cours labo PARTIE 1 - GENERALITES ET ESSAIS GENERAUX.doc

S a v o i r s T e c h n o l o g i q u e s A s s o c i é s

S O M M A I R E G E N E R A L

Laboratoire

GENIE

CIVIL

GENERALITES, ESSAIS GENERAUX

LES GRANULATS :…………………..……

LES CIMENTS :………………….….……...

LES BETONS :…………………..…………

LES ACIERS :…………………..…………..

LES SOLS :…………………………..……..

PROGRAMME ET REGLEMENT D'EXAMEN ( ÉPREUVE A5 )

Pages 2 à 24

Pages 25 à 46

Pages 47 à 54

Pages 55 à 90

Pages

Pages 95 à 130

Pages I à IV

Fascicule de cours réalisé par Alain BRETTE

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Lycée Pierre Caraminot 19300 EGLETONS B.T.S. TRAVAUX PUBLICS

pour les classes de Techniciens Supérieurs TRAVAUX PUBLICS

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S a v o i r s T e c h n o l o g i q u e s A s s o c i é s

GENERALITES

ESSAIS GENERAUX

PARTIE

01

SOMMAIRE

Laboratoire

GENIE

CIVIL

LABORATOIRE GENIE CIVIL :…………..

PRELEVEMENT D'ECHANTILLONS :…..

TENEUR EN EAU :…………………………

MASSES VOLUMIQUES :…………….…..

FOISONNEMENT DU SABLE :…………..

COMPOSITION GRANULAIRE :………………....

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LABORATOIRE GÉNIE C IVIL

1. GÉNÉRALITÉS

Le laboratoire génie civil est le lieu ou l'on expérimente:

· les granulats

· les sols

· les bétons

· etc.

Il s'agit de vérifier la crédibilité des matériaux utilisés en génie civil au moyen d'essais précis et normalisés.

L'importance du laboratoire conditionne les essais qui peuvent être réalisés.

Dans le cadre de l'enseignement en T.S. TRAVAUX PUBLICS, le référentiel prévoit un certain nombre de manipulations à décrire ou à réaliser. On se limitera donc, compte tenu des temps alloués pour cet enseignement, aux connaissances demandées.

2. LA NORMALISATION

" La norme est un instrument utilisé pour concevoir et conduire une stratégie de développement et d'industrialisation de produits "

Elle permet aussi de réguler le marché.

Elle est le résultat d'une élaboration consensuelle et d'une réflexion approfondie d'experts.

Il existe plusieurs sortes de normes:

· les normes ISO élaborées par l'Organisation Internationale de Normalisation.

· les normes CEN élaborées par le Comité Européen de Normalisation.

· les normes NF élaborées par l'Association Française de Normalisation.

3. LES NORMES NF

Les normes NF sont classées par ordre alphanumérique suivant un indice de classement.

Exemple : P 18-598Les normes utilisées pour le laboratoire ont un indice de classement de classe

A : Métallurgie

P : Bâtiment et génie civil

X : Normes fondamentales - Normes générales

Pour les sous-classes et les repères, il faut se reporter aux listes et cours.

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COMMENT IDENTIFIER UNE NORME

Un catalogue est édité chaque année par l'AFNOR ( Association Française de NORmalisation ). Pour savoir si une norme est toujours valable, il suffit de vérifier dans ce catalogue que l'indice et la date qu'elle porte correspondent exactement.

TitreSelon le cas :* norme française homologuée ISSN 0335-3931

Indice alphanumérique et date de référence

* norme française enregistrée

* extrait de norme

normalisationfrançaise

P 18-598

Octobre 1991

*NF : norme française ( sauf pour les normes expérimentales et fascicules de documentation)

* fascicule de docu-mentation

* norme expérimentale

Granulats

Equivalent de sable

E : Aggregates - Sand equivalentD : Granulate - Sandggleichwert

* Lettre majuscule : indice de la classe

* 2 groupes de chiffres :

Traduction en anglais et en allemand du titre de la norme

Norme expérimentale publiée par l'afnor en octobre 1991

Les observations relatives à la présente norme expérimentale doivent être adressées à l'afnor avant le 31 octobbre 1993

Remplace la norme homologuée de même indice, de novembre 1979

1 er groupe : indice de la sous-classe

correspondance A la date de publication de la présente norme, il n'existe pas de norme euro-péenne ou internationale sur le sujet

2 ème groupe : numéro d'ordre

Date de l'arrêté d'homologationDate de mise en application ou date de la décision d'enregistrement

analyse Dans la série des normes P 18 ... qui concerne les granulats, la présente norme définit une méthode d'évaluation de la propreté des fines d'un sable

descripteur Thésaurus International Technique : granulat, sable, propreté, fine.

* Mois et année de publication

Les normes françaises sont éditées dans le format 21 x 29,7.

modifications D'ordre rédactionnel et de présentation

corrections

Des normes ayant le même indice mais des dates de références différentes sont différentes

éditée et diffusée par l'association française de normalisation (afnor), tour europe cédex 7 92049 paris la défense - tél.: (1) 42 91 55 55

La dernière en date est seule valable

organisme éditeurafnor 1991 À afnor 1991 1

er tirage 91-10

Numéro et date du tirage

Des normes ayant le même indice, la même date de référence, mais des numéros de tirage différents ne peuvent présenter que des différences de pure forme

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4. LES ESSAIS DE LABORATOIRE

Chaque manipulation fera l'objet:

· d'une description de situation: chantier à contrôler, lieu de prélèvement des matériaux, etc.

· du choix et de la justification de l'essai ou des essais à effectuer.

· de la recherche de mesures, de quantités, de valeurs.

· de l'exploitation des résultats obtenus

· de l'argumentation

5. UNITÉS UTILISÉES ET TABLES DE CONVERSION

Ce sont les unités légales du Système International, et leurs multiples légaux : déca, hecto, kilo, Méga.

5.1. Unités fondamentales

LONGUEUR Le mètre m

MASSE Le kilogramme kg

TEMPS La seconde s

5.2. Unités dérivées

SURFACE Le mètre carré m2

VOLUME Le mètre cube m3

MASSE VOLUMIQUE Le kilogramme par mètre cube kg/m3

VITESSE, PERMEABILITE Le mètre par seconde m/s

DEBIT Le mètre cube par seconde m3/s

FORCE, POIDS Le newton N

POIDS VOLUMIQUE Le newton par mètre cube N/m3

PRESSION, CONTRAINTE Le pascal Pa 1 Pa = 1 N/m2

VISCOSITE Le pascal-seconde Pa * s

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Dans la plupart des cas, on prend l'accélération de la pesanteur g = 10 m/s2, au lieu de

9,81 m/s2.

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5.3. Tableaux de conversion :

5.3.1. longueurs:

kilomètre (Km) mètre (m) millimètre (mm)

micron (mm)

103 1 10-3 10-6

5.3.2. surfaces:

Km2 m2 cm2 mm2

106 1 10-4 10-6

5.3.3. volumes:

m3 dm3 litre ( l ) cm3 millilitre (ml)

1 10-3 10-3 10-6 10-6

5.3.4. masses:

tonne ( t ) kilogramme (kg)

gramme (g) milligramme (mg)

103 1 10-3 10-6

5.3.5. contraintes:

mégapascal (Mpa)

MN/m2 pascal (Pa) N / m2

106 106 1 1

5.3.6. forces:

valeur de

ß exprimée en Þ

Newton Décanewton KilonewtonKilogramm

e force Tonne force

Newton

Décanewton

Kilonewton

Kilogramme force

Tonne force

1

10

103

9,81

9,81*103

10-1

1

102

9,81*10-1

9,81*102

10-3

10-2

1

9,81*10-3

9,81

1,02*10-1

1,02

1,02*102

1

103

1,02*10-4

1,02*10-3

1,02*10-1

10-3

1

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PRÉLÈVEMENT D'ÉCHANTILLONS

1. RÈGLES FONDAMENTALES

Les essais effectués en laboratoire se font sur des quantités réduites de matériaux que l'on appelle "ECHANTILLONS".

L'échantillon doit être représentatif de l'ensemble du matériau dans lequel on fait le prélèvement.

On prélèvera toujours une quantité de matériau nettement plus grande que celle nécessaire pour l'essai proprement dit.

Les résultats obtenus doivent correspondre aux caractéristiques de l'ensemble du matériau.

2. DIVERS MODES DE PRÉLÈVEMENT

2.1. Sols naturels et matériaux d'apport :

Pour que le prélèvement soit représentatif, il faut qu'il corresponde à ce que l'on trouvera dans le godet de la machine d'extraction ou sous les roues ou jantes des engins de compactage.

Selon la nature de cette machine, il y aura lieu de procéder de façon appropriée.

EXEMPLES :

Pour une pelle en butte, il faudra mélanger les matériaux que l'on fera tomber d'une saignée sur toute la hauteur du front de taille.

Pour un scraper, il faudra indiquer les couches horizontales successives de nature différentes.

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2.2. Produits manufacturés : ( Granulats, enrobés, liants, etc.)

Il faut s'assurer de l'homogénéité des matériaux.

Le prélèvement devra être exécuté avec des instruments et dans des récipients parfaitement propres et exempts de tous produits pétroliers, de terre ou de tout autre liant hydraulique ou bitumineux.

2.2.1. Granulats :

Prendre, de préférence :

* une partie en bas du tas,

* une partie en haut du tas,

* 3 parties à l'intérieur du tas à l'aide d'un tube de prélèvement (cas du sable),

* ou 2 parties à mi - hauteur ( cas du gravillon ou du sol stocké ).

2.2.2. Liants hydrauliques :

Un sac, ou 3 prises de 10 kg pour une livraison en vrac.

2.2.3. Matériaux enrobés :

Eviter la ségrégation en prélevant quelques pelletées à intervalles réguliers de quelques minutes.

Procéder ensuite par quartage sur une tôle propre.

2.2.4. Liants bitumineux :

Ne pas prélever en surface ou on rencontre des produits plus légers et éventuellement de l'eau.

Prélever par exemple à la vanne pendant que le liant est en cours de brassage dans son réservoir de chauffage.

3. QUANTITÉS APPROXIMATIVES A PRÉLEVER

Elles sont fonctions de l'étude demandée :

# SOL :

* pour identification :............................................. 10 kg

* pour étude plus complète ( Proctor, CBR, etc..): 25 à 50 kg

# GRANULATS : par coupure granulométrique :............ 20 à 25 kg

# LIANTS HYDRAULIQUES, FILLERS :........................ 2 à 3 kg

# MATERIAUX ENROBES :............................................ 2 kg

# LIANTS BITUMINEUX :............................................... 1 kg

# EMULSIONS DE BITUME :......................................... 1 l

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4. ECHANTILLONNAGE EN LABORATOIRE

4.1. Préparation de l'échantillon :

Les granulats et les sols devront être séchés à une température peu élevée pour ne pas modifier la nature du matériau. Le mieux est le séchage à l'air libre.

Un échantillon trop sec devra être humecté pour ne pas perdre les éléments fins.

Il faudra aussi briser les mottes, sans briser les éléments qui les composent.

4.2. Méthode de quartage :

# Pour prélever 10 kg d'échantillon, il est indispensable de manipuler au moins 80 à 100 kg afin d'arriver à une moyenne bien représentative.

# Les matériaux extraits du tas ou du front de taille, etc... sont placés sur une aire propre et homogénéisés à la pelle.

# Le tas est finement répandu en forme de galette circulaire de laquelle on extrait un quart.

# Ce quart est à nouveau brassé de la même façon et étalé en galette circulaire de laquelle on prélève un quart.

# Finalement, on arrive à la quantité fixée plus haut pour l'envoi au laboratoire, et on est assuré que cette quantité est représentative.

# On procède ensuite à l'emballage.

4.3. Echantillonneurs :

Appareils séparant en 2 fractions égales le matériau à étudier.

REMARQUE : Les 2 procédés peuvent être utilisés séparément ou conjointement en fonction des quantités à séparer et de la grosseur des grains.

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5. EMBALLAGE ET REPÉRAGE

Les matériaux sont emballés d'une façon qui garantisse leur arrivée au laboratoire : sac étanche, bidon plastique ou métallique, containers, etc...

Les enrobés et les liants bitumineux sont placés dans des boites ou containers hermétiques.

Les échantillons de chaux et de ciment sont emballés dans des récipients étanches remplis pour ne pas laisser d'air à l'intérieur.

NORMES À CONSULTER :

P 18 - 551 : Granulats - Prélèvement de matériaux sur stocksP 18 - 552 : Granulats - Prélèvement de matériaux en cours d'écoulementP 18 - 553 : Granulats - Préparation d'un échantillon pour essai

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TENEUR EN EAU

1. DEFINITION

La teneur en eau d'un granulat ou d'un sol est le pourcentage d'eau (en masse) par rapport au matériau sec :

Masse de l'eau contenuew % = -------------------------------------- * 100

Masse de matériau sec

2. PRINCIPE DE DÉTERMINATION

Il existe 2 possibilités :

# Sécher complètement le granulat,

# Faire entrer l'eau qu'il contient dans une réaction chimique.

2.1. Première méthode :

# Peser l'échantillon humide : Mh

# Placer l'échantillon dans un récipient métallique ou en verre,

# Faire sécher le matériau :

* A l'étuve à 105 - 110° pendant 24 heures : grande précision pour quantités importantes,

* Dans un four : plus rapide,

* Dans un four micro-ondes : trés rapide ( attention: pas de récipient métallique ),

* Sur une plaque chauffante ou un bec à gaz,

* Flamber l'échantillon à l'alcool ( peu précis et dangereux ).

# Peser l'échantillon sec : Ms,

# Calculer la teneur en eau :

Mh - Msw % = ------------------ * 100

Ms

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2.2. Deuxième méthode :

On emploi du carbure de calcium qui réagit avec l'eau pour donner de l'acétylène :

C2Ca + H2O Þ C2H2 + CaO

On utilise un appareil tel que le " SPEEDY ".

* Placer une quantité bien déterminée de matériau humide dans l'appareil,

* Mettre 3 mesures de carbure de calcium dans le couvercle de l'appareil. Bien refermer,

* Retourner l'appareil et l'agiter pour que le matériau humide et le carbure se mélangent bien,

* Un manomètre commandé par la pression interne, gradué en pourcentages, donne directement la teneur en eau.

3. PRÉCAUTIONS A PRENDRE

La mesure d'une teneur en eau doit être réalisée avec soin.

Il faut prendre une masse d'échantillon représentative de celui-çi. Selon la quantité prélevée, les mesures devront être réalisées avec une précision plus ou moins grande ( balance au gramme, au dixième ou même au centième )

Utiliser une méthode et un matériel compatibles avec la quantité de matériau et la précision demandées.

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MASSES VOLUMIQUES

1. DEFINITIONS

La masse volumique d'un corps est la masse de l'unité de volume de ce corps

Comme il existe le volume apparent et le volume absolu ( ou réel ), on distinguera :

# la MASSE VOLUMIQUE APPARENTE ( MVA ): C'est le quotient de la masse sèche de l'échantillon par le volume occupé par la matière solide du corps et les vides contenus dans les grains ( volume apparent ).

# la MASSE VOLUMIQUE ABSOLUE ou REELLE ( MVR ): C'est le quotient de la masse sèche de l'échantillon par le volume de sa matière (volume absolu, tous vides déduits ou volume réel ).

Les masses volumiques s'expriment en fonction des unités courantes des masses et des volumes :

t/m3, kg/dm3, g/cm3 par exemples

Il ne faut pas confondre MASSE VOLUMIQUE et DENSITE : Une densité est le quotient entre la masse d'un certain volume d'un matériau et la masse du même volume d'eau à 4 °C , c'est - à - dire une grandeur sans unité.

2. MASSE VOLUMIQUE APPARENTE

2.1. Principe général :

Il s'agit de remplir une mesure de 1 dm3 ou plus ( 2 dm3, 5 dm3 ) avec le matériau et de déterminer la masse du contenu.

Le tassement, donc le mode de remplissage de la mesure, a une influence trés importante sur les résultats. Il faudra réaliser les essais avec du matériel aussi simple que possible, et trés soigneusement.

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2.2. Matériaux courants : ( sable, gravillon, sol )

# Prendre le matériau dans les 2 mains formant entonnoir,

# Placer les 2 mains à 10 cm environ au-dessus de la mesure et laisser tomber le matériau ni trop vite, ni trop lentement,

# Verser ainsi le matériau au centre de la mesure jusqu'à ce qu'il déborde autour en formant un cône,

# Araser à la règle,

# Peser le contenu.

2.3. Cas des liants hydrauliques et des fillers :

On utilise généralement un entonnoir porté par un trépied et muni d'une passoire et d'un opercule mobile.

# Placer l'entonnoir au-dessus du centre de la mesure. Fermer l'opercule,

# Verser une petite quantité ( 200 g environ ) de matériau fin sur la passoire et la faire descendre dans l'entonnoir à l'aide d'une spatule,

# Ouvrir l'opercule : le matériau tombe,

# Refermer l'opercule et recommencer l'opération jusqu'à ce que se produise le débordement tout autour,

# Araser à la règle,

# Peser le contenu.

2.4. Résultats :

# Les méthodes sont fidèles si les processus sont respectés.

# Il est recommandé de faire 5 essais et de prendre la moyenne des résultats.

# ATTENTION : Pour les sables, la masse volumique apparente varie considérablement en fonction de sa teneur en eau. Le sable " foisonne " et il est trés important de déterminer l'importance de ce foisonnement.

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3. MASSE VOLUMIQUE ABSOLUE OU REELLE

3.1. Principe général :

Le volume absolu ou réel d'un corps est généralement déterminé en mesurant le volume d'un liquide que déplace l'introduction de ce corps.

Le liquide employé est, aussi souvent que possible, l'eau, sauf pour les corps réagissant avec l'eau qui conduisent à utiliser un autre liquide ( Benzène en principe).

De nombreuses méthodes permettent de déterminer les masses et volumes des matériaux à étudier. Il faudra les utiliser à bon escient, en fonction de la précision voulue, du matériel disponible et des matériaux.

3.2. Méthode de l'éprouvette graduée :

# Mettre dans une éprouvette graduée un volume d'eau V1,

# Peser une masse M du corps ( 200 à 400 g ) et l'introduire dans l'éprouvette. Bien éliminer les bulles d'air,

# Lire le nouveau volume V2,

# Le volume absolu ou réel est : V = V2 - V1

# La masse volumique réelle est :

MMVR = ----------- V2 - V1

AVANTAGES ET INCONVENIENTS :

* Méthode rapide, simple. Matériel simple.

* Précision faible en raison de l'espacement des graduations sur l'éprouvette, de la formation du ménisque, de l'eau qui adhère aux parois.

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3.3. Méthode du ballon :

La méthode est nettement plus précise, mais plus délicate à réaliser. On utilise :

* un récipient en verre dont les bords sont bien rodés,

* une plaque de verre pour recouvrir le goulot,

* une balance de précision,

# Peser le récipent plein d'eau, recouvert de la plaque de verre soit M1,

# Peser un échantillon du corps étudié : M2,

# Introduire le corps dans le ballon vide, remplir à nouveau d'eau, remettre la plaque de verre et peser : M3,

# La masse de l'eau chassée par le corps est :

M = M1 + M2 - M3

# La densité de l'eau étant égale à 1 à la température ambiante, la masse volumique cherchée est:

M2MVR = -------------------- M1 + M2 - M3


* Bonne précision,

* Nécessite beaucoup de soins : ne pas laisser de bulles, bien sécher ballon et plaque.

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3.4. Méthode du voluménomètre " Le Chatelier " :

C'est un récipent de 250 cm3 en principe comportant un col étroit muni d'un

renflement de 20 cm3 environ.

Sous le renflement se trouve la graduation zéro.

Au-dessus du renflement, d'autres graduations donnent le volume en 1/10 de cm3

à partir du zéro.

# Mettre l'eau jusqu'à une graduation voisine de zéro. Noter V1,

# Peser le tout : M1,

# Introduire le corps étudié jusqu'à ce que le niveau du liquide soit dans la partie utile de la graduation.

# Bien chasser les bulles d'air. Noter V2,

# Peser : M2,

# La masse volumique absolue ou réelle est :

M2 - M1MVR = ------------ V2 - V1


* Méthode précise et fidèle,

* Le voluménomètre est gradué à 20 ° C et toute variation de température fausse les résultats (surtout avec le benzène ).

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3.5. Méthode du pycnomètre :

C'est un récipient de 50 à 1000 cm3 comportant un bouchon rodé muni d'un tube trés fin sur lequel est gradué un trait de repère

# Peser le pycnomètre vide : M1,

# Introduire une prise d'esssai à l'intérieur du pycnomètre, puis peser l'ensemble avec le bouchon : M2,

# Le pycnomètre est ensuite rempli d'eau. Eliminer les bulles d'air et adapter le bouchon. Finir de remplir jusqu'au trait repère, vérifier que le niveau est stable, peser l'ensemble : M3,

# Vider le pycnomètre, bien le nettoyer et le remplir d'eau jusqu'au repère du bouchon. Peser après vérification du niveau : M4,

# La masse volumique réelle du matériau est : M2 - M1

MVR = MVRw ----------------------------- M4 + M2 - M1 - M3

avec MVRw masse volumique de l'eau conventionnellement prise égale à 1

kg/dm3


Méthode trés précise, mais l'influence des variations de température est trés grande. Il faut donc réaliser l'essai par température constante.

NORMES À CONSULTER : P 18 - 554 : Granulats - Mesures des masses volumiques, de la porosité, ...P 18 - 555 : Granulats - Mesures des masses volumiques, coefficient d'absorption ...P 18 - 558 : Granulats - Détermination de la masse volumique absolue des finesNF P 94 - 053 : Sols - Détermination de la masse volumique des sols fins

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NF P 94 - 054 : Sols - Détermination de la masse volumique des particules solides

FOISONNEMENT DU SABLE

1. DÉFINITION

C'est le phénomène de variation de la masse volumique apparente du sable en fonction de sa teneur en eau.


# Peser 2000 g de sable sec ( w = 0 % ). Déterminer la masse volumique apparente du matériau selon la méthode traditionnelle : MVA0,

# Ajouter 1 % d'eau soit 20 g aux 2000 g de sable. Bien mélanger et déterminer la nouvelle masse volumique apparente humide MVA1,

# Ajouter à nouveau 1 % d'eau et déterminer MVA2,

# Et ainsi de suite pour des valeurs croissantes de w,

3. RÉSULTATS

Les résultats obtenus sont portés sur un graphique.

* En abcisse : Teneur en eau.

* En ordonnée : Masse volumique apparente humide.

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On remarque:

# Diminution rapide et importante de la masse volumique apparente: 20 à 25 % pour w = 1 %,

# Passage par un minimum très net ( - 30 % environ ) pour une valeur de w comprise entre 3 % et 10 % selon les sables,

# Remontée de la courbe, plus lentement, jusqu'à la valeur correspondant à la saturation ( pour w = 20 % en général ).

On peut également calculer la masse de sable sec contenu dans le sable humidifié:

MsMh

1

w

et en déduire la masse volumique apparente sèche du sable pour chaque teneur en eau.

Les résultats obtenus sont alors portés sur un graphique.


* En ordonnée : Masse volumique apparente sèche.

4. FOISONNEMENT DU SABLE

Le foisonnement est l’augmentation de volume correspondante à une humidité donnée, par le rapport au volume occupé par la même quantité de sable mais à l’état sec.

On trace ensuite la courbe de foisonnement du sable.


* En ordonnée : Foisonnement.

5. IMPORTANCE DE LA VARIATION

Cette notion de foisonnement du sable est très importante pour les chantiers.

Le sable livré est rarement sec, alors que le dosage donné pour la composition d'un béton prévoit toujours un sable sec.

Il faudra donc corriger ces quantités de sable pour obtenir un béton de qualité.

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COMPOSIT ION GRANULAIRE

1. DÉFINITIONS

Il s’agit de déterminer les proportions optimum d’un mélange de plusieurs granulats, en général un sable et un gravillon.

Un bon béton est un béton compact: il doit contenir le moins d’air possible.

Le ciment et l’eau forment une pâte liquide qui vient remplir les vides entre les granulats.

La quantité de ciment est déterminée par rapport à la résistance souhaitée du béton.

Il faut une certaine quantité d’eau pour assurer l’hydratation du ciment et sa prise.

Pour réduire la quantité d’air du béton, il faut donc réduire les vides crées par les granulats eux-mêmes.


2.1. Indice des vides: e

C’est le rapport entre le volume occupé par les vides et le volume de la partie solide des grains, V étant le volume total occupé par les granulats.

eVvVs

avec Vv = volume des vides = V - VsVs = volume du solide

2.2. Compacité:

C’est le rapport entre le volume occupé par la partie solide des grains et le volume total des granulats.

2.3. Etude théorique

On cherche à obtenir l’indice des vides minimum dans un mélange de 2 granulats (sable et gravillon).Soit G = Volume absolu du gravillon

S = Volume absolu du sable

2.3.1. Indice des vides du gravillon: eVvG

GG

2.3.2. Indice des vides du sable: eVvS

SS

2.3.3. Teneur en gros granulats du mélange: xG

G + S

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1

0

eG

0

1

eS

2.3.4. Teneur en granulats fins du mélange: y 1 xS

S + G

2.3.5. On part du gros granulat et on ajoute un peu de sable .

Le volume des vides du mélange sera: Vv e .G SG

L’indice des vides du mélange sera:

e e .x (1 x)G

e = 0 x' = 1

e + 1GÞ

2.3.6. On part du granulat fin de volume absolu So.

On remplace le volume S’ de sable par le même volume de gravillon S’ = G.

On a toujours So = S + S’ = S + G

d’ou S = So - S’

Le volume des vides du mélange sera: Vv e .So - e .S'S S

L’indice des vides du mélange sera: ee .So - e .S'

S G

e - e G

S G

S S s s .

e e - e . xS S e e . 1- x)S (

e = 0 x = 1Þ2.3.7. Tracer les deux courbes sur un même graphique.

Courbe réelle

Courbes théoriques

yS

S + G

1

e + 1G

xG

G + S

Ce sont des courbes théoriques, mais la réalité est légèrement différente car l'arrangement des grains suit cette évolution au voisinage des limites{G/(G+S)=0 ou 1}

Deux phénomèmes viennent se superposer:# Effet de paroi ou de coffrage ( arrangement plus lache Þ e plus grand )

# Effet de desserrement ou d'interférence. L'arrangement des petits grains dans les gros désorganisent ceux-ci (e plus grand )

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3. ETUDE PRATIQUE

3.1. Détermination des masses volumiques absolues: # du sable : MVRS # du gravillon : MVRG

3.2. Détermination des indices des vides: # du sable seul : eS # du gravillon seul : eG

3.3. Hypothéses de travail:

# Soit S le volume absolu de sable utilisé et G le volume absolu de gravillon utilisé# On pose x = G / (G+S) le pourcentage de gros dans le mélange

x = 0 Þ sable seul Þ eS

x = 1 Þ gravillon seul Þ eG

4. TRAVAUX PRATIQUES EN PARTANT DU GRAVILLON

4.1. Faire des mesures pour x = 1, x = 0.9,...... x = 0.4 :

# on prend 4 kg de gravillon que l'on met dans une éprouvette 16*32# Vs = 4 / MVRG, et par mesure de la hauteur restante on trouve le volume total V

eVv

Vs= =

-V Vs

Vs

4.2. Calcul de la masse de sable à mettre pour passer à x = 0.9 :

# x = G / (G+S) Þ S = G (1-x) / x Þ Masse = S * MVRS

# par différence de hauteur, on trouve V

eV - (G + S)

G + S=

5. TRAVAUX PRATIQUES EN PARTANT DU SABLE

5.1. Faire des mesures pour x = 0, x = 0.1,...... x = 0.6 :

# on prend 4 kg de sable que l'on met dans une éprouvette 16*32# Vs = 4 / MVRS, et par mesure de la hauteur restante on trouve le volume total V

eVv

Vs= =

-V Vs

Vs

5.2. Calcul de la masse de gravillon à mettre pour passer à x = 0.1 :

# x = G / (G+S) Þ G = S * x (1-x)Þ Masse = G * MVRG

# par différence de hauteur, on trouve V

eV - (G + S)

G + S=

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NOTES PERSONNELLES

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