaux fines (couche 1 et couche 2) on

constate une évolution pas assez claire mais on peut dire que la teneur en eau augmente et sa

densité diminue.

Analyse essais CBR

Les matériaux des différentes couches ont réagi tous en fonction du pourcentage d’ajout du ciment :

Sur la couche 1 (figure 18 Annexe 4) on observe une augmentation de la valeur de CBR en

fonction du taux ciment. Plus le pourcentage en ciment augmente plus la valeur de CBR augmente

également elle se traduit par une réaction chimique entre le matériau et le ciment qui élève la valeur

de CBR de 13 à 71.

La même augmentation de la valeur de CBR s’observe sur la couche 2 (figure 19 Annexe 4)

également cette fois ci elle varie de 20 à 80 en fonction de taux d’amélioration en ciment (0%-3%).

La couche 3 (figure 20 Annexe 4) est celle qui présente des CBR très grand en fonction du taux

d’amélioration en ciment. La valeur de CBR varie de 60 à 210 pour un taux de ciment de 0% à 3%

ciment.

Sur la couche 4 (21 Annexe 4) on observe une augmentation de la valeur de CBR en fonction du

taux ciment. Plus le pourcentage en ciment augmente plus la valeur de CBR augmente également

elle se traduit par une réaction chimique entre le matériau et le ciment qui élève la valeur de CBR

de 66 à 176 pour un taux d’augmentation de 1%.

Compte tenu des recommandations du CEBTP sur les matériaux considérer comme satisfaisant

pour la réalisation des couches latéritiques, le tableau 9 présente les valeurs de CBR retenues sur

chaque couche et leur utilisation dans la mise en œuvre des différentes couches latéritiques

améliorés au ciment




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Tableau 9 valeurs de CBR retenue en fonction des spécification et le taux de ciment associé

Couche

Latéritiques

% ciment retenu Valeurs

de CBR

Spécification technique

(classe de Trafic T3)

Couche de

fondation

Couche de

base

Couche de

Fondation

Couche de

Base

Couche 1 3% 71 >35 >160 oui non

Couche 2 3% 80 >35 >160 oui non

Couche 3 3% 210 >35 >160 oui oui

Couche 4 3% 176 >35 >160 oui oui

4.2.2 résultats des éprouvettes des couches latéritiques améliorer au ciment pour les essais de compression simple

Résultats des essais- Analyse et interprétation

Pour chaque éprouvette d’essai, la courbe contrainte-déformation a été tracée et les photos avant et après

sont prise pour justifier les fissures sur les éprouvettes. Vue la quantité importante de résultats d’essai, les

figures représentées comprennent pour chaque type de matériau et chaque pourcentage de ciment, les

courbes de l’ensemble des éprouvettes tests, et quelques photos avant et après rupture et les valeurs des

modules d’Young associés. Il est ainsi donné un aperçu d’ensemble des résultats en vue d’une meilleure

analyse et interprétation des résultats.

Néanmoins, les résultats ont été résumés sous forme de tableaux pour chaque site donnant ainsi les

valeurs des éléments suivants : déplacement et déformation axial au pic, charge et contrainte

maximales, ainsi que de module d’Young, Dans cette partie du mémoire seuls les résultats des

graveleux latéritiques de la couche 4 sont présentés (tableau 9) Le reste des résultats est regroupé en

annexe 4.




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Tableau 10 Evolution des modules d'Young de la couche 4 en fonction du taux d'amélioration en ciment

LATERITE DE LA COUCHE 4

7 JOURS DE SEJOUR (EMBALLER)

N° ECH W (%) COMPACITE Ec (MPa) Rc (kpa)

0% E1 16,956 137,71

E2 54,933 585,331

MOYENNE 35,9445 361,5205

1% E1 11,00% 91,80% 14,906 349,404

E2 11,12% 92,00% 38,697 666,996

E3 10,96% 92,80% 35,535 688,353

MOYENNE 11,03% 92,20% 29,71267 568,251

2% E1 10,23% 92,00% 122,712 1527,766

E2 8,17% 95,00% 162,7363 1620,015

E3 11,02% 97,24% 211,9849 1563,632

MOYENNE 9,81% 94,75% 165,8111 1570,471

3% E1 11,90% 92,33% 242,457 2652,474

E2 10,85% 94,56% 222,3996 2372,426

E3 11,25% 96,23% 261,9051 2249,935

MOYENNE 11,33% 94,37% 242,2539 2424,945

Graveleux latéritiques de la couche 4

Couche 4 0% ciment : le mode de rupture le plus observé est la rupture par fissuration. Les modules

obtenus par essais sont celles réalisés sur deux éprouvettes elle varie de 16.956 MPa sur l’éprouvette 1 à

54.933 MPa sur l’éprouvette 2

Couche 4 1% ciment (figure 30 Annexe 4) : A part le premier éprouvette (K1-C1-1_1) qui donne une

valeur de module assez petite par apport autre éprouvettes (14.906Mpa), dans les cas contraire les autres

modules se trouvent dans une plage de moyenne qui varie de 35.535 MPa à 38.697 MPa.

Couche 4 2% ciment (figure 31 Annexe 4) les valeurs de module sur la couche 4 à 2% ciment sont plus

grande par rapport à l’état non améliorer et à 1% Ciment de la latérite de la couche 4. Les modules varient

de 122,712 à 211.985 MPa. Pour le module le plus grand le mode de rupture observé est une rupture par

fissuration.

Couche 4 3% ciment (figure 32 Annexe 4) Les valeurs des modules sont assez proche les unes les autres

et elle varie de 222.40 MPa à 261.905 MPa. Les valeurs assez proches sont justifiées par son mode de

fissuration qui reste différentes des autres recensés. La fissuration obtenue sur cette éprouvette était repartie

sur toute la hauteur des éprouvettes. (Figure en Annexe ….




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Suite à l’essai de compression nous pouvons déduire que l’amélioration des couches latéritique au ciment

augmente de façon régulière les valeurs de module de chaque mélange. Les déformations axiales varient

entre 1% et 2.5% (annexes).

Graveleux latéritique de la couche 3

Couche 3 0% Ciment : les module de Young de la couche 3 non améliorer creuse un grand écart

entre elle car elle varie de 52.187 à 116.965 ce qui ne permet pas d’apprécier la vraie valeur du sol

améliorer. Les courbes obtenus montrent des chargements sans déplacement du a l’instabilité des

éprouvettes au contact avec la machine de compression.

Couche 3 1% ciment (figure 27 Annexe 4) : les modules trouvés semblent être faible sauf celui du

premier éprouvette qui donne une valeur de 34.281 MPa. La valeur moyenne des autres

éprouvettes est autour de 14 MPa.

Couche 3 2% ciment (figure 28 Annexe 4) les valeurs de module sur la couche 3 à 2% ciment

sont plus grande par rapport à l’état non améliorer et à 1% Ciment de la latérite de la couche 3.

Elles varient entre 205.836 à 276.43 MPa. Ces valeurs ne sont pas étonnante vue leurs forme plus

compacte et solide après 7 jour de cure elle donne des modules très appréciables.

Couche 3 3% ciment (figure 29 Annexe 4) Parlant des valeurs exceptionnel la couche 3 à 3% de

ciment donne un module de Young très loin de l’ensembles des valeurs obtenues. Les modules

obtenus varient de 258 MPa à 300 MPa. Ce qui veut dire que les éprouvettes sont représentatives du

comportement des matériaux. Mode de rupture observer ici est par fissuration dans les deux sens de

l’éprouvette.

De façon globale le matériau de la couche 3 réagit au mélange avec le ciment et donne des valeurs de

module d’Young assez élevées. Car l’augmentation du ciment dans la latérite augmente également et

améliore sa résistance à la compression. Les valeurs maximales observées sont de 229.92 MPa pour la

couche 2 à 2% de ciment à 312.53 MPa pour la couche 2 à 3% de ciment.


Couche 2 0% ciment : le mode de rupture le plus observé est la rupture par fissuration et cassure de

l’éprouvette, une cassure juste dans la superposition des couches dans la l’éprouvette. Les modules

obtenus sont très proche et peut être justifié par la bonne confection de cet éprouvette due à un taux de

fines élevé qui lisse bien toute les éprouvettes et leurs permettent de bien se positionner sur la machine. La

valeur du module varie de 49.651 et 50.236.




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Couche 2 1% ciment (figure 24 Annexe 4) : on observe sur ce mélange un grand écart entre les valeurs

de module obtenues et elles n’ont pas une évolution linéaire. Avec ces éprouvettes on a remarqué une

réaction assez rapide des éprouvettes suite à l’effet de ciment et toutes les ruptures se manifestaient sur

toute la hauteur de l’éprouvette. Les modules obtenus varient de 55.789 à 205.02 MPa.

Couche 2 2% ciment (figure 25 Annexe 4) Les modules d’Young des éprouvettes de ce mélange se

trouvent dans une même plage de valeurs qui varient entre 204 MPa et 205 MPa. De manière visuelle, ils

ne présentaient pas d’erreur de confection et avaient de bonnes formes vue leur manipulation assez simple.

Couche 2 3% ciment (figure 26 Annexe 4) Les valeurs des modules sont assez proches les unes les autres

et elles varient de 169 MPa à 238 MPa. Les valeurs assez proches sont justifiées par l’amélioration de la

surface supérieure des éprouvettes par une truelle afin d’obtenir une surface plane qui fait durer l’essai et

répartir la fissuration sur toute la hauteur des éprouvettes

Comme toute les couches latéritiques étudiées la couche 2 a connu une grande évolution en fonction du

taux de ciment et les valeurs de module ont largement augmenté de l’état cru à l’état amélioré du matériau.

Le module à évolué de 49 MPa à 229 MPa de 0% de ciment à 3 % de ciment. Les déformations axiales

maximales enregistrées sont autour de 0.3% à 1%.


Couche 1 0% ciment (figure) : le mode de rupture le plus observé est la rupture par fissuration. Les

modules obtenus par essais sont ceux réalisés sur deux éprouvettes et les valeurs obtenues ne permettent

pas de les apprécier, les valeurs de module étant très éloignées l’une de l’autre (elles sont de 16.86 MPa sur

l’éprouvette 1 à 48.19 MPa sur l’éprouvette 2)

Couche 1 1% ciment (figure 21 Annexe 4) : sur ce mélange on remarque une légère variation des valeurs

entre les éprouvettes confectionnées, elles varient de 46.154 MPa et 64.167 MPa.

Couche 1 2% ciment (figure 22 Annexe 4) les valeurs de module sur la couche 1 à 2% ne sont pas si loin

de celles obtenues à 1% d’amélioration. Elles varient de 54.239 à 80.935 MPa. La rupture des éprouvettes

se fait par fissuration sur l’ensemble de l’éprouvette

Couche 1 3% ciment (figure 23 annexe 4) Les valeurs des modules sont éloignées les unes des autres et

elles varient (de 86.667 MPa à 317.647 MPa.) Les valeurs éloignées peuvent être interprétées par le fait

que la partie supérieure des éprouvettes avait une rupture plus rapide que les autres parties de l’éprouvette.

On remarque que les modules d’Young de la latérite crue sur la couche 1 et de la latérite améliorée au

ciment augmentent. Cela se justifie par le fait que la rigidité augmente avec le pourcentage de ciment




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ajouté. Ce qui est recherché avec l’amélioration. Cependant deux grandes valeurs du module ont été

trouvées : 69 MPa pour la latérite de la couche 1 à 2 % de ciment et 95 MPa pour celle à 3 % de ciment.

4.4.3.6 Synthèse

L’ensemble des éprouvettes étudiées a permis de mieux représenter les résultats des essais de compression.

et de mieux comprendre le comportement de chaque type de matériaux suite à l’augmentation du taux de

ciment. Néanmoins certains écarts sont a noter pendant les essais et plusieurs hypothèses peuvent justifier

ces écarts.

H1 : Les écarts peuvent être dû à l’énergie de compactage, car il se peut qu’elle ne soit pas

identique pour toutes les éprouvettes (Certains compactages ont été faits par des opérateurs

différents, or l’énergie de compactage pourrait varier selon l’opérateur)

H2 : Elle peut également se justifier par la teneur en eau qui est sensiblement différente d’une

éprouvette à l’autre étant donné qu’elle influe beaucoup sur le compactage (cela peut arriver du fait

que l’eau s’évapore du mélange effectué en début d’essai pour confectionner l’ensemble des

éprouvettes, au fur et à mesure que le compactage se déroule ; et donc, les éprouvettes compactées

en dernier enregistrent une perte de teneur en eau qui peut être à l’origine de la perte de densité du

matériau) ou également un perte en teneur pendant la période de cure du ciment qui peut également

diminuer sa résistance .

Malgré tout, pour chaque couche latéritique, des valeurs élevées du module sont notées sur quelques

éprouvettes. Ce qui permet de dire que les valeurs trouvées pourraient être bien améliorées si les

hypothèses cités ci-dessus étaient bien prises en compte. Une autre solution serait de procéder à un

compactage dynamique pour éliminer la part d’erreur due à l’opérateur et de mouiller individuellement les

mélanges pour chaque éprouvette enfin de procéder à un compactage immédiat pour éviter les pertes de

teneur en eau.

Les résultats obtenus font comprendre que les graveleux latéritique de la couche 3 et la couche 4 présentent

de modules plus grands que les matériaux des autres couches. Ce qui confirme l’observation visuelle sur la

solidité des éprouvettes après compactage.

Toujours de manière visuelle, nous avions aussi trouvé que les éprouvettes étaient assez fragiles du fait de

leur élancement élevé (2f + 40mm) pour les éprouvettes de la couche 1 et couche 2 car elles sont

confectionnées sur des 16x32. En effet, lors de la manipulation, des 16x 32 on remarquait des fissures

pendant le déplacement et même leurs poids (12 à15 Kg) ne facilitait pas la manipulation. Par contre les




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éprouvettes de 10x 20 étant encore plus petites facilitaient la mise en œuvre et tout déplacement, du coup

les meilleurs résultats sont remarqués sur les petites éprouvettes facilement manipulables et réalisables.

Les modes de rupture observées sont la rupture par fissuration et la rupture par écrasement en tête ou en

pied de l’échantillon. Mais les modules dans l’ensemble semblent être plus élevées lorsque la fissuration

est repartie sur la hauteur totale de l’éprouvette.

La dispersion des valeurs ne permet pas de se rassurer sur les résultats des modules d’Young obtenues sur

les différentes couches en fonction du pourcentage de ciment. En réalité l’augmentation du pourcentage de

ciment entraîne une rigidité des matériaux donc le module d’Young devrait augmenter avec l’ajout de

ciment.

Tableau 11-valeur moyenne des modules d'Young sur l'ensemble


0% CIMENT 37.52 49.94 84.58 35.94

1% CIMENT 57.60 121.654 21.65 29.71

2% CIMENT 69.04 215 229.92 165.81

3% CIMENT 95.12 229 312.53 242.25

Enfin, une comparaison a été effectuée avec les résultats trouvés par Fall, Sawangsuriya, Benson, Tuncer,

& Bosscher (2007) (tableau en annexe) et les éprouvettes d’essai réalisés dans le cadre de notre étude avec

les mêmes moules utilisées sur les éprouvettes de la couche 3 et de la couche 4

Les modules comparés semblent être du même ordre de valeur. En effet, les modules des éprouvettes que

nous avons testées varient entre 37.52 MPa et 312.53 MPa et ceux des éprouvettes testées par Fall et al.

(2007) varient entre 7,69 MPa et 274,74 MPa. De même, les déformations axiales que nous avons trouvées

varient entre 0,05 % et 1.5 % et celles trouvées par Fall et al. (2007), entre 1,71 % et 5,42%. Il est

remarqué par ailleurs, que les valeurs des modules trouvées par Fall, Sawangsuriya, Benson, Tuncer, &

Bosscher (2007) augmentent bien avec le pourcentage de ciment. De même que les valeurs que nous avons

obtenues lors de nos travaux. En conclusion on pourra tirer que l’écart entre nos valeurs ne sont pas trop

éloigné vue les caractéristiques de base de nos différents matériaux il devrait être justifié.




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Tableau 12- Résultats essais de compression simple sur graveleux latéritiques (Fall, Sawangsuriya,

Benson, Tuncer,& Bosscher, 2007) (Confère Annexe 2 Tableau 2)

4.2.3 Etude des paramètres de cisaillement sur les couches latéritiques non traitées et traitées au ciment

Résultats des essais de cisaillement –Analyse et interprétation Afin de confirmer et mieux caractériser le comportement des couches latéritiques avant et après traitement,

des essais mécaniques, particulièrement l’essai de cisaillement qui est également un essai comparatif a été

réalisé avant et après traitement [tableau 13]. Les essais de cisaillement sont réalisés sur les échantillons

non traités et traités au ciment. Chaque essai a donné des caractéristiques mécaniques différentes pour

chaque type de couche latéritique non traitée et traitée au ciment. Dans le cas de notre amélioration le

matériau qui répond mieux au ciment est le matériau de la couche 3 avec un taux d’amélioration de 3%

ciment. Afin de mieux caractériser la réaction de notre matériaux suite au essais de CBR et de

compression l’essai de cisaillement devrait confirmer si le ciment apporte une amélioration au matériau de

la couche 3 ou non. Ci-dessous les valeurs de cisaillement du matériau de la couche 3 non traitée et traitée.

Tableau 13 résultat essai à la boîte de cisaillement (couche 3)

COUCHE 3 σ(kPa) τ(kPa) c ϕ

Sol latéritique couche 3

non traité

Essai 1 71,89 82,89 3 48,8

Essai 2 148,18 50,92

Essai 3 233,52 268,61

Essai 4

Sol latéritique couche 3

traité à 3% ciment

Essai 1 72,89 56,85 58,15 1,83

Essai 2 170,12 23,8

Essai 3 203,55 114,2

Essai 4 504,04 68,14

D’après les résultats des essais mécaniques sur la couche 3 et toutes les autres couches les matériaux

traités sont quant à eux tout à fait différents en fonction du taux d’amélioration. On constate une

amélioration de la cohésion et de l’angle de frottement. Sur la couche 3 par exemple on a (c’= 58.15 kPa et

de l’angle de frottement interne qui diminue de 48.8 kPa à 1.83 kPa) elle se manifeste par une

augmentation de la cohésion en fonction du taux de ciment qui densifie le sol et comble les vides. Le taux

de ciment dans les sols d’après les essais de ciment dilate plus les sols ce qui fait augmenter

progressivement les paramètre de cisaillement.




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4.3 AMELIORATION DES MATERIAUX DES COUCHES LATERITIQUES A LA GRAVE

CONCASSEE (LITHO-STABILISATION)

Dans cette partie du document seront présentés les résultats des essais mécaniques réalisés sur chaque taux

d’amélioration en grave concassée (20% ; 25% ;30% ; et 35%) et la synthèse de tous les résultats obtenus

4.3.1 Paramètre de los Angeles de la grave concassée 0/25 utilisée Valeur de Los Angeles 𝐿𝐴 = 23,42 < 30 𝐴𝑙𝑜𝑟𝑠 𝑙𝑒 𝑚𝑎𝑡é𝑟𝑖𝑎𝑢 𝑐𝑜𝑛𝑣𝑖𝑒𝑛𝑡 à 𝑙′𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑠𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑒𝑛 𝑐ℎ𝑎𝑢𝑠𝑠é𝑒. La valeur de Los Angeles confirme la qualité de notre granite dans l’utilisation en couche de chaussée

4.3.2 Variation des paramètres du proctor modifié en fonction du taux d’amélioration à la grave concassée Les essais de chaque mélange sont réalisés en respectant les conditions de l’essai de Proctor modifié

conformément à la norme NF P 94-093 (1992) citée dans le chapitre III. Ci-dessous le tableau des valeurs

CBR et Proctor obtenu sur chaque mélange en fonction du taux d’amélioration des couches graveleux en

grave concassée (0/25)

Tableau 14 Valeurs des paramètres du proctor et de CBR en fonction du taux d'amélioration en granite

COUCHE

DE SOL

TAUX

D'AMELIORATION

Paramètre Proctor CBR Gonflement maximal

γd(g/cm3) W(%) Ic= 90%

Ic= 95%

Ic= 98%

10 coups

25 coups

55 coups

C4 30% GRANITE 2,15 9,7 67 86 95 0,41% 1,12% 1,40%

C3 30% GRANITE 2,05 10,5 85 101 110 0,78% 1,74% 1,70%

C2 35% GRANITE 2 12,3 65 84 95 2,87% 1,59% 1,69%

C1 35% GRANITE 1,85 13,6 25 58 69 2,01% 1,01% 1,41%

Analyse et interprétation des résultats

Les matériaux des différentes couches ont réagi tous en fonction du pourcentage d’ajout du Granite suite à

l’essai proctor réalisé sur l’ensemble des couches :

Sur la couche 1 (figure 33 Annexe 5) : en fonction du taux de granite on observe une évolution

des courbes proctor de la couche 1. Plus le pourcentage de grave concassée augmente la teneur en

eau optimale de chaque mélange diminue (de 21.9% à 13.6%) tandis que la densité sèche augmente

(de 1.64 à 1.85 g/cm3) par rapport à l’état non amélioré.

La couche 2 (figure 34 Annexe 5) Sur la couche 2 également on observe une grande amélioration

des paramètres du proctor en fonction du taux d’amélioration des matériaux en grave concassée. La

teneur en eau du matériau diminue (de 19.4 % à 12.3%) et la densité sèche augmente à chaque

variation du pourcentage de grave concassée (de 1.76 à 2 g/cm3)




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La même remarque sur la couche 1 et 2 est présentée sur la couche 3 (figure 35 Annexe 5)

avec une grande diminution de la teneur en eau (de 16.6 à 8%) et une augmentation de la densité

sèche des différents mélanges (1.83 à 2.32 g/cm3)

Par contre sur la couche 4 (figure 36 Annexe 6) on note deux phases d’évolution des paramètres

du proctor en fonction des taux de mélange en grave concassée. Pour un taux de granite allant de

0%-25% on remarque une augmentation de la densité sèche (1.96 à 2.23%) accompagné d’une

diminution de la teneur en eau de (14.1% à 10%). La deuxième phase d’évolution est caractérisée

par une baisse de la densité sèche (2.23 à 2.05 g/cm3) en fonction du taux de grave (de 25% à 30%)

Dans l’ensemble nous pouvons conclure qu’en fonction du type de matériaux ou de couches latéritiques

l’amélioration des matériaux à la grave concassée peut entrainer une augmentation ou diminution des

valeurs de proctor.

4.3.3 Evolution de la portance CBR en fonction du taux d’amélioration à la grave concassée (confère tableau 12 et figure en Annexe 5) Les essais de CBR ont été réalisées sur l’ensemble des couches latéritiques et améliorées à des taux de

20% ;25% ;30% ;35% de grave concassée. Ces améliorations ont été appliquées sur chaque couche

latéritique et plusieurs valeurs de CBR ont été retenus à différents degré de compacité (90% ; 95% et 98%).

Les valeurs de CBR de l’ensemble des améliorations sont présentées dans le tableau ci-dessous.

Analyse et interprétation des résultats

Par rapport aux résultats de CBR obtenus nous pouvons dire que le traitement des latérites avec le concassé

de granite a une influence sur la portance de chaque sol. L’évolution de ces paramètres diffère d’une

couche à une autre. Pour les couches 1, et 2 l’amélioration semble avoir le même effet mais sur les

matériaux de la couche 3 et 4 l’effet du granite n’est pas le même en fonction du taux d’amélioration des

matériaux. Les valeurs de CBR maximal obtenues sont représentées dans le (tableau 14) en violet

En effet les valeurs maximales de CBR sont constatées sur les matériaux des couches litho-stabilisées dont

les courbes proctor donnent des valeurs élevées de densité sèche à l’OPM Proctor. Compte tenu des

recommandations du CEBTP, les matériaux sont considérés comme satisfaisants pour la réalisation des

couches latéritiques ci-dessous présentées dans un tableau de valeurs de CBR retenus sur chaque couche où

figure aussi leur utilisation dans la mise en œuvre des différentes couches de chaussée.




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Tableau 15 Valeurs de CBR retenus en fonction des spécifications et le taux de granite associé

Couche

Latéritiques

% de Concasse de

Granite retenu

Valeurs

de CBR

Spécification technique

(classe de Trafic T3)

Couche de

fondation

Couche de

base

Couche de

Fondation

Couche

de Base

Couche 1 35% 58 >35 >80 oui non

Couche 2 35% 84 >35 >80 oui oui

Couche 3 30% 101 >35 >80 oui oui

Couche 4 30% 86 >35 >80 oui oui



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4.3.4 Préparation des éprouvettes pour les essais de compression simple Le tableau ci-dessous présente la nomenclature des éprouvettes représentées dans les annexes

Tableau 16 Nomenclature des éprouvettes de compression pour les couches améliorées à la grave

concassée

Couches

latéritiques

Type de préparation

20% GRANITE 25% GRANITE 30 % GRANITE 35% GRANITE

Couche 1 K1C1-20G K1C1-25G K1C1-30G K1C1-35G




Résultats des essais-analyse et interprétation

Dans l’ensemble les essais de compression ont été réalisés sur chaque couche latéritique améliorée à la

grave concassée ou non améliorée. Les taux d’amélioration sont ceux utilisés au niveau des valeurs des

paramètres proctor et CBR (tableaux 14) sur chaque taux (20% Granite ; 25% Granite ; 30% Granite. Et

35% Granite) nous avons confectionné trois éprouvettes sur lesquels les essais de compression simple ont

été appliqués

Les résultats ont été résumés sous forme de tableaux pour chaque site et chaque mélange donnant ainsi les

valeurs des éléments suivants : déplacement et déformation axial au pic, charge et contrainte

maximales, ainsi que de module d’Young, Dans cette partie du mémoire seuls les résultats des

graveleux latéritiques de la couche 4 améliorée à la grave seront présentés dans le tableau 17 Le reste des

résultats est regroupé en annexe.

Graveleux latéritiques de la couche 4

Voici ci-dessous les valeurs de module de la couche 4 représentées dans le tableau 16 ci-dessous



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Tableau 17 Evolution du module d'Young en fonction du taux d'amélioration de la grave sur les matériaux

de la couche 4


% D'AMELIORATION 7 JOURS DE SEJOUR (EMBALLES)

N° ECH W (%) COMPACITE Ec MPa) Rc (kPa)

20% GRANITE E1 11,1% 93,0% 194,4444 1400

E2 10,5% 92,8% 133,9286 1125

E3 10,8% 91,0% 176,6667 2650

MOYENNE 10,8% 92,3% 168,3466 1725

25% GRANITE E1 8,9% 90,0% 147,481 512,0337

E2 9,5% 89,8% 187,5663 469,9214

E3 10,0% 88,7% 192,5006 547,1194

MOYENNE 9,8% 89,3% 190,0335 509,6915

30% GRANITE E1 9,0% 98,5% 187,6539 1353,923

E2 9,7% 98,1% 225,7728 458,5445

E3 8,1% 98,3% 338,6592 687,8167

MOYENNE 8,9% 98,3% 206,7134 573,1806

35% GRANITE E1 7,6% 97,0% 204,2553 760,6467

E2 6,2% 96,1% 111,946 940,3463

E3 7,5% 94,6% 113,2264 1035,54

MOYENNE 6,9% 95,4% 112,5862 912,1777

Couche 4 20% granite (figure 51 annexe 5) : Les valeurs des modules obtenues des trois éprouvettes sont

assez proches et permettent de donner la valeur de module de façon assez précise. Toutefois on peut

toujours noter une différence entre les éprouvettes plus souvent liée à la disposition des éprouvettes sur la

machine ou à la difficulté de mettre en place des éprouvettes de forme arrondie ou de surface assez plane.

La moyenne de module obtenues est de 168.35 MPa pour déformation moyenne de 1.02%.

Couche 4 25% granite (figure 52 Annexe 5)

Les valeurs de module sur la couche 4 à 25% de granite sont proches les unes les autres sauf une qui a

l’air assez grand mais ils sont dans les intervalle de variation et la déformation des éprouvettes observer ne

sont pas loin les unes des autres elles varient de 0.69% à 0.91%. La rupture sur ces éprouvettes était plus un

détachement des grains sur les éprouvettes suivis des fissures sur toute la hauteur des éprouvettes.

Couche 4 30% granite (figure 54 Annexe 5)

Les valeurs des modules sont assez éloignées les unes les autres et elle varie de 187.654 MPa à 338.659

MPa. Les valeurs assez éloignées sont justifiées par des difficulté d’obtenir une surface assez plane dû à un

pourcentage de grave assez élevé qui complique l’arase de la surface des éprouvettes ce qui rend difficile



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leurs mises en place de façon vertical à la disposition axiale de la machine. Les déformations obtenues sur

l’ensembles des éprouvettes sont de l’ordres de 0.2% à 0.7% occasionné par une rupture par fissuration

locale vers le haut de l’éprouvette.

Couche 4 35% granite (figure 53 annexe 5))

La couche 4 à 35% de Granite donne des valeurs assez proches également sauf une qui est assez éloignée

des deux autres. Le module obtenu des trois éprouvettes varie de 111.95 à 201.26 MPa et on enregistre une

déformation de 0.37% à 0.91%. Les ruptures obtenues sur ces éprouvettes sont surtout occasionnées par

une ségrégation des grains de surface qui entraine la chute répétitive des grains visibles sur les courbes

(Annexes. Figure.)


Couche 3 20% granite (figure 48 Annexe 5) : les valeurs des modules obtenues des trois éprouvettes sont

assez proches sauf une valeur qui s’est écartées des deux autre. Les modules obtenus varient de 33.88 MPa

à 51.59 MPa. La déformation maximale enregistrée sur les éprouvettes varie de 1.18% à 2.65%. Sur ces

éprouvettes les fissurations n’ont pas été évidentes mais plus une cassure des éprouvettes.

Couche 3 25% granite (Tableau 16 ; figure en annexe) :

A 25% de Granite sur la couche 3 (figure 48 annexe 5) on remarque sur les trois éprouvettes des valeurs

très proches mais au lieu d’améliorer le matériau sa rigidité diminue comparativement à celle obtenue à

20% de granite. Les valeurs de module obtenues varient de 17.86 MPa à 18.92 MPa. La déformation

moyenne enregistrée sur les éprouvettes est de 2.7%.

Couche 3 30% granite (Tableau 16 ; figure en annexe)

A 30% de Granite sur la couche 3 (figure 49 Annexe 5) : on remarque sur les trois éprouvettes des

valeurs très proches et élevé par rapport au module à 20% de Granite. Les valeurs de module obtenues

varient de 40.31 MPa à 47.43 MPa. La déformation moyenne enregistré sur les éprouvettes est de 2.4%.

Courbe 3 35% Granite (figure 50 en annexe 5) : Pour les éprouvettes de la couche 3 35% de Granite les

valeurs de modules obtenues sont très éloignées et ne donnent pas une moyenne assez raisonnable du point

de vue des écarts des valeurs des éprouvettes. Les modules obtenus varient de 120.10 MPa à 288. 99 MPa.

Les déformations enregistrées varient de 0.2% à 0.7%.


Couche 2 0% granite (figure) (confère chapitre précédent)



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Couche 2 20% granite (figure 45 annexe 5) : les valeurs des modules obtenues des trois éprouvettes sont

assez proches sauf une valeur qui s’est écartée des deux autres. Les modules obtenus varient de 6.98 MPa à

13.29 MPa. La déformation maximale enregistrée sur les éprouvettes varie de 2.5 % à 3.5 %. Sur ces

éprouvettes les fissurations n’ont pas été évidentes mais plus une cassure des éprouvettes.

Couche 2 25% granite (figure 46 en annexe 5) :

A 25% de Granite sur la couche 2 on remarque sur les trois éprouvettes des valeurs sont très éloignées

entre elles. Les valeurs de module obtenues varient de 5.87 MPa à 25.94 MPa. La déformation moyenne

enregistrée sur les éprouvettes est de 1.9 %.

Couche 2 30% granite (figure 47 en annexe 5)

A 30% de Granite sur la couche 2 : on remarque sur les trois éprouvettes des valeurs très élevées entre

elles. Les valeurs de module obtenues varient de 29.40 MPa à 51.59 MPa. La déformation moyenne

enregistrée sur les éprouvettes est de 1.33%.

Courbe 2 35% Granite (figure 48 en annexe 5) : Pour les éprouvettes de la couche 2 35% de Granite les


de vue des écarts des valeurs des éprouvettes. Les modules obtenus varient de 23.01 MPa à 51.59 MPa. Les

déformations enregistrées varient de 1.12% à 2.3%.


Couche 1 20% granite (figure 41 annexe 5) : les valeurs des modules obtenues des trois éprouvettes sont

assez proches sauf une valeur qui s’est écarté des deux autres. Les modules obtenus varient de 5.89 MPa à

12.69 MPa. La déformation maximale enregistré sur les éprouvettes varie de 3.11 % à 4.8 %. Sur ces

éprouvettes les fissurations n’ont pas été évident mais plus une cassure des éprouvettes.

Couche 1 25% granite (figure 42 en annexe5) :

A 25% de Granite sur la couche 1 on remarque sur les trois éprouvettes des valeurs très proches et une

légère augmentation de la rigidité comparée à celle obtenue à 25% de Granite. Les valeurs de module

obtenues varient de 11.20 MPa à 32.49 MPa. La déformation obtenue varie de 1,2% à 3% d’une éprouvette

a une autre.

Couche 1 30% granite (figure 43 en annexe 5)



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A 30% de Granite sur la couche 1 : on remarque sur les trois éprouvettes des valeurs très proches et

légèrement supérieures au module à 25% de Granite. Les valeurs de module obtenues varient de 17,34 MPa

à 18.42 MPa. La déformation enregistrée sur les éprouvettes varie de 0,5% à 1,8%.

Courbe 1 35% Granite (figure 44 en annexe 5) : Pour les éprouvettes de la couche 1 35% de granite les


de vue des écarts des valeurs des éprouvettes. Les modules obtenus varient de 11.25 MPa à 37.10 MPa. Les

déformations enregistrées varient de 0,88% à 2,12%.

Suite à l’essai de compression nous pouvons déduire que lorsqu’on ajoute une certaine quantité de

concassé caillouteux (comme dans le cas de notre étude la grave concassée de classe granulaire 0/25) sur

les matériaux des couches latéritiques on renforce leurs squelettes granulaires. D’où une augmentation de

l’angle de frottement interne des matériaux des couches latéritiques.

SYNTHESE

Tableau 18 Valeur moyenne des modules en fonction du taux de Granite sur les couches latéritiques


0% GRANITE 37.52 49.94 84.58 35.94

20% GRANITE 8.53 10.63 38.83 168.35

25% GRANITE 12.36 21.57 18.18 190.034

30% GRANITE 17.76 42.36 43.80 206.71

35% GRANITE 26.52 41.96 204.54 112.586

L’ensemble de toutes les éprouvettes étudiées ne nous a pas permis de mieux représenter les résultats des

essais de compressions mais néanmoins ce n’est pas toujours possible de conclure sur la valeur du module

à retenir, du fait de l’écart entre les valeurs trouvées pour un même mélange et sur l’ensemble d’une même

couche. Ces écarts entre les valeurs peuvent être corrigées en augmentant le nombre d’éprouvettes pour

chaque mélange.

Quelques hypothèses peuvent justifier ces écarts.

H1 : elle peut également se justifier par la teneur en eau qui est sensiblement différente d’une éprouvette à

l’autre étant donné qu’elle influe beaucoup sur le compactage (cela peut arriver du fait que l’eau s’évapore

du mélange effectué en début d’essai pour confectionner l’ensemble des éprouvettes, au fur et à mesure que

le compactage se déroule ; et donc, les éprouvettes compactées en dernier enregistrent une perte de teneur



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en eau qui peut être à l’origine de la perte de densité du matériau) ou également un perte en teneur avant

compression car les éprouvettes de compression sont écrasées 72h après leurs confection.

H2 : les écarts peuvent être dû à l’énergie de compactage, car il se peut qu’elle ne soit pas identique pour

toutes les éprouvettes, car lorsque le pourcentage de grave augmente le compactage devient difficile et

souvent le coup de la dame ne se repose pas sur le mélange mais plutôt a tendance à réduire les graviers en

poudre ce qui peut changer la compacité et la rigidité des éprouvettes



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CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES

A l’issue de ce travail de recherche, on s’est attaché d’une part, à la composition stratigraphique de la

carrière latéritique de Kamboinse (Saam tanga) et d’autre part à la recherche des techniques de stabilisation

des différents matériaux composant chacune des couches latéritiques de la carrière. La portance de ses

couches latéritiques étant liée à leurs portances et résistances aux essais de compression et de cisaillement

nous avons étudié leurs caractéristiques face aux techniques de stabilisation au ciment et à la

lithostabilisation.

Du point de stratigraphique les études de la carrière Saamtanga nous ont permis d’identifier quatre couches

latéritique de la surface 0 m de profondeur a 8 m de profondeur

La bibliographie existante nous a permis d’avoir les caractéristiques requises pour les matériaux de

chaussées et de parcourir toutes les techniques de stabilisation actuellement utilisées en construction

routière. Les essais au laboratoire nous ont donné des caractéristiques différentes des couches latéritiques

que compose la carrière de Saamtanga. En effet elle est composée de deux couches de portance faible

(Indice CBR après 4 jours d’immersion égale à 13 pour la couche 1 et 20 pour la couche 2) et de deux

couches de portance CBR assez élevé et pouvant s’utiliser en couche de fondation (Indice CBR après 4

jours d’immersion égale à 60 pour la couche 3 et de 65 pour la couche 4).

Suite aux résultats de capacité de portance de chacune des couches latéritiques il a une nécessité de les

améliorer pour une utilisation en couche de base de chaussée afin de limiter les problèmes de dégradation

le traitement des couches latéritiques au ciment et au granite augmente significativement leur capacité de

portance. Mais l’effet du ciment est encore plus important que celle du granite qui tient plus compte de la

minéralogie de chaque sol.

L’étude a montré que le traitement des sols dépend plus de leurs caractéristiques de base. Surtout de leurs

composition minéralogique et physique. Les matériaux de la couche 1 et couche 2 situés à une profondeur

de 4-8m contient plus de fines que celle de la couche de surface (3 et 4) sableux et graveleux

Pour un traitement au ciment des différentes couches, le dosage peut être limité à 3% de ciment pour les

matériaux de la couche 3 et 4 et aller un peu plus sur les matériaux de la couche 1 et couche 2. Les valeurs

de CBR de compression et de cisaillement obtenues sont bonnes pour usage en couche de fondation pour

les matériaux de la couche 1 et 2 et de base pour les matériaux de la couche 3 et 4. Une augmentation du

dosage sur la couche 3 et 4 sera néfaste sur la rigidité de la couche d’où des risques de fissuration.

Pour un traitement à la grave concassée le taux de dosage également varie en fonction des couches

latéritiques. Sur la couche 1 et 2 le dosage maximum retenu est de 35% de granite tandis que sur les



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couches 3 et 4 il est de 30% de granite. Elles peuvent être tous utilisées et couche de fondation mais en

couche de base seulement les matériaux de la couche 3 et 4 seront utilisées.

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 études caractéristiques des différentes méthodes de stabilisation nous montre qu’elle peut être utilisée

dans la stabilisation des matériaux pour usage en construction routière

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. les deux techniques sont simples, efficaces mais très réservées aux entreprises spécialisées

car toute moindre erreur conduirait à des dégâts importants.

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RECOMMANDATION

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’autre techniques de stabilisation en géotechnique routière et

expérimenter plusieurs dosages sur chaque couche afin de comprendre le comportement général de

chaque couche

Une étude supplémentaire les valeurs de module réversible est nécessaire pour compléter l’étude au

laboratoire ce qui permettra donc un choix techniquement adapté en fonction des valeurs de CBR

obtenues

Etendre la recherche sur plusieurs types de carrière et leurs couches stratigraphiques

Il est nécessaire de vérifier à long terme la portance des matériaux stabilisés car certains matériaux

perdent leurs résistances progressivement au fur et à mesure des temps

En plus des essais de CBR compression simple et cisaillement d’autre essais pourront compléter

notre étude caractéristique comme l’essai de compression triaxial pour déterminer les modules

irréversibles afin de les comparer à celles obtenues par l’essai de compression axiale.




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BIBLIOGRAPHIE

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base. Ouagadougou; : 2iE.

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CARACTERISATION DES GRAVELEUX LATERITIQUES AMELIORES AU CIMENT ET

LITHO-STABILISES EN VUE D’UNE UTILISATION EN CONSTRUCTION ROUTIERE

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ANNEXES

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LISTES DES TABLEAUX EN ANNEXES

Tableau 1 Fuseau granulaire du GAL (1) et du Concassé (2) ................................................ 20

Tableau 2 limite Atterberg couche 1 ........................................................................................ 30

Tableau 3 limite Atterberg de la couche 3 ............................................................................... 30



Tableau 6 condition des essais Proctor Normal et Modifié .................................................... 32

Tableau 8 Tableau des valeurs de CBR des couches latéritiques en fonction du taux de ciment

.................................................................................................................................................. 37

Tableau 9 valeur de module d'Young sur C1 en fonction du taux de ciment........................... 37

Tableau 10 valeurs moyenne de module d’Young sur c2 en fonction du taux de ciment ........ 40

Tableau 11 valeurs moyenne de module sur C3 en fonction du taux de ciment ...................... 43

Tableau 12 valeurs moyenne de module d'Young sur C4 en fonction du taux de ciment ........ 47

Tableau 13 Paramètre de cisaillement améliorer au ciment sur la couche 1 ......................... 51

Tableau 14 Paramètre de cisaillement améliorer au ciment sur la couche 2 ......................... 51

Tableau 15 Paramètre de cisaillement améliorer a 3% de ciment sur C3 .............................. 51

Tableau 16 Paramètre de cisaillement améliorer a 3% de ciment sur la couche 4 ................ 52

Tableau 17 valeurs moyenne de module d'Young en fonction du taux de granite sur c1 ........ 59

Tableau 18 valeurs moyenne de module d’Young sur la couche 2 en fonction du taux de granite ...................................................................................................................................... 62

Tableau 19 valeurs moyenne de module d'Young sur la couche 3 améliorée au granite ........ 65

Tableau 20 Valeurs moyenne de Module d'Young sur la couche 4 en fonction du taux de

Granite ..................................................................................................................................... 68



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LISTES DES FIGURES EN ANNEXES

Figure 1 Profil en travers d’une structure de chaussée (https://goo.gl/images/CwAH9B) ....... 3

Figure 2 Dégradation structurel de type A ................................................................................ 2

Figure 3 type de fissuration hors fatigue (type B) ..................................................................... 2

Figure 4 zone de couverture latéritique dans le monde d'après Pedro (1968) in Tardy (1997)6

Figure 5 Courbe Granulométrique typique de graveleux latéritiques concrétionnés (Gidigasu,

1976) ........................................................................................................................................... 7

Figure 6: A) Influence de la position du sol dans le profil latéritique sur la courbe de la

densité en fonction de la teneur en eau (D'après Baldovin, 1969 in Gidigasu. 1976) B)

Caractéristiques de compacité des sols tropicaux typiques en relation avec le matériaux

parents (D’après Clare & Beaven, 1965 in Gidigasu, 1976). C) valeurs de la densité maximale de sols résiduels latéritique en relation avec le type de roche-parent (D’après Cru, 1969 in Gidigasu 1976) ............................................................................................................ 10

Figure 7. Emprunt latéritique de Kamboinse, Ouagadougou (Emprunt, Saamtanga) ............ 18

Figure 8 répartition stratigraphiques des couches latéritiques sur la carrière de kamboinse 19

Figure 9. Eprouvette immergée dans l'eau pour détermination de gonflement ...................... 24

Figure 10. Contrainte de cisaillement et déformation horizontale maximale ......................... 25

Figure 11 Dispositif de l'essai de cisaillement direct (Vincent Robitaille, Denis Tremblay).. 25

Figure 12 exemple montrant le calcul des contraintes a la rupture (Vincent Robitaille, Denis

Tremblay) ................................................................................................................................. 26

Figure 13 principes de l'essai de compression simple............................................................. 27

Figure 14- Photos de quelques éprouvettes pour essais de compression simple (a);

échantillons subdivisé sur le plan de la hauteur pour les mesures des valeurs par capteurs

verticales (b): éprouvettes emballé pour conservation de teneur en eau optimal; (c):

éprouvettes déballé pour essai de compression ....................................................................... 29

Figure 15 courbe granulométrique des couches latéritiques .................................................. 30

Figure 16 histogramme des caractéristiques de plasticité des couches latéritiques étudiées . 32

Figure 1 Fuseau granulométrique type pour un sol latéritique utilisable en couche de

chaussée( couche de base et couche de fondation) .................................................................. 19

Figure 2 Etape 1 : masse de départ de l'échantillon (Tas 1) ................................................... 21

Figure 3 Etape 2 divisions de l'échantillon de départ en 4 ..................................................... 21

Figure 4 Etape 3: croisement des échantillon AD et BC ........................................................ 21

Figure 5 Etape 3: Assemblage des tas en quatre a la fin ........................................................ 21

Figure 6 échantillonneur type .................................................................................................. 22

Figure 7 : schéma montrant le principe d'échantillonnage .................................................... 22

Figure 8 Insertion de L'AG de K1C1 dans les fuseaux granulaire du CEBTP (couche de base

en noire et fondation en rouge) ................................................................................................ 27

Figure 9 Insertion de l'AG de K1C2 dans le fuseaux granulaire du CEBTP ( couche de base

en noire et de fondation en rouge) ........................................................................................... 27

Figure 10 Insertion de l'AG de K1C3 dans le fuseaux granulaire du CEBTP ........................ 27

Figure 11Insertion de l'AG K1C4 dans le fuseaux granulaire du CEBTP ............................. 27



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Figure 12-Limites Atterberg, teneur en eau naturelle et indice de plasticité (Vincent

Robitaille, Denis Tremblay) ..................................................................................................... 28

Figure 13 Courbes proctor des couches latéritiques non améliorées ..................................... 33

Figure 14 Evolution des courbes proctor de la couche 1 en fonction du taux de ciment ........ 34

Figure 15Evolution des courbes proctor de la couche 2 en fonction du taux de ciment ......... 34



Figure 18 valeur de CBR de couche 1 en fonction du taux de ciment et du degré de compacité

.................................................................................................................................................. 35

Figure 19 Valeur de CBR de la couche 2 en fonction du taux de ciment et du degré de

compacité ................................................................................................................................. 35

Figure 20 Valeur de CBR de la couche 3en fonction du taux de ciment et du degré de

compacité ................................................................................................................................. 36

Figure 21 valeur de CBR de la couche 4 en fonction du taux de ciment et de compacité....... 36

Figure 22 Module d'Young C1 1% Ciment ............................................................................. 39

Figure 23 Module d'Young C1 2% Ciment .............................................................................. 39





Figure 28 module d'Young C3 1% Ciment .............................................................................. 45


Figure 30 Module d'Young C3 3% ciment ............................................................................... 46

Figure 31 module d'Young C4 1% Ciment .............................................................................. 49


Figure 33 Module d'Young C4 3% Ciment ............................................................................. 50

Figure 34 Machine de Los Angeles ......................................................................................... 52

Figure 35 Boulets de l'essai Los Angeles ................................................................................ 52

Figure 36 Evolution des courbes Proctor de la couche 1 en fonction du taux d'amélioration

en grave concassée (0/25) ........................................................................................................ 54

Figure 37 Evolution des courbes proctor de la courbe 2 en fonction du taux de granite ....... 55

Figure 38 Evolution des courbes proctor de la couche 3 en fonction du taux de Granite ...... 55

Figure 39 évolution des courbes Proctor de la couche 4 en fonction du taux de Granite ..... 56

Figure 40 Valeur de CBR sur la couche 1 en fonction du taux de Granite ............................. 57

Figure 41 valeurs de CBR de la couche 2 en fonction du Taux de Granite ............................ 57

Figure 42 Valeur CBR de la couche 3 en fonction du taux de Granite ................................... 58

Figure 43 valeurs de CBR en fonction du taux d'amélioration en Grave concassée .............. 58

Figure 44 module d'Young c1 20% granite ............................................................................. 60




Figure 48 module d'Young c2 20% granite ............................................................................ 63


Figure 50 Module d'Young C2 30% Granite ........................................................................... 64



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Figure 51 Module d'Young C2 35% granite ............................................................................ 64


Figure 53 module d'Young c3 25 % granite ............................................................................ 66


Figure 55 module d’Young C3 35% granite ............................................................................ 67

Figure 56 module d'Young C4 20% Granite ........................................................................... 69






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Table des matières ANNEXES ........................................................................................................................... 72

ANNEXE I : SYNTHESE BIBIOGRAPHIQUE SUR L’UTILISATION DES LATERITES EN COUCHE DE CHAUSSEE ET LEUR ROLE SUR LA MISE EN

OEUVRE DE LA TECHNIQUE DE LA STABILISATION AU CIMENT ET A LA

GRAVE CONCASSEE .......................................................................................................... 19

1.1- utilisation de la latérite dans la réalisation des différentes couches de chaussée .......... 19

1.2 Technique de lithostabilisation ....................................................................................... 20

ANNEXE II : MATERIELS ET METHODES ................................................................... 20

2.1 Méthodologie d’échantillonnage des matériaux avant essais ................................... 20

2.1.1 Le quartage ............................................................................................................... 21

2.1.2 Echantillonnage de la latérite ................................................................................... 22

ANNEXE III : ETUDE CARACTERISTIQUE DES COUCHES LATERITIQUES A

L’ETAT NATUREL SANS AMELIORATION .................................................................. 24

3.1 ESSAIS D’IDENTIFICATION ................................................................................... 24

3.1.1 Description de l’essai d’analyse granulométrique ................................................... 24

3.1.2 Essais de consistances (Limites d’Atterberg) .......................................................... 28

3.1.3 Protocole essais Proctor ........................................................................................... 31

ANNEXE IV : ETUDE CARACTERISTIQUE DES COUCHES LATERITIQUES

AMELIOREES AU CIMENT ............................................................................................... 34

4.1 Evolution des courbes Proctor en fonction du taux d’amélioration en ciment sur chaque couche latéritique .................................................................................................................. 34

4.2 Evolution de l’Indice CBR en fonction du taux de ciment ....................................... 35

4.3 ESSAI DE COMPRESSION A L’ETAT AMELIORE ............................................ 37

A-COMPRESSION C1 ..................................................................................................... 37

B-COMPRESSION C2 ..................................................................................................... 40

C-COMPRESSION C3 ..................................................................................................... 43

D-COMPRESSION C4 ..................................................................................................... 47

4.4 FIGURE ET VALEUR ESSAIS DE CISAILLEMENT ........................................... 51

4.4.1 Valeur de cisaillement maximal obtenue sur les éprouvettes à des taux d’amélioration au ciment acceptable pour une couche de chaussée ................................. 51

ANNEXE V : ETUDE CARACTERISTIQUE DES COUCHES LATERITIQUES A

AMELIORER A LA GRAVE CONCASSEES 0/25 ........................................................... 52



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5.1 Evolution des courbes Proctor en fonction du taux d’amélioration en grave concassée sur chaque couche latéritique ............................................................................................... 54

A-Couche 1 ....................................................................................................................... 54

B-Couche 2 ....................................................................................................................... 54

C-Couche 3 ....................................................................................................................... 55

D-Couche 4 ....................................................................................................................... 56

5.2 Evolution de l’indice CBR en fonction du taux de granite ....................................... 57

5.3 ESSAI DE COMPRESSION A L’ETAT AMELIORE ............................................ 59

A-COMPRESSION C1 ..................................................................................................... 59

B-COMPRESSION C2 ..................................................................................................... 62

C-COMPRESSION C3 ..................................................................................................... 65

D-COMPRESSION C4 ..................................................................................................... 68



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ANNEXE I : SYNTHESE BIBIOGRAPHIQUE SUR L’UTILISATION DES LATERITES EN COUCHE DE CHAUSSEE ET LEUR ROLE SUR LA MISE EN

OEUVRE DE LA TECHNIQUE DE LA STABILISATION AU CIMENT ET A LA

GRAVE CONCASSEE

1.1- utilisation de la latérite dans la réalisation des différentes couches de chaussée

Figure 17 Fuseau granulométrique type pour un sol latéritique utilisable en couche de

chaussée( couche de base et couche de fondation)

0,01 0,1 1 10 100

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

min fuseau fndation max fuseau fondation

'min fuseau base 'max fuseau base'



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1.2 Technique de lithostabilisation Tableau 19 Fuseau granulaire du GAL (1) et

du Concassé (2)

Ouverture du

tamis

Pourcentage en poids des

passants

En m/m minimum maximum

50 100 100

40 95 100

31,5 92 100

20 85 100

10 66 95

5 40 75

2 20 55

1 14 45

0,5 10 38

0,08 6 26

Ouverture du

tamis

Pourcentage en poids des

passants

En m/m minimum maximum

50 100 100

40 85 97

31,5 40 80

20 10 48

10 0 12

5 0 0

2 0 0

1 0 0

0,5 0 0

0,08 0 0

Source : document Mr Lompo., 1980

ANNEXE II : MATERIELS ET METHODES

2.1 Méthodologie d’échantillonnage des matériaux avant essais

Le matériau latéritique prélevé n’est pas directement utilisable pour les essais géotechniques

car elles sont prélevées sur le site dans des sacs par couches .il faudra prendre soin de bien

mélanger chaque sac afin d’être sûr d’avoir le même type de matériaux pour chaque essai sur

le matériau. Après avoir regroupé les sacs par couche latéritique il faudra préparer les

matériaux des différentes couches aux différents essais en homogénéisant chaque type de

couche afin d’obtenir une bonne représentativité. La préparation consiste donc à faire passer

le matériau par les étapes de quartage et d’échantillonnage que nous décrirons dans la suite.



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2.1.1 Le quartage

:

Figure 18 Etape 1 : masse de départ de

l'échantillon (Tas 1)

Figure 20 Etape 3: croisement des échantillon AD

et BC

Figure 21 Etape 3: Assemblage des tas en

quatre a la fin

Figure 19 Etape 2 divisions de

l'échantillon de départ en 4



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Figure 22 échantillonneur type

Figure 23 : schéma montrant le principe d'échantillonnage

2.1.2 Echantillonnage de la latérite L’échantillonnage consiste à homogénéiser la latérite posée en vrac. Il se réalise au moyen

d’un outil appelé échantillonneur dans lequel on fait passer des fractions du matériau pour

permettre un mélange homogène du matériau.

L’échantillonneur est composé de 2 compartiments démontables et une chambre de tamisage.

Pour des raisons explicatives, nous nommons ces compartiments 1 et 2

Dans le cadre nos travaux le passage à l’échantillonneur se fait comme suit : Prélever 3 fois la

latérite à l’aide d’un récipient et verser tout en secouant dans la chambre de tamisage de

l’échantillonneur. Remettre le contenu du compartiment 1 dans le tas de matériau et repasser

le contenu du compartiment 2 à l’échantillonneur. Verser le contenu du compartiment 1

dans un récipient récepteur. Repasser le contenu du compartiment 2 dans l’échantillonneur.

Verser le contenu du compartiment 1 dans le tas et verser le contenu du compartiment 2 dans

le récipient récepteur. Le schéma suivant résume les étapes de l’échantillonnage :



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Tableau 20 Résultats essais de compression simple sur graveleux latéritique (Fall,

Sawangsuriya, Benson, Tuncer & Bosscher, 2007)



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ANNEXE III : ETUDE CARACTERISTIQUE DES MATERIAUX A

L’ETAT NATUREL SANS AMELIORATION 3.1 ESSAIS D’IDENTIFICATION

3.1.1 Description de l’essai d’analyse granulométrique

3.1.1.1 Analyse Granulométrique

Les dépôts de couches latéritiques sont de façon générale constitués de mélanges de types de

sols. En effets, ils sont presque constitués de particules de grosseurs différentes. Certains

dépôts, comme les moraines, peuvent même contenir tous les types de sol, des gros blocs aux

particules d’argiles, pour bien décrire les propriétés minéralogiques de chaque couche, il faut

donc connaitre leurs granulométries, c’est-à-dire la répartition de ces particules suivant leur

diamètre équivalent. Deux essais de laboratoire permettent d’établir la granulométrie des sols

composants chaque couche latéritique :

L’Analyse granulométrique par tamisage.

L’Analyse granulométrique par sédimentation

Ces essais sont décrits dans la norme NQ 2501-025 du BNQ. On obtient la granulométrie de

nos différentes couches latéritiques par tamisage pour les refus au tamis de 80µm et par

sédimentation Pour les couches à gros grains contenant plus de 10% à 12% de particules de

silt et d’argiles et pour les couches à grains fins contenant des particules dont le diamètre

équivalent est supérieur à 2mm, l’analyse granulométrique devrait se faire par tamisage et

sédimentation.

L’analyse granulométrique par tamisage L’essai consiste à faire passer un échantillon représentatif de sol représentant chaque couche à

travers des tamis superposés dont les ouvertures vont en décroissant du haut vers le bas. Les

particules les plus grosses restent donc emprisonnées sur les tamis les plus hauts, tandis que

les particules plus fines se dirigent vers les tamis inférieurs.

Manuellement on soumet les tamis à des mouvements horizontaux et verticaux de façon à

laisser l’échantillon de sol constamment en contact avec la surface des tamis et à ainsi

augmenter l’efficacité du tamisage des particules retenues sur un tamis portant le nom de

refus ou retenus, alors que la quantité de sol ayant traversé un tamis s’appelle tamisât ou

passant.

Après avoir exprimé l’ensemble des refus et passant on exprime la distribution

granulométrique de chaqu’une des couches en se servant de la dimension des ouvertures de



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chaque tamis et du pourcentage de passant de chacun. Ainsi, au lieu d’indiquer la quantité de

particules ayant un certain diamètre, la granulométrie donne la proportion de particules dont

le diamètre est inférieur à la dimension des ouvertures de chaque tamis, c’est-à-dire la

proportion des particules qui a traversé chaque tamis. Les résultats sont portés sur un

graphique semi-logarithmique ou ont construit une courbe granulométrique, comme nous le

verrons dans les résultats de chaque essai. Cette forme de présentation permet de visualiser la

granulométrie et de comparer les différentes couches latéritiques.

L’analyse granulométrique par sédimentation

Avec les particules dont le diamètre équivalent est inférieur à 0.08 mm, l’utilisation des tamis

est physiquement impossible. On procède plutôt à une analyse granulométrique par

sédimentation afin d’estimer la distribution granulométrique des particules de silt et d’argile.

Cette analyse est basée sur les relations suivantes, établies par le physicien anglais G.G Stokes

en 1850, entre la vitesse de chute d’une sphère dans un liquide, le diamètre de sphère, la

densité relative de la sphère et du liquide et la viscosité du liquide :

𝑽 = 𝟗. 𝟖𝑫𝟐(𝑫𝒓𝒔 − 𝑫𝒓𝒍)𝟑𝜼

𝐷 = √ 𝟑𝑽𝜼𝟗.𝟖𝑫𝟐(𝑫𝒓𝒔−𝑫𝒓𝒍) Où

D= diamètre de la sphère (mm)

V= vitesse de chute de la sphère (cm/min)

Drs = densité relative de la sphère

Drl = densité relative du liquide

η = viscosité dynamique du liquide (Pa.s)

Les équations de Stokes indiquent que la vitesse de chute d’une sphère est directement

proportionnelle au carré de son diamètre : plus la sphère est grosse, plus sa vitesse de chute

est élevée. Ces notions s’appliquent principalement aux particules sphériques dont le diamètre

varie approximativement de 0.0002 à 0.2 mm En effet, des particules plus grosses

provoqueraient de la turbulence en tombant tandis que des particules petites seraient sujettes à



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des mouvements de va-et-vient causés par les forces d’attraction et de répulsion entre elles

(mouvement brownien).

Ce type d’analyse donne des résultats intéressants avec les particules de silt de forme

volumineuse, dans la mesure où il n’y a pas d’interférence entre elles lors de leurs chutes dans

le liquide, pour ce qui est de l’argile, la théorie de Stokes pourrait conduire à des erreurs

appréciables. En effet, les particules d’argiles ayant une forme en feuillet, leur chute dans le

liquide serait similaire à celle d’une feuille d’un arbre. En outre, les particules inférieures à

0.0002 mm adopteraient un mouvement brownien.

Malgré les inconvénients reliés à la forme et aux dimensions des particules d’argiles,

l’analyse granulométrique par sédimentation mesure tout de même de façon acceptable les

proportions approximatives de silt et d’argile dans le sol à grains fins. De toute manière, en ce

qui concerne l’argile, l’imprécision des résultats granulométriques a une importance minime,

puisque les états de consistance qui dépendent des forces de cohésion vont permettre

beaucoup plus facilement d’identifier les argiles et de connaitre leurs comportements.



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3.1.1.2 RESULTAT DES ESSAIS D’ANNALYSE GRANULOMETRIQUE EN FONCTION DU FUSEAU GRANULOMETRIQUE DU CEBTP

Figure 24 Insertion de L'AG de K1C1 dans les fuseaux

granulaire du CEBTP (couche de base en noire et

fondation en rouge)

Figure 25 Insertion de l'AG de K1C2 dans le fuseaux

granulaire du CEBTP ( couche de base en noire et de

fondation en rouge)

Figure 26 Insertion de l'AG de K1C3 dans le fuseaux

granulaire du CEBTP

Figure 27Insertion de l'AG K1C4 dans le fuseaux

granulaire du CEBTP



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3.1.2 Essais de consistances (Limites d’Atterberg) Les teneurs en eau qui délimitent les quatre états de consistance sont appelées Limites de

consistance ou limites d’Atterberg. Ces limites qui s’expriment en pourcentages nous

permettront de déterminer par plusieurs essais sur chaque couche les différents états limites

des couches latéritiques. Ces limites sont les suivantes :

La limite de retrait (Ws)

La limite de plasticité (wp)

La limite de liquidité (Wl)

La limite de retrait (Ws) est la teneur en eau maximale que le sol peut avoir sans changer de

volume. Cette limite sépare l’état solide de l’état semi-solide.

On définit la limite de plasticité (Wp) comme la teneur en eau d’un sol qui a perdu sa

plasticité et se fissure en se déformant lorsqu’il est soumis à de faibles charges. Cette limite

sépare l’état plastique de l’état semi-solide (figure 7). Elle varie de 0% à 100%, mais elle

demeure généralement inférieure à 40%.

Figure 28-Limites Atterberg, teneur en eau naturelle et indice de plasticité (Vincent

Robitaille, Denis Tremblay)

La limite de liquidité (Wl) est la teneur en eau qui sépare l’état liquide de l’état plastique. Elle

peut atteindre 100% dans le cas de certaines argiles, mais dans la plupart des cas elle ne

dépasse pas 100%.Parce qu’elles sont influencées par la composition chimique et minérale

ainsi que par la forme et la dimension des particules, les limites d’Atterberg diffèrent pour

chaque sol latéritique, raisons pour lesquelles les valeurs des limites varient en fonction de la



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nature des différentes couches latéritiques. Pour une même teneur en eau, une argile peut

présenter une consistance très molle tandis qu’une autre aura une consistance ferme.



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FICHE D’ESSAI DES LIMITES ATTERBERG

Tableau 21 limite Atterberg couche 1

LIMITES K1C1

LIMITE DE LIQUIDITE LIMITE DE PLASTICITE

Nbre de coups 29 33 17 19 - - - Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 Poids tot. hum. 31,78 31,82 29,30 30,10 22,37 21,70 21,17 Poids total sec 27,15 27,18 25,24 25,73 20,87 20,43 20,04 Poids tare 17,44 17,04 17,84 17,65 16,9 17,03 16,98 Poids de l'eau 4,63 4,64 4,06 4,37 1,50 1,27 1,13 Poids du sol sec 9,71 10,14 7,40 8,08 3,97 3,40 3,06 Teneur en eau 47,68 45,76 54,86 54,08 37,78 37,35 36,93 RESULTATS LL

= 50,3 IP = 12,9 LP 37,35

Tableau 22 limite Atterberg de la couche 3

LIMITES K1C2


Nbre de coups 20 18 34 23 - - - Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 Poids tot. hum. 26,25 30,29 31,95 31,04 22,45 20,85 22,59 Poids total sec 23,54 25,98 27,89 26,75 21,48 19,63 21,19 Poids tare 18,35 17,80 18,26 18,09 18,92 16,42 17,54 Poids de l'eau 2,71 4,31 4,06 4,29 0,97 1,22 1,40 Poids du sol sec 5,19 8,18 9,63 8,66 2,56 3,21 3,65 Teneur en eau 52,26 52,72 42,14 49,52 37,89 38,01 38,36 RESULTATS LL

= 48,3 IP = 10,2 LP = 38,08


LIMITES K1C3


Nbre de coups 16 19 35 17 - - Numéro tare 4 3 2 1 5 6 7 Poids tot. hum. 29,97 33,85 31,29 28,31 21,34 19,47 21,46 Poids total sec 25,85 29,17 28,22 24,65 20,37 18,70 20,73 Poids tare 17,76 18,14 17,71 17,37 17,28 16,17 18,35 Poids de l'eau 4,12 4,68 3,07 3,66 0,97 0,77 0,73 Poids du sol sec 8,09 11,03 10,51 7,28 3,09 2,53 2,38



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Teneur en eau 50,93 42,43 29,21 50,27 31,39 30,43 30,67 RESULTATS LL

= 39,7 IP = 8,8 LP 30,83


LIMITES K1C4


Nbre de coups 16 20 28 33 - - - Numéro tare 4 3 2 1 5 6 7 Poids tot. hum. 29,56 28,55 34,56 32,61 20,33 19,57 19,73 Poids total sec 26,05 25,31 30,10 28,65 19,89 19,09 19,14 Poids tare 18,24 17,77 18,58 17,86 18,54 17,63 17,29 Poids de l'eau 3,51 3,24 4,46 3,96 0,44 0,48 0,59 Poids du sol sec 7,81 7,54 11,52 10,79 1,35 1,46 1,85 Teneur en eau 44,94 42,97 38,72 36,70 32,59 32,88 31,89 RESULTATS LL = 40,5 IP = 8,0 LP = 32,45

3.1.3 Protocole essais Proctor Pour ces essais on peut utiliser, selon la finisse des grains du sol, deux types de moules.

Le moule Proctor ϕmoule intérieur = 101.6 mm / H = 117 mm (sans rehausse)

H= 117 mm (sans rehausse) Vmoule proctor= 948 cm3

Le moule CBR ϕmoule intérieur = 152 mm / H = 152 mm (sans rehausse) dont

le disc d’espacement de 25.4 mm d’épaisseur, soit une hauteur Hutile =

126.6 mm Vmoule proctor= 2296 cm3

Avec chacun des moules, on peut effectuer deux types d’essai (choix par rapport à l’énergie

de compactage) :

L’essai PROCTOR NORMAL

L’essai PROCTOR MODIFIE.

Le choix de l’intensité de compactage est fait en fonction de la surcharge que va subir

l’ouvrage au cours de sa durée de vie.

Essai Proctor Normal : Résistance souhaitée relativement faible, du type

remblai non ou peu chargé,



32

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

DJANDJIEME


Promotion

[2016-2017]

C

C

C

C

Essais Proctor modifié : forte résistance souhaitée, du type chaussé

autoroutière.

Le compactage est effectué à 95 % de l’Optimum Proctor Modifié (OPM) qui correspond aux

spécifications routières du CEBTP pour les couches de base latéritiques au Burkina Faso. Ce

qui se traduit par un compactage à raison de 55 coups de dame Proctor modifié sur cinq

couches avec le moule CBR

Tableau 25 condition des essais Proctor Normal et Modifié

Masse de dame (Kg)

Hauteur de chute (cm)

Nombre de coups par couche

Nombre de couches

Energies de compactage KJ/m3

Essai Proctor

Normal 2490 Modifié 4540

30.50 45.70

25 (moule Proctor) 55 (Moule CBR) 25 (moule Proctor) 55 (Moule CBR)

3 3 5 5

587 533 2680 2435

3.1.2.1 COURBE PROCTOR DES MATERIAUX DE CHAQUE COUCHE A L’ETAT NON TRAITE



33

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

DJANDJIEME


Promotion

[2016-2017]

C

C

C

C

Figure 29 Courbes proctor des couches latéritiques non améliorées

1,40 g/cm3

1,50 g/cm3

1,60 g/cm3

1,70 g/cm3

1,80 g/cm3

1,90 g/cm3

2,00 g/cm3

2,10 g/cm3

9,0% 14,0% 19,0% 24,0% 29,0% 34,0%

de

nsi

té s

èch

e (

g/c

m3

)

Teneur en eau (%)

COURBE PROCTOR DES COUCHES LATERITIQUE A L'ETATS CRU

PROCTOR C1 K1C1

PROCTOR C2 K1C2

PROCTOR C3 K1C3

PROCTOR C4 K1C4

PROCTOR CM K1CM



34

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

DJANDJIEME


Promotion

[2016-2017]

C

C

C

C

ANNEXE IV : ETUDE CARACTERISTIQUE DES COUCHES LATERITIQUES

AMELIOREES AU CIMENT

4.1 Evolution des courbes Proctor en fonction du taux d’amélioration en ciment sur chaque couche latéritique

Figure 30 Evolution des courbes proctor de la couche

1 en fonction du taux de ciment

Figure 31Evolution des courbes proctor de la couche


Figure 32 Evolution des courbes proctor de la couche


Figure 33 Evolution des courbes proctor de la

couche 4 en fonction du taux de ciment



35

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

DJANDJIEME


Promotion

[2016-2017]

C

C

C

C

.

4.2 Evolution de l’Indice CBR en fonction du taux de ciment

Figure 34 valeur de CBR de couche 1 en fonction du taux de ciment et du degré de compacité

Figure 35 Valeur de CBR de la couche 2 en fonction du taux de ciment et du degré de compacité

29 30 31

46 48 49

7480 84

0

20

40

60

80

100

89% 90% 91% 92% 93% 94% 95% 96% 97% 98% 99%

CB

R

TAUX DE COMPACITE

VALEURS DES CBR EN FONCTION DU TAUX DE COMPACITE ET D'AMELIORATION EN CIMENT

1% CIMENT 2% CIMENT 3% CIMENT



36

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

DJANDJIEME


Promotion

[2016-2017]

C

C

C

C

Figure 36 Valeur de CBR de la couche 3en fonction du taux de ciment et du degré de compacité

Figure 37 valeur de CBR de la couche 4 en fonction du taux de ciment et de compacité

29

6079

43

106119127

210224

0

50

100

150

200

250

89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

CB

R

INDICE DE COMPACITE

C3 VALEUR DES CBR EN FONTION DU TAUX D'AMELIORATION EN CIMENT


4360 67

88

107115

140

176 180

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

CB

R

INDICE DE COMPACITE

C4 VALEUR DES CBR EN FONTION DU TAUX D'AMELIORATION EN CIMENT




37

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

DJANDJIEME


Promotion

[2016-2017]

C

C

C

C

Tableau 26 Tableau des valeurs de CBR des couches latéritiques en fonction du taux de

ciment

TYPE

DE

SOL

TAUX

D'AMELIORATION

Paramètre

proctor

CBR Gonflement maximal

γd(g/cm3) W(%) Ic=

90%

Ic=

95%

Ic=

98%

10

coups

25

coups

55

coups

C4 0% CIMENT 1,96 14,1 37 66 72 0,80% 1,32% 1,62%

1% CIMENT 1,89 13 43 60 67 0,87% 2,26% 1,13%

2% CIMENT 2,05 10,5 88 107 115 1,30% 2,17% 2,70%

3% CIMENT 2,32 8 140 176 180 1,30% 0,78% 0,70%

C3 0% CIMENT 1,83 16,6 34 65 75 1,80% 1,74% 1,70%

1% CIMENT 1,86 16,4 13 32 40 1,70% 1,54% 1,44%

2% CIMENT 1,85 16,4 43 106 119 1,47% 1,45% 1,65%

3% CIMENT 1,88 16,9 127 210 224 1,04% 1,31% 1,51%

C2 0% CIMENT 1,76 19,4 12 20 25 4,00% 2,63% 3,67%

1% CIMENT 1,76 20,2 29 30 31 3,65% 2,21% 3,24%

2% CIMENT 1,74 20,4 46 48 49 2,65% 2,43% 3,02%

3% CIMENT 1,75 20,4 74 80 84 1,88% 2,02% 1,55%

C1 0% CIMENT 1,64 20 0 13 16 3,21% 1,85% 1,60%

1% CIMENT 1,71 21,6 19 26 31 3,01% 1,74% 1,51%

2% CIMENT 1,74 20,5 26 31 34 2,21% 1,07% 1,54%

3% CIMENT 1,75 20,4 20 71 102 2,01% 1,01% 1,41%

4.3 ESSAI DE COMPRESSION A L’ETAT AMELIORE

A-COMPRESSION C1

Tableau 27 Valeur de module d'Young sur C1 en fonction du taux de ciment




0% E1 48,189 310,86

E2 26,859 382,12



38

C

C

C

C

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Promotion

[2016-2017]

C

C

C

C

MOYENNE 37,524 346,49

1% E1 20,10% 89,00% 46,154 480

E2 20,50% 88,97% 62,486 381

E3 21,00% 90,00% 64,167 385

MOYENNE 20,53% 89,32% 57,60233 415,3333

2% E1 20,10% 87,00% 71,942 1004,44

E2 19,50% 86,93% 80,935 753,3302

E3 20,00% 88,00% 54,239 1101,11

MOYENNE 19,87% 87,31% 69,03867 952,9601

3% E1 20,10% 92,00% 317,6471 540

E2 19,80% 91,83% 86,66667 520

E3 18,40% 91,89% 103,571 725

MOYENNE 19,10% 91,86% 95,11883 595

2 % CIMENT

C1 2% CIMENT

1 2 3 MOYENNE

contrainte maximal (kPa) 1004,440275 753,330206 1101,11004 878,88524

déformation maximal 0,013961812 0,00930787 0,0203011 0,01163484

module de Young(MPa) 71,94196846 80,9347145 54,2389346 76,4383415



39

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

DJANDJIEME


Promotion

[2016-2017]

C

C

C

C

Figure 38 Module d'Young C1 1% Ciment


0

100

200

300

400

500

600

0,00% 0,20% 0,40% 0,60% 0,80% 1,00% 1,20% 1,40%Co

ntr

ain

te d

e d

éfo

rmat

ion

(kP

a)

déformation axial (%)

COURBE COMPRESSION C1 1% CIMENT

COURBE COMPRESSION K1C1-1C COMPRESSION K1C1-1C_2 COMPRESSION K1C1_1C 3

0

200

400

600

800

1000

1200

0,00% 0,50% 1,00% 1,50% 2,00% 2,50% 3,00% 3,50% 4,00% 4,50%

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(M

Pa)

Déformation axial (%)

COURBE DE COMPRESSION C1 2% CIMENT

COURBE COMPRESSION C1 1% CIMENT 1 COURBE DE COMPRESSION C1-1% CIMENT 2

COURBE DE COMPRESSION C1 1% CIMENT 3



40

C

C

C

C

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Promotion

[2016-2017]

C

C

C

C


3% CIMENT

C1 3% CIMENT

1 2 3 moyenne

contrainte maximal (kPa) 540 520 725 595


module de Young(kPa) 317,647059 86,6666667 103,571429 95,1190476

B-COMPRESSION C2

Tableau 28 valeurs moyennes de module d’Young sur c2 en fonction du taux de ciment




0% E1 20,00% 49,651 355,43

E2 50,236 138,18

MOYENNE 49,9435 246,805

0

200

400

600

800

0,00% 0,20% 0,40% 0,60% 0,80% 1,00% 1,20%

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(kP

a)


COURBE DE COMPRESSION C1 3% CIEMENT

COURBE COMPRESSION C1-3% CIMENT 1+'C1-3,2'!$E$2:$E$75

COURBE DE COMPRESSION C1-3% CIMENT 2



41

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

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Promotion

[2016-2017]

C

C

C

C

1% E1 20,00% 88,00% 55,789 741,801

E2 19,60% 88,23% 205,02 672,898

E3 18,20% 89,00% 104,154 730,068

MOYENNE 19,27% 88,41% 121,6543 714,9223

2% E1 19,20% 88,00% 214,417 1004,444

E2 18,90% 89,23% 215,826 1003,444

E3 20,20% 90,00% 214,757 999,469

MOYENNE 19,43% 89,08% 215 1002,452

3% E1 20,40% 88,10% 279,293 1102,718

E2 19,60% 89,00% 169,3847 1136,91

E3 19,75% 92,00% 238,429 982,3132

MOYENNE 19,92% 89,70% 229,0356 1073,98



42

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

DJANDJIEME


Promotion

[2016-2017]

C

C

C

C



0

100

200

300

400

500

600

700

800

0,00% 0,20% 0,40% 0,60% 0,80% 1,00% 1,20% 1,40% 1,60%

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(kP

a)



COURBE DE COMPRESSION C2-1C 1 COURBE DE COMPRESSION K1-1C 2

COURBE DE COMPRESSION C2-1 3

0

200

400

600

800

1000

1200

0,00% 0,10% 0,20% 0,30% 0,40% 0,50% 0,60% 0,70% 0,80%

CO

NTR

AIN

TE D

E C

OM

PR

ESSI

ON

(M

Pa)

DEFORMATION AXIAL (%)

COURBE DE COMPRESSION (C2 2% CIMENT )

C2 2% CIMENT 2 C2 2% CIEMENT 1+'C2 2% CIMENT 1'!



43

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

DJANDJIEME


Promotion

[2016-2017]

C

C

C

C


C-COMPRESSION C3

Tableau 29 valeurs moyennes de module sur C3 en fonction du taux de ciment


7 JOURS DE SEJOUR (EMBALLES)

N° ECH W (%) COMPACITE Ec MPa) Rc (MPa)

0% E1 52,187 287,028 E2 116,965 585,994

MOYENNE 84,576 436,511 1% E1 16,00% 90,60% 34,28096 824,8

E2 15,87% 91,00% 13,033 298,45 E3 16,10% 89,40% 17,629 550,555

MOYENNE 15,99% 90,33% 21,64765 557,935 2% E1 14,20% 89,17% 205,836 1582,057

E2 16,10% 90,00% 207,493 1594,79 E3 14,69% 94,00% 276,43 2073,227

MOYENNE 15,00% 91,06% 229,9197 1750,025 3% E1 19,20% 82,00% 308,487 2231,598

E2 19,80% 81,73% 370,185 2677,918 E3 19,10% 85,00% 258,918 2120,018

MOYENNE 19,37% 82,91% 312,53 2343,178

1% CIMENT

C3 1% CIMENT

1 2 3 MOYENNE

0

200

400

600

800

1000

1200

0,00% 0,20% 0,40% 0,60% 0,80% 1,00%

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(M

Pa)







44

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

DJANDJIEME


Promotion

[2016-2017]

C

C

C

C


déformation maximale 0,02406 0,0229 0,03123 0,02348

module de Young(Mpa) 34,28095869 13,0327243 17,6290432 23,6568415

2% CIMENT

C3 2% CIMENT

1 2 3 MOYENNE

contrainte maximale (kPa) 1582,05743 1594,78983 2073,22677 1588,42363

déformation maximale 0,007686 0,007686 0,0075 0,007686


3% CIMENT

C3 3% CIMENT

1 2 3 MOYENNE






45

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

DJANDJIEME


Promotion

[2016-2017]

C

C

C

C

Figure 44 module d'Young C3 1% Ciment


0

200

400

600

800

1000

1200

0,00% 0,50% 1,00% 1,50% 2,00% 2,50% 3,00% 3,50% 4,00% 4,50%

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(M

Pa)




COURBE DE COMPRESSION C3 1 %CIMENT 3

0

500

1000

1500

2000

2500

0,00% 0,20% 0,40% 0,60% 0,80% 1,00% 1,20%

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(M

Pa)







46

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

DJANDJIEME


Promotion

[2016-2017]

C

C

C

C

Figure 46 Module d'Young C3 3% ciment

0

500

1000

1500

2000

2500

0,00% 0,20% 0,40% 0,60% 0,80% 1,00%

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(M

Pa)



COURBE COMPRESSION C3 3% CIMENT 1 COURBE DE COMPRESSION C3-3 % CIMENT 2

COURBE DE COMPRESSION C3 3 % CIMENT 3



47

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

DJANDJIEME


Promotion

[2016-2017]

C

C

C

C

D-COMPRESSION C4

Tableau 30 Valeurs moyennes de module d'Young sur C4 en fonction du taux de ciment


7 JOURS DE SEJOUR (EMBALLER)

N° ECH W (%) COMPACITE Ec MPa) Rc (Mpa)

0% E1 16,956 137,71 E2 54,933 585,331

MOYENNE 35,9445 361,5205 1% E1 11,00% 91,80% 14,906 349,404

E2 11,12% 92,00% 38,697 666,996 E3 10,96% 92,80% 35,535 688,353

MOYENNE 11,03% 92,20% 29,71267 568,251 2% E1 10,23% 92,00% 122,712 1527,766

E2 8,17% 95,00% 162,7363 1620,015 E3 11,02% 97,24% 211,9849 1563,632

MOYENNE 9,81% 94,75% 165,8111 1570,471 3% E1 11,90% 92,33% 242,457 2652,474

E2 10,85% 94,56% 222,3996 2372,426 E3 11,25% 96,23% 261,9051 2249,935

MOYENNE 11,33% 94,37% 242,2539 2424,945

1% CIMENT

C4 1% CIMENT

1 2 3 MOYENNE




2% CIMENT

C4 2% CIMENT

1 2 3 MOYENNE




3% CIMENT

C4 3% CIMENT

1 2 3 MOYENNE





48

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

DJANDJIEME


Promotion

[2016-2017]

C

C

C

C

module de Young(Mpa) 242,4564657 222,399645 261,905122 232,428055



49

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

DJANDJIEME


Promotion

[2016-2017]

C

C

C

C

Figure 47 module d'Young C4 1% Ciment


0

200

400

600

0,00% 0,50% 1,00% 1,50% 2,00% 2,50% 3,00% 3,50% 4,00% 4,50%

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(M

Pa)



COURBE COMPRESSION 4 1% CIMENT 1 COURBE DE COMPRESSION C4-1% CIMENT 2


0

500

1000

1500

0,00% 0,20% 0,40% 0,60% 0,80% 1,00% 1,20% 1,40% 1,60% 1,80%

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(M

Pa)


COURBE DE COMPRESSION C4 2% CIMENTCOURBE COMPRESSION C4 2% CIMENT1 COURBE DE COMPRESSION C4 2% CIMENT 2




50

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

DJANDJIEME


Promotion

[2016-2017]

C

C

C

C


0

500

1000

1500

2000

2500

0,00% 0,20% 0,40% 0,60% 0,80% 1,00% 1,20% 1,40% 1,60% 1,80%

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(M

Pa)



COURBE COMPRESSION C4 3% GRANITE 1 COURBE DE COMPRESSION C4-3% GRANITE 2

COURBE DE COMPRESSION C4 3% GRANITE 3



51

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

DJANDJIEME


Promotion

[2016-2017]

C

C

C

C

4.4 FIGURE ET VALEUR ESSAIS DE CISAILLEMENT

4.4.1 Valeur de cisaillement maximal obtenue sur les éprouvettes à des taux

d’amélioration au ciment acceptable pour une couche de chaussée Couche 1

Tableau 31 Paramètre de cisaillement amélioré au ciment sur la couche 1

COUCHE 1 σ'(kPa) τ(kPa) c' ϕ

Sol latéritique

couche 3 non traité

Essai 1 64,58 55,39 9,6 36,4

Essai 2 133,5 51

Essai 3 198,77 66,75

Essai 4 422,7 109,4

Sol latéritique

couche 3 traité à 3%

ciment

Essai 1 93,54 86,52 0 36,33

Essai 2 187,02 86,52

Essai 3 327,2 273,95

Essai 4 701,12 507,61

Couche 2

Tableau 32 Paramètre de cisaillement amélioré au ciment sur la couche 2


Sol latéritique


Essai 1 72,24 30,03 0,8 17,3

Essai 2 111,12 24,72

Essai 3 221,02 49,17

Essai 4 505,6 158,11

Sol latéritique


ciment

Essai 1 66,89 23,08 0 37,89

Essai 2 187,08 76,7

Essai 3 346,57 205,55

Essai 4 20 503,87

Couche 3

Tableau 33 Paramètre de cisaillement amélioré à 3% de ciment sur C3


Sol latéritique


Essai 1 71,89 82,89 3 48,8

Essai 2 148,18 50,92

Essai 3 233,52 268,61

Essai 4

Sol latéritique


ciment

Essai 1 72,89 56,85 58,15 1,83

Essai 2 170,12 23,8

Essai 3 203,55 114,2

Essai 4 504,04 68,14



52

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

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C

C

C

C

Couche 4

Tableau 34 Paramètre de cisaillement améliorer a 3% de ciment sur la couche 4


Sol latéritique couche

4 non traité

Essai 1 97,82 28,89 9,5 10,01

Essai 2 142,107 24,72

Essai 3 243,21 60,17

Essai 4 417,359 76,583

Sol latéritique couche

4 traité à 3% ciment

Essai 1 73,56 18,74 8,11 13,04

Essai 2 111,58 37,38

Essai 3 202,23 37,66

Essai 4 419,66 73,56

ANNEXE V : ETUDE CARACTERISTIQUE DES COUCHES

LATERITIQUES A AMELIORER A LA GRAVE CONCASSEES 10/25

5.1 CARACTERISATION DE LA GRAVE CONCASSEES 10/25

5.1.2. Essais los Angeles

Figure 51 Boulets de l'essai Los Angeles

Le coefficient Los Angeles par définition est le rapport entre la masse du refus lavé au tamis

de 1.6 mm de l’échantillon après passage en machine sur la masse initiale.

L’essai consiste donc à mesurer la quantité d’éléments inférieurs à 1.6 mm produite par

fragmentation, en soumettant le matériau à des chocs de boulets à l’intérieur d’un cylindre en

rotation. Selon la classe, Granulaire, on a un nombre de boulet et un nombre de cycle de

rotation.

Figure 50 Machine de Los Angeles



53

C

C

C

C

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C

C

C

C

Ces essais ont été effectué sur les granulats de classe 10/25 disponible au Laboratoire LEMC-

2iE pour les essais de TP et autres.

Tableau 35 Nombre de boulet et de tours en fonction de la classe granulaire

Le coefficient est obtenu par la relation suivante :

𝐿𝐴 = 𝑃𝑀 ∗ 100 𝑎𝑣𝑒𝑐 𝑃 = 𝑝𝑎𝑠𝑠𝑎𝑛𝑡 𝑎𝑢 𝑡𝑎𝑚𝑖𝑠 𝑑𝑒 1.6 𝑚𝑚 𝑒𝑡 𝑀: 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑟𝑖𝑠𝑒 𝑑′𝑒𝑠𝑠𝑠𝑎𝑖= 5000𝑔

5.1.2 essai de propreté de gravier

5.1.2.1 Spécification

La propreté d’un gravier se définie comme étant le pourcentage pondéral de particules de

dimensions inférieur à 0,5mm adhérentes à la surface ou mélangées à un granulat de

dimension supérieur à 2mm.

5.1.2.2 But de l’essai Comme son nom l’indique cet essai a pour but principal de déterminer la propreté d’un

gravier au regard de son utilisation. Dans le cas spécifique de notre étude nous avons soumis

nos différents granulats à cet essai dans un souci de mettre en évidence la présence d’éléments

fins si trouvant à l’intérieur.

5.1.2.3 Principe de la méthode

La manipulation et les conditions de manipulation sont décrites par la norme NF P 18-591

(sept. 90). L’essai a consisté à séparer par lavage sur un tamis de 0,5mm les éléments fins

contenus dans nos différents granulats.



54

C

C

C

C

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C

C

C

C

5.1.2.4 Matériels utilisés

Pour la réalisation de cet essai nous avons eu utilisé : un tamis de 0,5mm, d’une balance 12kg

(précision 1g) et d’une étuve.

5.2 EVOLUTION DES COURBES PROCTOR EN FONCTION DU TAUX D’AMELIORATION EN GRAVE CONCASSEE SUR CHAQUE COUCHE LATERITIQUE

A-Couche 1

Figure 52 Evolution des courbes Proctor de la couche 1 en fonction du taux d'amélioration

en grave concassée (0/25)

B-Couche 2

1,60 g/cm3

1,65 g/cm3

1,70 g/cm3

1,75 g/cm3

1,80 g/cm3

1,85 g/cm3

1,90 g/cm3

10,0% 15,0% 20,0% 25,0% 30,0%

DEN

SITE

SEC

HE

TENEUR EN EAU

PROCTOR LITHO C1

LITHO C1 20% GRANITE



LITHO C1 35 % GRANITE



55

C

C

C

C

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C

C

C

C

Figure 53 Evolution des courbes proctor de la courbe 2 en fonction du taux de granite

C-Couche 3

Figure 54 Evolution des courbes proctor de la couche 3 en fonction du taux de Granite

1,60 g/cm3

1,65 g/cm3

1,70 g/cm3

1,75 g/cm3

1,80 g/cm3

1,85 g/cm3

1,90 g/cm3

1,95 g/cm3

2,00 g/cm3

2,05 g/cm3

8,0% 10,0% 12,0% 14,0% 16,0% 18,0% 20,0% 22,0% 24,0% 26,0%

DEN

SITE

SEC

HE

TENEUR EN EAU

PROCTOR LITHO C2

LITHO C3 20% GRANITELITHO C3 25% GRANITELITHO C3 30% GRANITE

1,75 g/cm3

1,85 g/cm3

1,95 g/cm3

2,05 g/cm3

2,15 g/cm3

2,25 g/cm3

2,35 g/cm3

0,0% 2,0% 4,0% 6,0% 8,0% 10,0% 12,0% 14,0% 16,0% 18,0% 20,0%

DEN

SITE

SEC

HE

TENEUR EN EAU

PROCTOR LITHO C3







56

C

C

C

C

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C

C

C

C

D-Couche 4

Figure 55 évolution des courbes Proctor de la couche 4 en fonction du taux de Granite

1,85 g/cm3

1,90 g/cm3

1,95 g/cm3

2,00 g/cm3

2,05 g/cm3

2,10 g/cm3

2,15 g/cm3

2,20 g/cm3

2,25 g/cm3

5,0% 7,0% 9,0% 11,0% 13,0% 15,0%

Den

sité

sec

he

Teneur en eau

LITHO C4

LITHO C4 20 % GRANITE






57

C

C

C

C

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C

C

C

C

5.3 EVOLUTION DE L’INDICE CBR EN FONCTION DU TAUX DE GRANITE

Figure 56 Valeur de CBR sur la couche 1 en fonction du taux de Granite

Figure 57 valeurs de CBR de la couche 2 en fonction du Taux de Granite

14 16 1713

1822

40

5664

25

58

69

0

13 16

0

10

20

30

40

50

60

70

80

89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

CB

R

INDICE DE COMPACITE

C1 VALEUR DES CBR EN FONTION DU TAUX D'AMELIORATION EN GRAVE CONCASSES

20% GRANITE 25% GRANITE 30% GRANITE 35% GRANITE 0% GRANITE

1624

2923

3440

31

44

96

65

84

95

1220

25

0

20

40

60

80

100

120

89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

CB

R

INDICE DE COMPACITE

C2 VALEUR DES CBR EN FONTION DU TAUX D'AMELIORATION EN GRAVE CONCASSES




58

C

C

C

C

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C

C

C

C

Figure 58 Valeur CBR de la couche 3 en fonction du taux de Granite

Figure 59 valeurs de CBR en fonction du taux d'amélioration en Grave concassée

48

74

148

43

84

108

85

101110

34

6575

53

7080

0

20

40

60

80

100

120

140

160

89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

CB

R

INDICE DE COMPACITE

C3 VALEUR DES CBR EN FONTION DU TAUX D'AMELIORATION EN GRAVE CONCASSEE

20% GRANITE 25% GRANITE 30% GRANITE 0% GRANITE 35 % GRANITE

53

66

72

55

76

89

51

79

92

67

86

95

50

74

88

40

50

60

70

80

90

100

89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

CB

R

INDICE DE COMPACITE

C4 VALEUR DE CBR EN FONCTION DU TAUX

D'AMELIORATION EN GRAVE CONCASSEE




59

C

C

C

C

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C

C

C

C

5.4 ESSAI DE COMPRESSION A L’ETAT AMELIORE

A-COMPRESSION C1

Tableau 36 valeurs moyenne de module d'Young en fonction du taux de granite sur c1


% D'AMELIORATION 7 JOURS DE SEJOUR (EMBALLER)


20% GRANITE E1 20,9% 86,7% 7,02987 244,1755

E2 21,1% 86,9% 5,886236 284,5218

E3 18,7% 88,4% 12,68638 395,3271

MOYENNE 20,2% 87,3% 8,534162 308,0081

25% GRANITE E1 17,3% 94,0% 32,4938 387,6835

E2 16,9% 95,0% 13,528 338,2001

E3 19,1% 94,5% 11,19593 335,8779

MOYENNE 18,0% 94,8% 12,36197 353,9205

30% GRANITE E1 16,1% 88,0% 17,53039 87,65194

E2 16,2% 89,0% 18,418 323,7811

E3 17,2% 91,0% 17,345 317,245

MOYENNE 16,5% 89,3% 17,76446 320,5131

35% GRANITE E1 12,5% 92,3% 11,25472 112,5472

E2 13,4% 94,1% 37,10078 325,3738

E3 13,1% 90,0% 15,94396 337,2179

MOYENNE 13,3% 92,1% 26,52237 258,3796



60

C

C

C

C

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[2016-2017]

C

C

C

C

20% GRANITE

Figure 60 module d'Young c1 20% granite

25% GRANITE


0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0,00% 1,00% 2,00% 3,00% 4,00%

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(M

Pa)


COURBE DE COMPRESSION C4 20% GRANITE

COURBE COMPRESSION C1 20%GRANITE 1

COURBE DE COMPRESION C1-20%GRANITE 2

COURBE COMPRESSION C1-20%GRANITE 3

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0,00% 1,00% 2,00% 3,00% 4,00%

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(M

Pa)








61

C

C

C

C

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[2016-2017]

C

C

C

C

30 % GRANITE


35 % GRANITE


0

50

100

150

200

250

300

0,00% 0,50% 1,00% 1,50% 2,00% 2,50%

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(M

Pa)




COURBE DE COMPRESION C1-30% GRANITE 2

0

50

100

150

200

250

300

350

0,00% 0,50% 1,00% 1,50% 2,00% 2,50%

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(M

Pa)








62

C

C

C

C

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[2016-2017]

C

C

C

C

B-COMPRESSION C2

Tableau 37 valeurs moyennes de module d’Young sur la couche 2 en fonction du taux de granite




20% GRANITE E1 16,1% 88,1% 6,976443 325,3738

E2 17,5% 89,0% 11,63296 337,2179

E3 16,5% 88,9% 13,28676 302,2557

MOYENNE 16,7% 88,7% 10,63205 321,6158

25% GRANITE E1 14,1% 90,5% 5,873508 109,8522

E2 15,1% 91,0% 25,93522 482,3951

E3 14,8% 90,0% 17,21401 364,0798

MOYENNE 15,0% 90,5% 21,57462 318,7757

30% GRANITE E1 12,6% 94,0% 29,39915 495,2875

E2 13,3% 94,3% 46,0751 524,6157

E3 13,4% 94,1% 51,59176 608,8421

MOYENNE 13,1% 94,1% 42,35534 566,7289

35% GRANITE E1 10,1% 90,0% 23,00772 529,1776

E2 12,1% 89,7% 32,32844 508,2301

E3 12,3% 91,1% 51,59176 608,8421

MOYENNE 12,2% 90,4% 41,9601 548,7499



63

C

C

C

C

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[2016-2017]

C

C

C

C

20% GRANITE


25% GRANITE


0

50

100

150

200

250

300

350

0,00% 1,00% 2,00% 3,00% 4,00% 5,00% 6,00% 7,00%

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(M

Pa)






0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0,00% 0,50% 1,00% 1,50% 2,00% 2,50%

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(M

Pa)








64

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

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[2016-2017]

C

C

C

C

30% GRANITE

Figure 66 Module d'Young C2 30% Granite

35% GRANITE

Figure 67 Module d'Young C2 35% granite

0

100

200

300

400

500

600

700

0,00% 0,50% 1,00% 1,50% 2,00% 2,50%

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(M

Pa)






0

100

200

300

400

500

600

700

0,00% 0,50% 1,00% 1,50% 2,00% 2,50%

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(M

Pa)




COURBE DE COMPRESION C2-35% GRANITE 2



65

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

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[2016-2017]

C

C

C

C

C-COMPRESSION C3

Tableau 38 Valeurs moyennes de module d'Young sur la couche 3 améliorée au granite




20% GRANITE E1 13,0% 94,0% 33,88089 896,5899

E2 12,9% 92,7% 31,02102 775,5256

E3 14,1% 93,7% 51,59176 608,842

MOYENNE 13,3% 93,5% 38,83122 760,3192

25% GRANITE E1 13,0% 95,0% 18,92216 512,0337

E2 12,1% 94,7% 17,86563 469,9214

E3 11,3% 95,0% 18,49001 547,1194

MOYENNE 11,7% 94,9% 18,17782 509,6915

30% GRANITE E1 10,1% 93,0% 43,64787 1002,242

E2 10,4% 92,5% 47,42662 1185,665

E3 9,8% 92,7% 40,31407 1104,364

MOYENNE 10,1% 92,7% 43,79619 1145,015

35% GRANITE E1 7,1% 80,5% 120,0985 866,5108

E2 8,0% 82,0% 288,9891 586,937

E3

MOYENNE 7,6% 81,3% 204,5438 726,7239



66

C

C

C

C

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[2016-2017]

C

C

C

C

20 % GRANITE


25 % GRANITE

Figure 69 module d'Young c3 25 % granite

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0,00% 0,50% 1,00% 1,50% 2,00% 2,50% 3,00% 3,50%

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(M

Pa)





0

100

200

300

400

500

600

0,00% 1,00% 2,00% 3,00% 4,00% 5,00%

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(M

Pa)




COURBE DE COMPRESSION C3-25%GRANITE 2

COURBE DE COMPRESSION C3 25%GRANITE 3



67

C

C

C

C

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Promotion

[2016-2017]

C

C

C

C

30 % GRANITE


35 % GRANITE

Figure 71 module d’Young C3 35% granite

0

200

400

600

800

1000

1200

0,00% 0,50% 1,00% 1,50% 2,00% 2,50% 3,00% 3,50%

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(M

Pa)






0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0,00% 0,20% 0,40% 0,60% 0,80% 1,00% 1,20%

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(M

Pa)








68

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

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[2016-2017]

C

C

C

C

D-COMPRESSION C4

Tableau 39 Valeurs moyenne de Module d'Young sur la couche 4 en fonction du taux de

Granite




20% GRANITE E1 16,1% 88,1% 6,976443 325,3738

E2 17,5% 89,0% 11,63296 337,2179

E3 16,5% 88,9% 13,28676 302,2557

MOYENNE 16,7% 88,7% 10,63205 321,6158

25% GRANITE E1 14,1% 90,5% 5,873508 109,8522

E2 15,1% 91,0% 25,93522 482,3951

E3 14,8% 90,0% 17,21401 364,0798

MOYENNE 15,0% 90,5% 21,57462 318,7757

30% GRANITE E1 12,6% 94,0% 29,39915 495,2875

E2 13,3% 94,3% 46,0751 524,6157

E3 13,4% 94,1% 51,59176 608,8421

MOYENNE 13,1% 94,1% 42,35534 566,7289

35% GRANITE E1 10,1% 90,0% 23,00772 529,1776

E2 12,1% 89,7% 32,32844 508,2301

E3 12,3% 91,1% 51,59176 608,8421

MOYENNE 12,2% 90,4% 41,9601 548,7499



69

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

DJANDJIEME


Promotion

[2016-2017]

C

C

C

C

20 % GRANITE

Figure 72 module d'Young C4 20% Granite

25 % GRANITE


35 % GRANITE

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(M

Pa)


C4 20% GRANITE

C4 20% GRANITE2

C4 20% GRANITE 1

C4 20% GRANITE 3

0

200

400

600

800

1000

1200

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(M

Pa)

déformation axiale (%)

C4 25% GRANITE

C4 25 % GRANITE 1

C4 25% GRANITE 2

C4 35% GRANITE 3



70

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

DJANDJIEME


Promotion

[2016-2017]

C

C

C

C


30 % GRANITE


0

200

400

600

800

1000

1200

0,00% 0,50% 1,00% 1,50% 2,00% 2,50% 3,00% 3,50% 4,00% 4,50%

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(M

Pa)


C4 35% GRANITE

C4 35% GRANITE

C4 35% GRANITE 2

C4 35% GRANITE 3

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0,00% 0,20% 0,40% 0,60%

Co

ntr

ain

te d

e co

mp

ress

ion

(M

Pa)








71

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

DJANDJIEME


Promotion

[2016-2017]

C

C

C

C



72

C

C

C

C

Maliki Otiéboame

DJANDJIEME


Promotion

[2016-2017]

C

C

C

C

Caractérisation des graveleux lateritique ameliores au ...

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