Les essais geotechniques en laboratoire et in situ

BURKINA FASO

Unité-Progrès-Justice

Ministère des Enseignements Ministère des Infrastructures

Secondaire et Supérieur du Désenclavement et des Transports

(MESS)

-------------- ----------------------- UNIVERSITE DE OUAGADOUGOU Laboratoire National du Bâtiment et des Travaux Publics ------------- (LNBTP)

Ecole Nationale Supérieure

d’Ingénieurs de Fada

Filière: Génie-civil (ENSIF)

Rapport de stage pour l’obtention

du Diplôme d’Ingénieur des Travaux

Première promotion Mai 2014

Auteur : Wendyam Arsène Flavien DAMIBA

Maître de stage : M. Ali SANA

Chef du Département Géotechnique Routière

Les essais géotechniques en laboratoire et in situ

Wendyam Arsène Flavien DAMIBA: ENSIF i

Dédicaces

À mes parents Edouard. D. DAMIBA et Scholastique TAPSOBA, j’y suis arrivée

grâce à vous.

À ma sœur Baowendsom Sylvie Laure DAMIBA, courage ! Plus qu’un pas.

A toute ma famille, noyau vital de ma réussite à l’école et dans la société ;

A tous mes amis qui m’ont soutenu dans cette quête de la connaissance et

dans cet apprentissage dans la vie sociale;

A mon ami Arzouma Modeste KYELEM;

A tous les promotionnaires avec qui j’ai partagé les joies et les inquiétudes de

l’année ;

Aux nobles enseignants rencontrés tout au long de ma scolarité !

Qu’ils trouvent dans ce travail l’effort que chacun a consenti !


Wendyam Arsène Flavien DAMIBA: ENSIF ii

Remerciements

Le plaisir que j’ai eu à effectuer cette étude provient en grande partie de toutes les

personnes qui m’ont encadré et permis d’avancer pendant ce stage. Je tiens à les remercier

mes sincères remerciements :

Au Directeur Général du Laboratoire National du Bâtiment et des Travaux

Publics (L.N.B.T.P) pour m’avoir accepter comme stagiaire ;

A mon maître de stage Mr Ali SANA chef du Département Géotechnique Routière

(D.G.R) pour l’attention portée à ma personne ;

A tout le personnel du L .N.B.T.P que j’ai pu côtoyer merci à chacun d’entre vous

pour votre aide et votre bonne humeur ;

A l’administration et au corps professoral de l’ENSI-F pour les connaissances

acquises ;

À tous ceux qui m’ont toujours apporté leur soutien et qui d’une manière ou d’une

manière ou une autre, ont contribué à la réalisation de ce stage puissiez vous trouvez ici

l’expression de ma profonde gratitude.


Wendyam Arsène Flavien DAMIBA: ENSIF iii

Résumé

Le but de ce travail est de présenter dans un premier temps, les différents essais

géotechniques tout en soulignant les réalités pratiques de réalisation de ces essais en

laboratoire et in situ ; et dans un second temps, analyser et interpréter les résultats de ses

essais qui seront confrontés aux prescriptions Cahier des Clauses Techniques Particulières

d’un projet de génie civil. Mais il sera avant tout question d’une présentation générale

de la structure d’accueil . Il ressortira à la fin de cette analyse comparative, la décision de

procéder ou non à la réception de l’ouvrage pour la suite de la réalisation.

Ce travail se révèle principalement être une étude de réalisation des différents essais

géotechniques afin de déterminer leurs propriétés ; et le contrôle de qualité en laboratoire et in

situ ; qualité non seulement des matériaux utilisés, mais aussi de l’emploie de ces

matériaux pour les travaux de réalisation des ouvrages en général.

Abstract

The aim of this work is to present initially, the various geotechnical essays while

underlining realities practice realization of these essays laboratory and in situ; and in the

second time, to analyze and interpret the results of its essays which confronting with the

regulations Book of the Particular Technical specifications of a project of civil engineering.

But it will be before any question of a general presentation of the reception facilities. It will

arise at the end of this comparative analysis, the decision to proceed or not to the reception of

the work for the continuation of the realization.

This work mainly proves to be a study of realization of the various geotechnical essays in

order to determine their properties, and it quality control in laboratory and in situ; quality not

only of materials used, but also of in general employs these materials for the initial work of

the works.


Wendyam Arsène Flavien DAMIBA: ENSIF iv

Liste des sigles et abréviations:

A: Coefficient d’aplatissement ou Affaissement

AASHTO : American Association of State Highway and Transportation Official

AG : Analyse granulométrique

AFNOR : Association Française de Normalisation

ASTM : American Society for Testing and Material

CBR : California Bearing Ratio test (essai californien de portance)

Cc : Coefficient de courbure

CCTP : Cahier des Clauses Techniques Particulières

Cu : Coefficient d’uniformité

D : densité

DGR : Département Géotechnique Routière

DSF : Département Sol et Fondation

DS : Département Structure

ENSIF : Ecole Nationale Supérieure d’Ingénieurs de FADA N’Gourma

ES Equivalent de sable

GAL : Grave Argileuse Latéritique

Ic : Indice de compacité

ICBR : indice CBR

IP Indice de plasticité

IPI : Indice Portant immédiat

PS : Poids spécifique

P : Propreté superficielle

OPM : Optimum Proctor Modifié

LNBTP : Laboratoire National du Bâtiment et des Travaux Publics ;

LA : Los Angeles

MDE: Micro Deval à eau

UU : Cisaillement direct Undrained Unconsolided (non drainé non consolidé)

Wl Limite de liquidité

Wp Limite de plasticité

W Teneur en eau


Wendyam Arsène Flavien DAMIBA: ENSIF v

Table des matières

Dédicaces .................................................................................................................................... i

Remerciements ........................................................................................................................... ii

Résumé ...................................................................................................................................... iii

Abstract ..................................................................................................................................... iii

Liste des sigles et abréviations: ................................................................................................. iv

Introduction ................................................................................................................................ 1

Chapitre I : Présentation du L.N.B.T.P ...................................................................................... 2

I.1 Domaines d’intervention du L.N.B.T.P ..................................................... 2

I.2 Organigramme du L.N.B.T.P ............................................................... 2

Chapitre II : Essais géotechniques sur les matériaux ................................................................. 4

II.A Département géotechnique routière ..................................................... 4

II.A.1 Section échantillonnage ................................................................. 4

II.A.1.1 Echantillonnage ........................................................................ 4

II.A.2 Section granulométrie ................................................................... 5

II.A.2.1 Analyse granulométrique par tamisage ............................................. 5

II.A.2.2 Essai de détermination du coefficient d'aplatissement ............................ 7

II.A.2. 3 Détermination de la propreté superficielle ...................................... 8

II.A.2.4 Essai de détermination du poids spécifique ou masse volumique réelle des

granulats ................................................................................................ 9

II.A.3 Section Limites d’Atterberg et Equivalent de Sable ............................... 10

II.A.3.1 Limites d’Atterberg ................................................................ 10

II.A.3.1.3 Essai d’équivalent de sable ..................................................... 12

II.A.4 Section Proctor-CBR ................................................................ 14

II.A.4.1 Essai Proctor modifié ............................................................. 14

II.A.4.2 Essai CBR .......................................................................... 15

II.A.5 Section Produits hydrocarbonés .................................................... 18

II.A.5.1 Essais d’identification de bitume ................................................ 18

II.A.5.2 Essai Kumagawa ................................................................. 19

II.A.5.3 Essai Marshall .................................................................... 20

II.A.5.4 Essai Duriez ........................................................................ 22

II.B Chantier : Travaux de construction et de bitumage de la route RD 152

OUAGADOUGOU- NIOKO- SAABA y compris les bretelles d’accès au CSPS et à l’université

SAINT THOMAS D'AQUIN ....................................................................... 24


Wendyam Arsène Flavien DAMIBA: ENSIF vi

II.B.1 Revêtement ......................................................................... 24

II.B.2 Les contrôles préalables ............................................................ 25

II.C Département sol et fondation ............................................................ 29

II.C.1 Essai de cisaillent direct non drainé non consolidé sur sol argileux ................. 29

II.C.3 Essai pénétrométrique (NF P 94-115) .............................................. 32

II.D Département structure ................................................................... 33

II.D.1 Etude et fabrication du béton au labo ou in situ ................................... 33

II.D.2 Essai d’affaissement au cône d’Abrams ........................................... 33

II.C.3 Essai de compression ............................................................... 34

II.C.4 Essai de densité apparente des gravillons et sables .............................. 35

II.C.5 Essai Micro-Deval à eau ............................................................ 36

II.C.6 Essai Los Angeles ................................................................. 37

II.C.7 Essai de traction de l’acier .......................................................... 39

Chapitre III : Analyse et interprétation des résultats obtenus .................................................. 40

III.1 Paramètres similaires .................................................................... 40

III.2 Analyse granulométrique (essai d’identification) ................................... 40

III.3 Equivalent de sable, essai de propreté du gravier, coefficient d’aplatissement et pois

spécifique ............................................................................................. 41

III.4 Les limites d’Atterberg (essai d’identification) ..................................... 41

III.5 Essai Proctor Modifié ................................................................ 41

III.6 Essai CBR ............................................................................. 41

III.7 Essais sur le bitume et l’enrobé ...................................................... 42

III.8 Densité apparente des matériaux, Los Angeles et Micro-Deval .................... 42

III.9 Formulation du béton simplifié et essai de traction de l’acier ...................... 42

III.10 Densitomètre à membrane, plaque et boîte doseuses .............................. 42

III.11 Essai de cisaillement ................................................................ 43

III.13 Pénétromètre dynamique ........................................................... 43

Chapitre IV : Remarques et suggestions .................................................................................. 44

Conclusion ................................................................................................................................ 45

Références bibliographiques .................................................................. 46

Sources des fichiers intégrés .................................................................. 46

ANNEXES ............................................................................................................................... 47

ANNEXE I : FICHES TECHNIQUES RECAPITULATIVES ............................. 47

ANNEXE II : MATERIELS ET ACCESSOIRES NECESSAIRES ........................ 67


Wendyam Arsène Flavien DAMIBA: ENSIF 1

Introduction

L’Ecole Nationale Supérieure d’Ingénieurs de Fada N’Gourma (ENSI-F) est un institut

universitaire qui forme des étudiants aux métiers du Génie (civil, minier,…).Consciente qu’une

formation théorique sans expérience pratique est incomplète voire vaine, un stage obligatoire de

fin de cycle est demandé à tout élève ingénieur pour l’obtention du diplôme d’ingénieur des

travaux.

Aussi la géotechnique étant le domaine d’étude des propretés physiques, mécaniques,

hydrauliques des sols et de leur application en génie civil, elle est indispensable pour les élèves et

étudiants en formation de génie civil.

Ainsi, nous avons choisi le Laboratoire National Burkinabé de Travaux Publiques (L.N.B.T.P)

comme lieu de stage, qui d’ailleurs a bien voulu nous accueillir et nous a donné comme thème :

‹‹Les essais géotechniques en laboratoire et in situ››.

Les essais et le contrôle géotechniques se placent au cœur même de l’exécution de tout chantier

et ils constitueront l’objet de notre présent travail.

Notre travail s’articulera autour trois (03) principaux axes :

Nous présenterons tout d’abord d’une façon générale le L.N.B.T.P, puis nous présenterons

quelques essais géotechniques et leurs réalités pratiques de réalisation ; et nous terminerons

par une exploitation des résultats obtenus lors de ces essais.



Chapitre I : Présentation du L.N.B.T.P

Le Laboratoire National du Bâtiment et des Travaux Publics (L.N.B.T.P/Burkina), est un

établissement public à caractère industriel et commercial. Il a été créé en 1968 par décret n°68-

223/PL/TP. Structure bien organisée, il intervient dans plusieurs domaines du génie civil.

Le L .N.B.T.P siège à Ouagadougou (Burkina Faso) et plus précisément dans le quartier

Gounghin sur le boulevard Naaba ZOMBRE. Il a une représentation appelée Délégation

Régionale à Bobo Dioulasso.

I.1 Domaines d’intervention du L.N.B.T.P

De nombreux services sont rendus par la dite société à plusieurs niveaux. Elle intervient en

effet dans :

les missions d’études et d’expertises

les missions de recherche appliquée et fondamentale

le domaine d’infrastructures et de transport

le domaine de construction des matériaux

le domaine de la mécanique des sols et fondations

le domaine de la recherche

le domaine du contrôle technique

I.2 Organigramme du L.N.B.T.P

Son personnel est constitué de 277 personnes dont 147 permanents parmi lesquels on

dénombre environ une trentaine de cadres (ingénieurs, techniciens, agents techniques), et 130

temporaires.

Pour réussir la mission qu’il s’est assigné, le L.N.B.T.P s’est tracé une ligne de conduite qui l’a

amené à l’organisation suivante :



Chapitre II : Essais géotechniques sur les matériaux

Pour la suite il sera question de procéder par essai dans les différentes sections de chaque

département et pour chacun des essais précédemment cités, de le définir, et de donner son but, son

principe ainsi que le matériel effectivement utilisé pour l’exécution de l’essai et pour finir, son

mode opératoire avec à l’appui des illustrations sous la base qu’un schéma vaut 1000 mots.

Les feuilles de calcul (et/ou l’expression des résultats) ainsi que les formules seront en annexe

I et annexe II : photos matériels.

Le nom d’une section fait référence aux essais qui y sont réalisés.

II.A Département géotechnique routière

II.A.1 Section échantillonnage

II.A.1.1 Echantillonnage

a) Le prélèvement

Les matériaux déposés sur le chantier peuvent ne pas provenir du même emprunt. Par soucis

de ne pas faire l’étude sur le même échantillon au risque d’avoir des résultats erronés, le

prélèvement s’effectue sur toute une planche de longueur d’environ une centaine de mètre.

Quant à la quantité du matériau prélevé, elle est d’environ une soixantaine de kilogramme car le

même matériau devait non seulement subir tous les essais nécessaires, mais aussi servir de réserve

pour une éventuelle reprise pour confirmer des résultats contradictoires, divergents avec ceux

obtenus par le laboratoire de l’entrepreneur.

De retour au laboratoire, le matériau prélevé de quantité Q est étalé puis séché à l’air libre

pendant environ quatre (04) heures de temps, dans le but de diminuer la teneur en eau du matériau

avant l’essai car une importante teneur en eau pourrait nuire à la bonne qualité des résultats.

b) Exécution de l’essai

Au laboratoire, l’essai doit être fait sur une quantité plus faible q. Comment séparer cette

quantité q représentative de Q ? Deux procédés de base assez satisfaisante sont utilisés : par

quartage et à l’aide d’échantillonneur.

NOTA : Une fois le matériau provenant du chantier jugé sec, on procède au tamisage. En

effet le matériau est passé au tamis de 20mm afin d’éliminer les

graviers grossiers. Puis seuls les passants sont retenus pour

l’échantillonnage.

Le quartage

Comme le nom l’indique, on divise l’échantillon en quarts.

Placer l’échantillon bien homogénéisé dans un bac métallique à

bords peu élevés (de préférence), et l’étaler. A l’aide d’une

truelle, partager d’abord eu deux moitiés (1), puis en quatre

quarts (2), sensiblement égaux. Eliminer les fractions A et D, et

réunir les fractions opposées B et C: on a ainsi la moitié de l’échantillon primitif.



Emploi d’échantillonneur

Cet appareil de laboratoire permet de diviser facilement

en deux parties représentatives la totalité d’un échantillon

initial. Des cloisons transversales constituent une succession

d’entonnoirs dont les ouvertures sont dirigées d’un côté et de

l’autre. Le matériau à étudier, versé dans l’échantillonneur à

l’aide d’une pelle spéciale est recueilli dans 2 petits bacs.

Chaque moitié, représentative de l’ensemble peut être encore

partagée en 2, puis encore en 2 etc.….

A la fin, l’échantillon est reparti dans des plats ‘points', pesés, étiquetés. L’essai Proctor nécessite

5 points (6 kg d’environ), l’essai CBR nécessite 3 points.

NOTA : Ces deux procédés peuvent être utilisés séparément ou conjointement, en fonction

des quantités à séparer et de la grosseur maximale des grains.

II.A.2 Section granulométrie

II.A.2.1 Analyse granulométrique par tamisage

a) Définition et but de l’essai

L’analyse granulométrique est un essai qui consiste à étudier la granulométrie du granulat,

c’est –à- dire la distribution des grains suivant leur dimension en déterminant par pesée

l’importance relative des classes de grains de dimension bien définies par pourcentages.

Elle se fait par tamisage pour la fraction de granulat dont le diamètre des grains est supérieur à

0.080 mm et par sédimentométrie pour la fraction des sols dont le diamètre des grains est inférieur

à 0.08 mm.

Pour ce travail l’analyse granulométrique s’est limitée au tamisage.

b) Principe de la méthode

L’opération consiste à éliminer par lavage à l’eau des fillers puis à procéder un tamisage

après séchage à l’étuve. À partir de la masse on détermine les différents pourcentages des refus.

Les résultats sont exprimés sous forme d’un graphique semi-logarithmique appelé courbe

granulométrique. Cette courbe est l’un des indicateurs permettant de caractériser la distribution

granulométrique du matériau.

c) Matériel nécessaire

une série de tamis (fils métalliques à mailles carrées),

un tamis de 80 µm pour le lavage,

une étuve pour le séchage,

un fond de cuve et couvercle,

une brosse métallique,

une balance de précision.



d) Mode opératoire

d.1) Les préparations avant l’essai

Préparations avant l’essai d’analyse granulométrique par tamisage

Après l’échantillonnage, le tas réservé pour l’essai granulométrique par tamisage est recueilli

dans un plat, pesé puis lavé à grande eau sur le tamis de 80µm pour éliminer les fillers.

Le lavage est terminé si l’eau qui s’écoule du tamis prend l’aspect clair.

Après lavage, les refus son mis à l’étuve à 105°C pendant 24H.

À sa sortie de l’étuve, on pèse le matériau pour déterminer sa masse sèche et on commence le

tamisage.

Préparations avant l’essai d’analyse granulométrique par tamisage à sec après

lavage

1

M1h Etuvage Pesée M1s

2

M Mh Lavage au tamis 80µm Etuvage Pesée Ms

A partir de l'échantillon M, on divise le matériau en deux échantillons.

1. Le premier échantillon sert exclusivement à établir une règle de proportionnalité sur la teneur

en eau considérée uniforme du granulat. Pour cela il est prélevé et pesé humide, M1h puis séché et

pesé sec M1s.

2. Le second est prélevé et pesé humide, Mh puis tamisé par lavage (sur le tamis de 80µm) séché

et pesé sec Ms.

Le raisonnement permettant de déterminer (par calcul) la masse sèche totale de l’échantillon à

laver sans le sécher est le suivant.

Si la masse humide d’un échantillon de granulat, M1h, donne une masse sèche M1s alors la

masse de n’importe qu’elle autre échantillon du même granulat Mh donnera la masse totale sèche

Ms correspondante par proportionnalité (règle de trois), soit: Ms =Mh (M1s/M1h).

La masse sèche Ms1 prélevée sur Ms sera utilisée pour l’essai.



d.2) L’exécution de l’essai

Après observation du granulat, faire choix du tamis le plus fin et du tamis le plus gros. On

s’arrange en général pour que le granulat passe entièrement au travers du tamis le plus gros.

Empiler les tamis dans l’ordre croissant (bas vers le haut), agiter horizontalement le tout

manuellement jusqu’à ce qu’il ne passe pratiquement plus de matière susceptible d’influencer les

résultats de façon significative. Puis agiter individuellement chaque tamis, supérieur jusqu’au

dernier (c’est le tamisage).

Peser les refus en cumulé. C’est à dire, peser le contenu du premier tamis puis y ajouter le contenu

du tamis immédiatement inférieur pour avoir le refus cumulé, et ainsi de suite.

Porter les résultats des refus cumulés en g dans un tableau.

Calculer les refus cumulés en %

Calculer les tamisât en %

Tracer la courbe.

Les feuilles d’essais et les courbes en annexe1, l’analyse et l’interprétation des résultats au

chapitre III.

II.A.2.2 Essai de détermination du coefficient d'aplatissement

a)Définition et but

Le coefficient d’aplatissement d’une classe correspond au passant en % du tamisage sur la

grille à fentes correspondante.

La détermination du coefficient d'aplatissement est l'un des tests permettant de caractériser la

forme plus ou moins massive des granulats.

b) Principe

Séchée et pesée, la prise d’essai est d’abord divisée en classes granulaires d/D selon leur

grosseur par tamisage sur tamis à mailles carrées. Chacune de ces classes est à son tour passée sur

une grille à fente parallèles d’écartement G/ E> 1,58.

La forme d’un élément est définie par trois dimensions principales à savoir la longueur (L),

l’épaisseur (E) et la grosseur (G). Le coefficient d’aplatissement A d’un lot de granulat soumise à l’essai

est par définition le pourcentage des éléments tels que : G/E>1,58


une balance

une étuve

une série Tamis de 80 µm à 80 mm

une série Grille à fente de 2.5 mm à 20 mm



d) Mode opératoire (NF P 18-561)

Granulat de masse M0 déversé sur tamis à maille d2

Passant Mg à travers le tamis d1 et refusé sur d2

Déversé sur grille à fentes d’écartement d2/1,58

Matériau refusé = bonne forme

Tamis d2 immédiatement inférieur à d1

1 2 Matériau passant Me =mauvaise forme

1. L’échantillon (point) provenant de l’échantillonnage est d’abord écrêté (lavage) au tamis

de 4mm et le refus séché de masse M0 est utilisé pour le double tamisage.

Pour chaque tamis, peser le refus élémentaire de masse Mg,

2. Passer ensuite le refus élémentaire à la grille, recueillir le passant et le peser Me,

Le coefficient d’aplatissement de cette classe granulaire est 100x (Me/Mg).

Procéder de même pour les autres tamis.

Le coefficient d’aplatissement global A est donné par: A=100x (∑Me/∑Mg).

La feuille d’essai en annexe2, l’analyse et l’interprétation des résultats au chapitre III.

II.A.2. 3 Détermination de la propreté superficielle

a) Définition et but

La propreté superficielle est définie comme étant le pourcentage pondéral de

particules de dimensions inférieures à 0,5mm adhérentes à la surface ou mélangées à un

granulat de dimension supérieure à 2mm.

L'essai de propreté d'un gravier met en évidence la présence d'éléments fins dans le

gravier et permet de les quantifier. Le but de l'essai est donc de déterminer la propreté d'un

granulat au regard de son utilisation possible.


Les éléments fins contenus dans le granulat à tester sont séparés par lavage sur un tamis

d'ouverture 0.5mm. Leur pourcentage est déterminé par pesée après séchage du refus.


un ami de 0,5 mm

une balance de precision1g

une étuve



3

d) Mode opératoire (NF P 18-591 sept. 90)

Il s’agit de séparer par lavage sur tamis de 0.5 mm les particules inferieures à cette dimension.

Pour l’expression des résultats, on calcule d’abord la masse sèche de l’échantillon soumis à l’essai

Ms à partir de la formule suivante :

Ms (g) = Mh x (M1s/M1h).

M1h : le premier échantillon préparé;

Mh : le deuxième échantillon préparé ;

M1s : la masse sèche du premier échantillon séché à l’étuve.

Ensuite, on calcul la masse sèche m des éléments inferieurs à 0.5 mm par la formule :

m(g) = Ms – m’


II.A.2.4 Essai de détermination du poids spécifique ou masse volumique réelle des granulats

Par définition, c’est la masse du granulat sec sans les vides (pores) occupant l’unité de volume V

mesuré avec le pycnomètre.

Le matériau est d’abord lavé au tamis de 4mm et séché puis on prend une masse de prise d’essai

selon la taille du ballon.

Plaque de verre eau

P1 P2 P3 P4

Ballon vide Les pesées Matériau

Peser le ballon (propre, sec) vide et sa plaque de verre soit le poids P1,

Le remplir intégralement d’eau en le couvrant de sa plaque de verre afin d’éliminer si

nécessaire les bulles d’air emprisonnées soit le poids P2,

Vider le ballon, y verser une certaine quantité de matériau sec soit le poids P3,

Une fois le matériau versé, remplir nouveau celui-ci d’eau (laisser reposer minimum

15mn), et faire le vide au moyen de la cloche à vide (2h) afin d’éliminer les pores, et peser

soit le poids P4.



Renouveler l’opération pour faire la moyenne.

NOTA : La méthode est dite celle du pycnomètre mais dans ce cas, un ballon a été utilisé.


II.A.3 Section Limites d’Atterberg et Equivalent de Sable

II.A.3.1 Limites d’Atterberg

a) Définition

La limite d’Atterberg informe sur l’étendue de la plage de teneur en eau à l’intérieur de

laquelle le sol remanié a un comportement plastique, c’est-à-dire « pâteux ». C’est l’un des essais

de laboratoire les plus complexe car elle demande la présence effective, l’attention ainsi que le

bon sens de l’opérateur. L’essai s’effectue sur les fines et deux des cinq (05) limites d’Atterberg

étaient déterminés au laboratoire. Il s’agit de la limite de liquidité et celle de plasticité.

II.A.3.1.1 Limite de liquidité

a) But et principe de la méthode

Le but de cet essai est de déterminer la teneur en eau d’un échantillon à son passage de

l’état liquide à l’état plastique.

L’essai consiste à déterminer le nombre de coup à la coupelle de Casagrande permettant de

refermer d’environ1.mm les deux (02) lèvres de la rainure et de déterminer la teneur en eau

correspondant au nombre de coups. On répète cinq fois l’opération et on trace la droite de la limite

de liquidité appelée courbe d’écoulement, représentant la teneur en eau en fonction du nombre de

coups. La limite de liquidité est ainsi obtenue à partir de cette droite et correspond à la teneur en

eau obtenu avec 25 coups à la coupelle de Casagrande.

b) Matériel nécessaire

un plat pouvant contenir tout le matériau après lavage,

un tamis de 0.4mm pour le lavage,

une pipette d’eau,

appareil de Casagrande et accessoires,

une plaque en acier pour le malaxage,

une balance,

une étuve pour la détermination de la teneur en eau.



c) Mode opératoire (NFP 94-051)

Préparation avant l’essai

Après échantillonnage, l’échantillon réservé aux limites est lavé à l’eau sur le tamis de 0.4

mm soit de module AFNOR n° 27. Seules les particules fines passant à ce tamis recueillies dans

un plat seront retenues pour l’essai. Le plat contenant l’eau trouble est ensuite déposé plusieurs

heures à l’ombre pour permettre aux fines de décanter. L’eau claire surnageant la pâte est

perpétuellement chiffonnée pour accélérer le processus de décantation.

L’exécution de l’essai

La pâte est renversée sur la plaque métallique, et on

commence le malaxage qui dure quelques minutes.

Le but est d’homogénéiser la pâte et on la considèrera

homogène lorsque qu’elle est exempte de morte.

Une fois homogène et après avoir bien nettoyé la

coupelle de Casagrande, la pâte est délicatement remplie

sur le plateau de la coupelle et on racle soigneusement la

moitié que l’on remet sur la plaque.

Le but du raclage est de respecter la prescription de la norme selon laquelle l’épaisseur au centre

doit être de 15 à 20 mm. Aussi, la pression exercée sur la pâte permet pour ainsi de rendre le

remplissage parfait.

À l’aide l’outil à rainurer, on crée d’un seul mouvement une rainure séparant complètement la pâte

en deux.

À l’aide de la manivelle de la coupelle, effectuer une série de choc régulier d’environ 02 coups/s.

Pendant ce temps l’attention de l’operateur doit être fixée sur les deux lèvres de la rainure car il

doit arrêter les coups dès lors qu’elle se touche d’environ 15 mm. L’essai n’est acceptable que si

l’on obtient au premier essai un nombre de coups supérieur à quinze (15).

Noter alors le nombre de coups et prélever des tares pour déterminer de la teneur en eau après

avoir pesé la masse humide et répéter ainsi l’opération pour les trois autres points de la droite.


II.A.3.1.2 Limite de plasticité

a) But et principe de la méthode

Cet essai relativement plus simple que le précèdent a pour but de déterminer la teneur en

eau d’un échantillon de sol de son passage de l’état liquide à l’état solide.

Appareil de Casagrande

²



Le principe de l’essai consiste à rouler à la main et contre une plaque un échantillon de sol

jusqu’à observer l’apparition des fissures et procéder à la détermination de la teneur en eau dès

l’apparition de ces fissures.


L’essai est généralement effectué après la limite de liquidité. Ainsi, une partie du précédant

matériel est reconduit :

le tamis de 0.4 mm,

la plaque métallique,

la pipette,

l’étuve.

c) Mode opératoire (NFP 94-051)

L’exécution de l’essai consiste à confectionner un cylindre de

terre en rouler à la main et contre une plaque un échantillon jusqu’à

ce qu’il présente les dimensions suivantes :

Diamètre 3 mm,

Longueur 10-15 cm.

On s’arrête dès l’apparition de fissure sur le cylindre.

Découper ensuite ce cylindre en trois ou quatre parties que l’on partage dans deux tares.

Répéter l’opération cinq ou six fois et peser les cylindres dans des tares pour déterminer la masse

humide.

Des tares sont ensuite mises à l’étuve pour la détermination de la teneur en eau.


II.A.3.1.3 Essai d’équivalent de sable

a) Définition et but de l'essai

L'équivalent de sable (ES) est le rapport multiplié par 100 de la hauteur de la partie

sableuse sédimentée à la hauteur totale du floculat par rapport au fond de l’éprouvette.

L'essai d'équivalent de sable permet de mesurer la propreté d'un sable. Il rend

compte globalement de la quantité des éléments fins contenus dans ce sable : fines de nature

siliceuse, calcaire et argileuse y compris celles enveloppant les granulats de dimension supérieure

à 80µm et qui n’apparaissent pas dans l’analyse granulométrique par voie sèche.




L'essai consiste à faire floculer les éléments fins d'un sable mis en suspension

dans une solution lavante puis, après un temps de mise au repos donné, à mesurer la hauteur des

éléments sédimentés.

Il est effectué sur la fraction du sable passant au tamis à mailles carrées de 5mm.

c) Mode opératoire

Préparation de l’échantillon

L’essai est réalisé sur les granulats 0/2mm à une teneur en humidité inférieure à 2% à la

température ambiante (25C0).Ainsi dans certains cas il est nécessaire de réduire (en étalant à l’air

car étant trop humide) ou d’augmenter (trop secs) la teneur en humidité naturelle afin d’obtenir

une prise d’essai dont l’humidité est comprise entre 0 et 2%.

Après avoir tamisé l’échantillon humide au tamis de 2mm le passant est prélevé dans une

tare et mis à l’étuve à 105C0 pendant au moins 4h afin de déterminer la teneur en eau initiale W%.

Prélever pour chaque prise une quantité (Mh) de matériau humide correspondant à 120 g ± 1 g de

matériau sec, c'est à dire : Ms=120(1+W/100) en g et on commence l’essai proprement dit.

Exécution de l’essai

Remplir les 2 éprouvettes de solution lavante jusqu'au repère n°1(100ml), puis verser les

prises de matériau. Eliminer les bulles d'air en frappant à plusieurs reprises la base de l’éprouvette

sur la paume de la main pour déloger les bulles d’air et

favoriser le mouillage de l’échantillon puis laisser

reposer 10 mn.

Boucher les 2 éprouvettes et les placer sur l’agitateur

mécanique.

Laver les parois intérieures des éprouvettes à l'aide du tube

laveur et remplir jusqu'au trait repère n°2



Laisser reposer 20 mn ± 10 s

Déterminer ESv et ES

H1, H'2, H2 sont arrondis au mm près (piston taré de 1Kg).


II.A.4 Section Proctor-CBR

II.A.4.1 Essai Proctor modifié


Au fur et à mesure que la teneur en eau augmente, l’eau agit comme un lubrifiant, elle réduit

les frottements et facilite les glissements (ce qui amène le sol à se ramollir et à devenir plus facile

à travailler). Les grains peuvent alors, sous l’effet du compactage, se serrer en ne laissant subsister

entre eux qu’un minimum de vides résiduels. Il en résulte des densités plus élevées et des teneurs

en air plus faibles.

L'essai Proctor tient son nom de l'ingénieur Ralph R. Proctor, il reproduit le même phénomène au

laboratoire afin de déterminer la densité maximale du sol et des granulats analysés, en d’autres

termes savoir comment manier un sol ou des granulats de sorte qu’avec un volume de vide

restreint on ait un maximum de concentration en matériau élevée.

L’essai Proctor a pour but de déterminer la teneur en eau optimale pour un sol de remblai

donné et des conditions de compactage fixées qui conduit au meilleur compactage possible.

Autrement dit, l’essai a pour objectif de déterminer la teneur en eau correspondant à une capacité

portante maximale.


L'essai consiste à tester la compacité du sol porté à différentes teneur en eau variable et croissante

d’amplitude 2, et à mesurer la teneur en eau et son poids spécifique après compactage.

L’opération est répétée cinq (05) fois de suite jusqu’à la chute du poids spécifique. Cinq (05)

points de la courbe densité sèche en fonction de la teneur en eau sont alors déterminés.

Les coordonnées (��, ��) correspondants à l’Optimum Proctor Modifié (OPM) sont

représentés par le point maximal de la courbe qui donne en abscisse la teneur en eau optimale pour

une compacité maximum en ordonnée.



c) Matériel nécessaire à l’essai

un moule CBR + embase,

une dame Proctor modifiée,

une règle à araser métallique,

un disque d’espacement,

une bâche à homogénéisation,

une éprouvette graduée (1000 ml :10 ±5 ; 20°C),

des tares au nombre de 10,

une clé mécanique,

une étuve de 300°C max,

une balance (kern max 16100g d=0,1g).

d) Mode opératoire (NFP 94-093)

Un des cinq (05) échantillons marqués est renversé dans la bâche à homogénéiser. L’essai

débute à 2% de teneur en eau par ajout aux matériaux d’une quantité d’eau correspondant à 2% de

la masse de l’échantillon consigné sur l’étiquette. Étant donné que la masse volumique de l’eau est

de un kilogramme par litre (1Kg/L), la quantité d’eau à ajouter correspond directement au volume

mesuré dans l’éprouvette graduée.

Le matériau est ensuite malaxé jusqu’à obtention d’un mélange homogène. Deux tares y sont

directement prélevées pesées et mises à l’étuve pour la détermination de la teneur en eau. L’essai

Proctor modifié est compacté en cinq (05) couches à raison de cinquante-six (56) coups par

couche. Le matériau est dit compacté à 100%.

Après le compactage de la dernière couche, on s’assure que le matériau a dépassé le moule

d’environ un centimètre (1cm), puis on arase délicatement en commençant par le centre.

On ôte l’embase et le disque d’espacement puis on pèse le moule contenant le matériau compacté

et arasé. On renouvelle l’opération en variant de façon croissante la teneur en eau. On passe ainsi

de 2% à 4%.

NOTA : Par expérience la teneur en d’eau est atteinte lorsque le matériau humidifié a une certaine

prise.

Les feuilles d’essai en annexe7, l’analyse et l’interprétation des résultats au chapitre III.

II.A.4.2 Essai CBR


Le California Bearing Ratio test (CBR) est un essai de portance (aptitude des matériaux à

supporter les charges) des remblais et des autres couches des ouvrages routiers. Selon les trois (03)

types d’essais CBR, on distingue: l’indice CBR immédiat, l’indice CBR après imbibition et

l’indice CBR portant.


Wendyam Arsène Flavien DAMIBA: ENSIF

L’essai CBR immédiat est une mesure de résistance au poinçonnement d’un sol compacté à sa

teneur en eau naturelle. Il sert directement de référence dans les régions peu

variation hydrique considérable.

Le but de cet essai est de déterminer expérimentalement des indices portants (IPI, ICBR) qui

permettent

d’établir une classification des sols (GTR),

d’évaluer la traficabilité des engins de terrassement(IPI),

déterminer l’épaisseur des chaussées (CBR augmente


La charge apportée par le pneu sur la chaussée poinçonne le sol de fondation. Ce

poinçonnement est d’autant plus petit que l’épaisseur de la chaussée est grande.

L’immersion pendant 4 jours dans de l'eau correspond aux conditions hydriques

la vie de l’ouvrage.

Une charge d’environ la charge de service est ensuite appliquée et on poinçonne le matériau dans

des conditions déterminées (vitesse constante et déterminée) tout en mesurant les efforts (F) et les

déplacements (Δh) qui en résultent. On obtient la courbe d’essai. Une comparaison de ces résultats

avec ceux obtenus sur un sol de référence (californien) est ensuite effectuée.


une moule CBR,



un disque d’espacement,

une bâche d’homogénéisation,

une éprouvette graduée (1000ml

des tares,

une clé mécanique,

une étuve de 300°C max,

une balance (Kern max 16100g d=0.1g),

une poinçonneuse CBR,




teneur en eau naturelle. Il sert directement de référence dans les régions peu


d’établir une classification des sols (GTR),

d’évaluer la traficabilité des engins de terrassement(IPI),

éterminer l’épaisseur des chaussées (CBR augmente ⇒ épaisseur diminue),



L’immersion pendant 4 jours dans de l'eau correspond aux conditions hydriques



en résultent. On obtient la courbe d’essai. Une comparaison de ces résultats

avec ceux obtenus sur un sol de référence (californien) est ensuite effectuée.



une bâche d’homogénéisation,

une éprouvette graduée (1000ml : 10± 5,20°C),

une balance (Kern max 16100g d=0.1g),

16


teneur en eau naturelle. Il sert directement de référence dans les régions peu humide, sans


épaisseur diminue),



L’immersion pendant 4 jours dans de l'eau correspond aux conditions hydriques prévues pendant



en résultent. On obtient la courbe d’essai. Une comparaison de ces résultats



deux disques de surcharge.

d) Mode opératoire (NFP 94-078)

Le compactage

L’échantillon (mélange des trois (03) points marqués provenant de l’échantillonnage) est

renversé dans la bâche à homogénéiser. L’essai débute à l’optimum Proctor modifié, C’est-à-dire

qu’on ajoute aux matériaux une quantité d’eau correspondant à la teneur du matériau déterminé à

l’optimum Proctor modifié.

Le matériau est ensuite malaxé pour être rendu homogène, puis la bâche à homogénéise est

recouverte sur elle-même pour limiter les pertes d’eau par évaporation.

Le compactage s’effectue en cinq (05) couches. Le principe de compactage est identique à celui de

l’essai Proctor modifié.

Après compactage de la dernière couche, on s’assure que le matériau à dépasser le moule

d’environ un centimètre (1cm), puis on arase délicatement en commençant par le centre.

On ôte l’embase et le disque d’espacement puis on vérifie que la masse moule contenant le

matériau compacté et arasé, est approximativement identique à celle obtenue théorique

connaissant le volume du moule, l’eau de moulage et la densité du matériau.

Pendant le compactage, des tares sont prélevées directement dans le bac à homogénéisation et

pesés pour la détermination de la teneur en eau.

L’opération est ainsi effectue avec une énergie de compactage de dix (10), vingt-cinq (25) et

cinquante-six (56) coups.

L’imbibition

L’opération d’imbibition est réalisée comme suit :

Après avoir pesé l’ensemble moule (retourné) + embase + échantillon (compacté et arasé), on

place successivement un disque en feuille de papier qui servira de filtre et une charge constituée

par des disques annulaires de 2.265Kg représentant

l’équivalent de la contrainte imposée par la chaussée sur la

plate-forme.

Le tout est immergé pendant quatre (04) jours (soit 96h dans

un bac rempli d’eau), la plaque de base étant un peu écarté du

fond pour permettre le passage de l’eau.

Le Poinçonnement

Pour le poinçonnement, la poinçonneuse utilisée est de

type manuel muni d’un piston de poinçonnement de diamètre

4.96cm et de deux (02) comparateurs : un de cadence et Poinçonneuse manuelle



l’autre permettant suivre l’enfoncement du piston de 19,35 cm2 de section.

Un opérateur effectue un mouvement régulier de rotation de la manivelle de la poinçonneuse

(manuelle), pendant qu’un second note les valeurs de l’enfoncement en fonction des valeurs

prédéfinies de cadence. Il en est de même pour tous les trois (03) moules.

Les feuilles d’essais en annexe8, l’analyse et l’interprétation des résultats au chapitre III.

II.A.5 Section Produits hydrocarbonés

II.A.5.1 Essais d’identification de bitume

Ces trois essais permettent de déterminer les caractéristiques intrinsèques d’un bitume pur à

savoir sa densité relative, son point de ramollissement et sa pénétrabilité afin de déterminer sa

classe.


II.A.5.1.1 Détermination de la densité relative à 250 C, méthode au pycnomètre

Afin de rendre le liant suffisamment fluide (le ramollir), il est légèrement chauffé en ayant soin

d'éviter toute perte de matières volatiles.

Après avoir pesé le pycnomètre propre et sec, muni de son bouchon (masse P1), le remplir

précautionneusement avec l'eau distillée, mettre le bouchon en place et s'assurer que le

pycnomètre soit bien rempli sans présence de bulle d'air (masse P2).

Introduire l'échantillon de bitume dans le pycnomètre en évitant la formation de bulles d'air.

L'échantillon doit remplir entre ½ et ¾ du volume apparent total du pycnomètre. Le pycnomètre

contenant le liant est ensuite refroidi pendant 1h jusqu'à la température du laboratoire et pesé au

0,1 mg près (masse P3).

On place ensuite le pycnomètre rempli du mélange non miscible d’eau et bitume dans un bain

thermostatique à 25°C pendant 30mn et on ajuste si nécessaire le niveau d'eau du pycnomètre au

moyen de l'eau distillée à (25 °C) et en remettant le bouchon en place. Retirer le pycnomètre du

bain et essuyer immédiatement le sommet du bouchon d'un coup de serviette. Essuyer et sécher le

reste de la surface extérieure du pycnomètre et le peser au 0,1 mg près (masse P4).

II.A.5.1.2 Détermination du point de ramollissement (méthode bille et anneau)

Pour se faire un échantillon fluidifié par chauffage est versé dans deux anneaux, reposant

sur une plaque enduite de vaseline. On les laisse se refroidir en 30 mn, raser ensuite l’excès

( aplanir) avec une spatule avant de placer l’ensemble dans un vase d’eau distillée à 5°C +

-1° durant 15 mn. Puis on mesure la température à laquelle une bille d’acier, placée à la surface



du produit contenu dans chaque anneau de métal, tombe d’une hauteur déterminée après avoir

traversé le produit progressivement ramolli sous l’effet d’une élévation de température par

chauffage effectuée à vitesse constante (5°C/mn).On prend la moyenne des deux températures.

NOTA : Le matériel utilisé est à la même température que la prise d’essai.

II.A.5.1.3 Détermination pénétrabilité à l'aiguille

On place la prise d’essai (25°C) sur le pénétromètre en plaçant l’aiguille chargée à 100g

de sorte à ce qu’elle affleure sa surface . Régler l’aiguille à 0, la libérer pendant 5 s, la

bloquer et mesurer sa profondeur d’enfoncement. La valeur retenue sur chaque coupelle est la

moyenne de trois déterminations ne sortant pas d’une étendue de 3.

a) Matériel nécessaire pour les trois essais

une balance de précision +thermomètre

un pycnomètre +plat pour bain thermostatique+réfrigérateur+eau distillée

un appareil Bille Anneau +plaque chauffante

un pénétromètre à bitume

Point de ramollissement Pénétrabilité

II.A.5.2 Essai Kumagawa

L’essai à pour objet la détermination de la teneur en bitume des enrobés.

a) Principe

L’essai de détermination de la teneur en bitume d’un enrobé par la méthode Kumagawa

consiste à laver l’enrobé dans l’appareil Kumagawa avec un solvant ‘perchlore’ qui désolidarisera

complètement le bitume des granulats par dissolution à chaud au cours d’une distillation sous

reflux.


une étuve

une balance

un appareil Kumagawa



un solvant

une cartouche+papier filtre normalisé

c) Mode opératoire

Un échantillon d’enrobé est pesée puis passé à l’étuve réglée à 120° C pour le ramollir. On

pèse séparément le filtre+cartouche et le filtre seul. On verse ensuite l’échantillon dans la

cartouche et on pèse filtre+cartouche+enrobé .Puis monter soigneusement le décanteur, le collier,

le réfrigérant et l’alimentation en eau. On place le tout dans l’appareil Kumagawa mis en marche

pendant au moins 4h avec 2l de solvant. Au fait on attend que l’enrobé soit lavé jusqu’à ce que le

liquide qui s’écoule avec le bitume devienne clair. On transfère alors le filtre+cartouche+enrobé

dans l’étuve. Après séchage on procède aux différentes pesées qui vont permettre de calculer les

teneurs en bitume par rapport à l’enrobé et par rapport aux granulats.

On effectue généralement sur les granulats propres et séchés une analyse granulométrique.

NOTA : L’eau n’est pas recueillie donc pas de teneur en eau.


II.A.5.3 Essai Marshall


Par définition, le quotient Marshall est le rapport S/F entre la stabilité S et le fluage F.

C’est un essai permet de déterminer pour une température et une énergie de compactage données,

les caractéristiques physique et mécanique: le pourcentage de vide, la résistance mécanique dite

« stabilité », l’affaissement dit « fluage » et le quotient Marshall des éprouvettes d’un enrobé

bitumineux à chaud.

b) Principe

L’essai consiste à la confection d’éprouvettes cylindriques d’enrobé compactées selon un

mode de compactage dynamique (analogue au Proctor, avec une dame Marshall à raison de 50

coups par face) puis à les soumettre à des essais physiques et mécaniques Marshall (mesures

géométriques, pesée hydrostatique, compression diamétrale).L’essai est réalisé avec trois

éprouvettes.


une balance munie d’un crochet pour pesée hydrostatique

une étuve

une dame Marshall : hauteur de chute de 460mm

trois moules Marshall

un bain thermostatique

une presse Marshall Anneau dyn. 60 KN + Mâchoire d’écrasement + Fluagemètre



d) Mode opératoire (NF P 98-251-2)


Le mélange hydrocarboné ou enrobé est fabriqué en laboratoire suivant la norme à la

température de référence ou prélevé sur le chantier en général par carottage.

L'échantillon, dans un plat est mis à l'étuve à 150°C pendant 1h environ pour le ramollir ainsi que

les accessoires de l'essai (moule bien enduit de vaseline).


1 2 3

4 5

1. Echantillon homogène préparé.

2. Peser et introduire une quantité m environ 1200g dans le moule après avoir placé un disque de

papier en fond de ce dernier, et l'avoir enduit légèrement et mis en place la hausse. Un disque de

papier est placé au dessus de la quantité. Ensuite l'éprouvette est immédiatement compactée en

appliquant 50 coups en 55s de marteau de la dame sur la face supérieure et vis versa pour la face

inférieure.

3. Après avoir refroidi l'éprouvette à jet d'eau froide circulaire sans la mouiller, conserver le moule

pendant 1h au moins à température ambiante et la démouler (le démoulage est effectué en faisant

passer l'éprouvette du moule dans la hausse à l'aide d'un piston extracteur). La masse volumique

apparente MVa est calculée à partir des mesures géométriques portées sur l'éprouvette à l’aide

d’un pied à coulisses.

4. Détermination de la masse puis son volume apparent par pesée hydrostatique sans paraffinage

de sa surface. En application de la loi d'Archimède, on déduit la masse volumique apparente de

l'éprouvette.

5. Conserver l'éprouvette 4h au moins à température ambiante, immerger l'éprouvette et la

mâchoire d'écrasement dans un bain marie à 60°C pendant 40mn sans dépasser 1h ; puis placer

l'éprouvette dans la mâchoire et porter l'ensemble entre les plateaux de la presse ; d'où elle sera

soumise à l'effort de compression à une vitesse de déformation de 50mm/mn. On lit les valeurs de



S enregistré et F à l’aide du comparateur.


II.A.5.4 Essai Duriez

a) But

L’essai permet de déterminer pour une température et un compactage donnés, la tenue à l’eau

d’un mélange hydrocarboné à chaud à partir du rapport des résistances à la compression avec et

sans immersion des éprouvettes.

b) Principe

Les éprouvettes nécessaires à la réalisation de l’essai sont fabriquées par compactage

statique à double effet. Deux éprouvettes sont destinées à la mesure de la masse volumique par

pesée hydrostatique, pour calculer le pourcentage de vide. Les autres éprouvettes sont soumises à

l’essai de compression après conservation dans des conditions définies ; à l’air pour

certaines éprouvettes et à l’immersion pour d’autres.


une balance munie d’un crochet pour pesée hydrostatique

une étuve

un malaxeur

Un moule Duriez +entonnoir+piston extracteur+truelle

un bain thermostatique

une enceinte climatique

une presse Duriez

d) Mode opératoire (NF P 98-251-1, NF P 98-250-1, NF P 98-250-6)


L’enrobé provenant du malaxeur, dans un plat (+le moule enduit de vaseline) est mis à l'étuve

pour simuler le vieillissement à court terme.

Une fois la température atteinte, la durée du chauffage minimale est de 30 mn et ne doit jamais

excéder deux heures.



Exécution

3

4

1 2

5

1. Mise en place de l’enrobé homogène préparé d’environ 1Kg dans le moule à l’aide d’un

entonnoir. Dans le moule l’enrobé est encadré par deux disques de papier comme pour l’essai

Marshall.

2. Puis on passe au compactage des éprouvettes par compactage statique à double effet sous

charge de 60KN atteint en moins de 60s et maintenu pendant 300s (D<14mm) à l’aide de la presse

Duriez.

On laisse refroidir par jet d’eau, puis on démoule. Par pesée simple et par mesure des 6 côtés

géométriques on peut déduire la masse volumique apparente MVa. Par pesée hydrostatique de 2

éprouvettes, on détermine la masse volumique apparente MVA.

3. Les 5 des 12 éprouvettes sont conservées à 180C à l’air, leur masse est prise chaque jour.

4 .Les cinq autres sont conservées à 180C en immersion dans l’eau.

5. Au bout de 8 jours (J+8), elles sont écrasées sous une presse Marshall (sans les mâchoires

d’écrasement) à vitesse de 1mm/s et on mesure la résistance à la rupture à la compression à « l’air

» et à « l’eau ».

NOTA : Dans notre cas on n’a utilisé que 10 éprouvettes. L’essai se pratique à 18 °C, il peut être

pratiqué à d’autres température 0 et 50 °C pour permettre d’appréhender une forme de

susceptibilité thermique du mélange hydrocarboné.




II.B Chantier : Travaux de construction et de bitumage de la route RD 152

OUAGADOUGOU- NIOKO- SAABA y compris les bretelles d’accès au CSPS et à

l’université SAINT THOMAS D'AQUIN

II.B.1 Revêtement

II.B.1.1 Couche d’imprégnation

C'est une couche de protection qui repose sur la couche de base dont le rôle est de contribuer à

l'amélioration de la chaussée et renforce la protection mécanique, thermique et hydraulique par

imperméabilisation.

Elle est exécutée de la manière suivante : balayer la couche de base avec une balayeuse

mécanique complété au balai à la main de façon à éliminer les matériaux non solidaires et la

poussière résiduelle, arroser (légère humidification de la couche), enfin épandre uniformément le

bitume fluidifié (cut-back 0/1) à une température comprise entre 350 et 500 C.

La couche d’imprégnation est appliquée sur toute la largeur de la plateforme et pénètre de 1cm la

couche de base préalablement réceptionnée.

Arrosage à la citerne Imprégnation avec la bouille

II.B.1.2 Enduit superficiel

Structure et granularité

La chaussée étant à faible et moyen trafic, la structure est une bicouche composée d'une

couche de liant qui du bitume pur de classe 50/70 puis d'une couche de gravillons (10/14) suivie

par une couche de liant puis une couche de gravillons (6/10) et enfin on compacte.

Le choix de la granularité a été fonction de la structure et des objectifs visés : adhérence,

étanchéité, bruit de roulement : les petites granularités (6/10) sont plus favorables à la diminution

du bruit de roulement et à une meilleure adhérence à faible vitesse, les grosses granularités (10/14)

apportent une meilleure drainabilité. Ces granulats sont obtenus par concassage et criblage de

roches massives (granite) dans des carrières.

Mise en œuvre

Après un temps de séchage de 48 heures de la couche d’imprégnation, et un nettoyage

d’éventuelles ordures, le bitume et les gravillons sont respectivement mis en œuvre sur

toute la largeur de la plateforme par la bouille et le gravillonneur puis on compacte.



Avant Après

Densitomètre

Epandage du gravillon Compactage faisant suite

faisant suite à l’épandage du liant. à l’épandage du gravillon.

Le compactage

Enfin les compacteurs interviennent pour assurer la mise en place des granulats et leur

enchâssement dans le film de bitume. Le compactage est la première des protections contre

l’agression de l’eau. Il est un objectif important pour la couche de roulement, évitant les désordres

sur les couches inférieures.

Diminution du volume V, Poids P constante, ῥ= P/V augmente

Tassement

II.B.2 Les contrôles préalables

II.B.2.1 Mesure de densité in-situ


Le densitomètre à membrane est un appareil de mesure de la densité après compactage ; la

mesure de densité in-situ est une opération de contrôle du

compactage. Elle est relativement simple et s’effectue in situ sur

toutes les trois (03) couches de la chaussée (forme, fondation, base).

Le but de cette opération est la mesure des masses (poids)

volumiques (humides et sèche) des couches après leur compactage.


L’opération consiste dans un premier temps, à creuser un trou

dans la couche dont on désire mesurer la densité et, de mesurer le

volume du trou à l’aide d’un densitomètre à membrane ; puis dans

un second temps à déterminer le poids humide et sec ; informations

à partir desquelles on déduit aisément la densité.




trois (03) serres joints métallique de type crampon,

une truelle de maçon,

un marteau d’environ 1 kg pour fixer les serre-joints,

une tenaille pour les retirer,

un burin pour creuser le trou,

une louche de cuisine et cuillère de laboratoire et pinceau pour récupérer le matériau,

une règle graduée pour mesurer la profondeur du trou,

un seau avec couvercle,

une balance mécanique,

une bouteille de gaz butane + réchaud pour le séchage in-situ.

d) Mode opératoire

Préparations précédant l’opération

Avant le début de l’opération, il convient de dresser soigneusement l’emplacement où l’on

désir effectuer la mesure. On pourrait se servir de la truelle de maçon.

Ensuite, il faudrait fixer la base amovible du densitomètre au moyen des serres joints de type

crampons.

Il faudrait aussi éliminer toutes les bulles d’air du densitomètre par le bouchon purgeur, bien sûr

après avoir vérifié la membrane et remplir l’appareil d’eau si nécessaire.


Mettre l’appareil en place sur sa base amovible Une fois celle-ci fixée.

Appuyer sur la poigné jusqu’au refus : lorsqu’on exerce une pression sur la poignée, la membrane

se dilate et s’appuie sur la surface de la couche.

On lit alors un volume V1 sur la graduation volumétrique et on ôte l’appareil.

Creuser ensuite un trou à travers l’orifice et ayant un même diamètre et une profondeur d’environ

10cm.

Recueillir délicatement dans le seau la totalité des éléments extraits et le recouvrir.

Replacer l’appareil sur sa base amovible et appuyer de nouveau sur la poignée jusqu’au refus : la

membrane épouse parfaitement les dimensions du trou.

Lire enfin le volume V2 sur la graduation volumétrique



Pour plus de pragmatisme, la détermination de la teneur en eau du

n’est pas traitée au laboratoire mais sur place. Il est prévu à cet effet du gaz butane pour le

séchage.

II.B.2.2 Contrôle de l’épandeuse de bitumes fluidifié 0/1 et pur 50/70

Pour déterminer le dosage (taux d’épandage), le liant est recueilli dans des plaques

métalliques ou bacs de 20X25 que l’on dépose à chaque passage de la bouille pour recueillir le

bitume. Après avoir déterminé le poids du liant Pb dans le bac en tarant la balance, conn

surface de la plaque on déduit la quantité en mètre carré (Kg/m

formule : Pb/ (20X25).

II.B.2.3 Contrôle de l’épandeuse de gravillons

Pour déterminer le dosage (taux d’épandage), les gravillons son

boîte étalonnée, parallélépipédique

d’une face transparente ou boîte doseuse placée sur la route devant gravillonneur, en vue de

la détermination du taux d’épandage.

pour recueillir les gravillons d’une surface connue. Une fois leur couvercle remis en place, la

boîte est redressée verticalement et sert ensuite à mesurer directement le volume

(l/m2) de gravillons recueillis.

L’analyse et l’interprétation des résultats au chapitre III.



Pour plus de pragmatisme, la détermination de la teneur en eau du matériau recueilli dans le trou


Contrôle de l’épandeuse de bitumes fluidifié 0/1 et pur 50/70

le dosage (taux d’épandage), le liant est recueilli dans des plaques

que l’on dépose à chaque passage de la bouille pour recueillir le

bitume. Après avoir déterminé le poids du liant Pb dans le bac en tarant la balance, conn

surface de la plaque on déduit la quantité en mètre carré (Kg/m2) i.e. le taux de bitume par la

Contrôle de l’épandeuse de gravillons

Pour déterminer le dosage (taux d’épandage), les gravillons sont recueil

boîte étalonnée, parallélépipédique de 80cmx25cmx4cm, munie d’un couvercle coulissant et

ou boîte doseuse placée sur la route devant gravillonneur, en vue de

la détermination du taux d’épandage. Posée à plat avec un couvercle retiré, la boîte sert de bac


boîte est redressée verticalement et sert ensuite à mesurer directement le volume

analyse et l’interprétation des résultats au chapitre III.

27

matériau recueilli dans le trou


le dosage (taux d’épandage), le liant est recueilli dans des plaques

que l’on dépose à chaque passage de la bouille pour recueillir le

bitume. Après avoir déterminé le poids du liant Pb dans le bac en tarant la balance, connaissant la

) i.e. le taux de bitume par la

t recueillis dans une

de 80cmx25cmx4cm, munie d’un couvercle coulissant et

ou boîte doseuse placée sur la route devant gravillonneur, en vue de

Posée à plat avec un couvercle retiré, la boîte sert de bac


boîte est redressée verticalement et sert ensuite à mesurer directement le volume surfacique



Tableau des

dosages du CCTP

Plaque doseuse Pesage mécanique Boîte doseuse

Revêtement 1ère couche 2è couche Classes granulaires 10/14 6/10 Dosages :

Bitume pur 50/70(Kg/m2) 0,8 1,1

Granulats (l/m2) 10,5 7,5



II.C Département sol et fondation

II.C.1 Essai de cisaillent direct non drainé non consolidé sur sol argileux

a) But et définition

Cet essai détermine les paramètres de résistance au cisaillement ‘cohésion et l’angle de

frottement) qui permettent d’estimer la contrainte de rupture d’un matériau utile pour les études de

stabilité de terrain (talus, fondation su

toujours par cisaillement. On reproduit le phénomène au laboratoire.

On impose une contrainte normale (σ) puis on cisaille le sol. La valeur de τlim au del

laquelle il ya glissement entre le terrain et la semelle est déterminé, par la suite l’angle de

frottement) en traçant une courbe.

Un sol sec déversé d’une certaine hauteur forme un tas dont la pente ne peut pas dépasser une

certaine valeur ϕ : c’est angle de frottement interne du sol.


une machine de cisaillement +chronomètre

une boîte de Casagrande

une série de poids

une trousse coupante (anneau, couteaux divers)

un comparateur Anneau dyn. 3 kN

c) Principe

L'essai s'effectue sur une éprouvette de sol placée dans une boîte de cisaillement constituée de

deux demi-boîtes indépendantes. Le plan de séparation des deux demi

glissement correspondant au plan de cisaillement de l'éprouvette. Il consiste à appliquer sur la face

supérieure de l'éprouvette un effort normal de compression N, verticalement, par l’intermédiaire

d’un piston et un effort tranchant

comparateur mesure le déplacement relatif de l’échantillon.



Département sol et fondation

Essai de cisaillent direct non drainé non consolidé sur sol argileux



stabilité de terrain (talus, fondation superficielle et profonde). La rupture d'une fondation se fait

toujours par cisaillement. On reproduit le phénomène au laboratoire.

On impose une contrainte normale (σ) puis on cisaille le sol. La valeur de τlim au del


frottement) en traçant une courbe.

taine hauteur forme un tas dont la pente ne peut pas dépasser une

: c’est angle de frottement interne du sol.

une machine de cisaillement +chronomètre

coupante (anneau, couteaux divers)

un comparateur Anneau dyn. 3 kN


boîtes indépendantes. Le plan de séparation des deux demi-boîtes constitue un plan de



d’un piston et un effort tranchant T, horizontalement, en déplaçant la demi

comparateur mesure le déplacement relatif de l’échantillon.

29



perficielle et profonde). La rupture d'une fondation se fait

On impose une contrainte normale (σ) puis on cisaille le sol. La valeur de τlim au delà de


taine hauteur forme un tas dont la pente ne peut pas dépasser une


s constitue un plan de



T, horizontalement, en déplaçant la demi-boîte inférieure. Un



d) Mode opératoire (NF P94-071-1)


L’éprouvette est taillée dans des carottes soigneusement prélevées sur le site à l’aide d’une

meule huilée ayant les mêmes dimensions que la boîte de Casagrande.

Dans la boîte, les pierres poreuses ou plaques drainantes sont saturées avec de l’eau, l’éprouvette

est encadrée par deux disques de papier filtre empêchant les particules fines de migrer vers les

pores des pierres poreuses. L’ensemble est immergé dans l’eau 3 à 7jours pour la saturation.


A la machine, l’éprouvette ne subit aucune consolidation, aucun drainage préalable, sous la

contrainte normale σ de l’essai. Le piston est sollicité par un levier chargé par des poids de

manière à exercer la contrainte normale σ constante.

L'effort de cisaillement T (provoquant la contrainte de cisaillement τ croissant jusqu'à la

rupture) est exercé par une presse horizontale à vitesse de déplacement constante. Il est lu au

moyen d'un anneau dynamométrique. Lire à chaque 15s le déplacement relatif horizontal sur le

comparateur.

NOTA: L’essai est réalisé avec trois boîtes de cisaillement identiques respectivement aux

contraintes normales 0,5bar, 1 bar, 2 bar.

On détermine également les teneurs en eau avant et après essai et la masse volumique par pesée

hydrostatique par paraffinage.




II.C.2 Essai œdométrique NF P 94 a) But et définition de l’essai

La manipulation a pour but de déterminer les caractéristiques de

compressibilité d’un sol qui permettent d’estimer le tassement provoqué

par consolidation d’un massif de sol, par exemple sous une fondation

superficielle.

NOTA : Sous l’effet des charges appliquées, le sol va se déformer : il va

subir un tassement. Pour en évaluer l’ampleur on reproduit le

phénomène au laboratoire. Les sols présentant de forts

tassements sont les sols saturés, les contraintes s’appliquen

d’abord à l’eau puis après dissipation des surpressions, au

squelette solide. C’est le phénomène de consolidation.


une balance 1610g+-0,1g

une étuve

un oedomètre

une série de poids fendiés

un comparateur

c) Principe

Le sol est placé dans une enveloppe rigide, on exerce sur sa partie supérieure une pression

variable à l’aide d’un piston et on mesure les affaissements observés après stabilisation. On

détermine ainsi la relation entre les contraintes effectives e

d) Mode opératoire

Préparation de l’échantillon est la même que l’essai précédent


Un piston permet d'appliquer sur l'échantillon une contrainte

verticale uniforme constante pendant un temps déterminé.

On mesure alors la variation de hauteur de l’éprouvette de sol en fonction de la contrainte

appliquée. On commence par charger le piston à vide

en soustrayant 60 pour avoir 20kg, puis on va directement à 5kg et enfin on décharge totalement

jusqu’au piston à vide. On détermine également les teneurs en eau avant et après essai et la masse

volumique comme dans l’essai précédent.

NOTA: A chaque palier ou chargement, il faut attendre la stabilisation de tassement par

dissipation de la pression interstitielle avant de procéder à la lecture. C’est pourquoi dans notre cas

on effectue le chargement à chaque 24h après avoir lu le tassement pr

Les feuilles d’essai en annexe18, l’analyse et l’interprétation des résultats au chapitre III.



ométrique NF P 94-090-1

La manipulation a pour but de déterminer les caractéristiques de

compressibilité d’un sol qui permettent d’estimer le tassement provoqué

par consolidation d’un massif de sol, par exemple sous une fondation

: Sous l’effet des charges appliquées, le sol va se déformer : il va

subir un tassement. Pour en évaluer l’ampleur on reproduit le

phénomène au laboratoire. Les sols présentant de forts

tassements sont les sols saturés, les contraintes s’appliquent

d’abord à l’eau puis après dissipation des surpressions, au

squelette solide. C’est le phénomène de consolidation.

0,1g

une série de poids fendiés



détermine ainsi la relation entre les contraintes effectives et les déformations verticales.

Préparation de l’échantillon est la même que l’essai précédent.

Un piston permet d'appliquer sur l'échantillon une contrainte

verticale uniforme constante pendant un temps déterminé.


ar charger le piston à vide 2kg puis 5, 10, 20, 40,80

pour avoir 20kg, puis on va directement à 5kg et enfin on décharge totalement


volumique comme dans l’essai précédent.

A chaque palier ou chargement, il faut attendre la stabilisation de tassement par


on effectue le chargement à chaque 24h après avoir lu le tassement pr

, l’analyse et l’interprétation des résultats au chapitre III.

31



t les déformations verticales.


, 10, 20, 40,80kg et on décharge

pour avoir 20kg, puis on va directement à 5kg et enfin on décharge totalement


A chaque palier ou chargement, il faut attendre la stabilisation de tassement par


on effectue le chargement à chaque 24h après avoir lu le tassement précédent.

, l’analyse et l’interprétation des résultats au chapitre III.



II.C.3 Essai pénétrométrique (NF P 94

a) But

Le pénétromètre dynamique est un moyen simple, rapide et économique d’investigation des

sols in situ. Il permet :

d’apprécier de façon qualitative la résistance des terrains traversés, et de prévoir la

réaction du sol à l’enfoncement de pieux.

de déterminer l’épaisseur et la profondeur des différentes couches de sol.

d’effectuer des contrôles de

d’estimer une caractéristique de portance, la « résistance dynamique de pointe » pour les

essais.

b) Principe de l’essai

On enfonce dans le sol par battage, un train de tiges de faible diamètre muni à son extrémité

d’une pointe perdue, et on mesure le nombre de coups N nécessaires pour obtenir un enfoncement

donné.

c) Mode opératoire

Préparation des échantillons pour essais

Pour avoir des résultats représentatifs du sol vierge, on doit s’assurer que le terrain n’a pas

été perturbé au préalable au droit du sondage. Sur un site où un grand nombre de

effectués afin d’établir les coupes géologiques. L’axe des sondages est perp

essais de pénétration.


Mettre en place la pointe au pied de la

1ere tige et assembler l’enclume + tige

guide mouton

Enfoncer la pointe dans le sol

Avec une énergie dynamique constante

(mouton de 70Kg tombant d’une hauteur

constante de 20 cm), on compte le

nombre de coups nécessaires pour

enfoncer verticalement le train de tiges

jusqu’à une profondeur de 20 cm.

Renseignez la fiche de sondage

fournie.

Poursuivre l’essai jusqu’au refus en

ajoutant les tiges nécessaires.

Retirer l’ensemble du matériel du terrain !(En cas d’extraction diffic

mécanique avec douille de serrage est disponible).



Essai pénétrométrique (NF P 94-115)



réaction du sol à l’enfoncement de pieux.


d’effectuer des contrôles de compactage


r battage, un train de tiges de faible diamètre muni à son extrémité


Préparation des échantillons pour essais

s résultats représentatifs du sol vierge, on doit s’assurer que le terrain n’a pas

été perturbé au préalable au droit du sondage. Sur un site où un grand nombre de

effectués afin d’établir les coupes géologiques. L’axe des sondages est perpendiculaire à l’

Mettre en place la pointe au pied de la

1ere tige et assembler l’enclume + tige

guide mouton

nte dans le sol

Avec une énergie dynamique constante

(mouton de 70Kg tombant d’une hauteur

constante de 20 cm), on compte le

e coups nécessaires pour

enfoncer verticalement le train de tiges


Renseignez la fiche de sondage

fournie.

Poursuivre l’essai jusqu’au refus en

ajoutant les tiges nécessaires.

Retirer l’ensemble du matériel du terrain !(En cas d’extraction difficile, un dispositif


32




compactage


r battage, un train de tiges de faible diamètre muni à son extrémité


s résultats représentatifs du sol vierge, on doit s’assurer que le terrain n’a pas

été perturbé au préalable au droit du sondage. Sur un site où un grand nombre de sondages sont

endiculaire à l’axe des

guide mouton

nte dans le sol


ile, un dispositif




II.D Département structure

II.D.1 Etude et fabrication du béton au labo ou in situ

Le béton a été formulé théoriquement par la méthode de Dreux-Gorisse pour un affaissement

de 5+-1cm. Le dosage est le suivant 84,16Kg de quartz, 50,89Kg de sable 30Kg de ciment

CPA45 et 10,29l d’eau.

En pratique, l’ensemble est introduit dans la bétonnière dans l’ordre suivant : sable étalé,

quartz et ajout progressif des 10,29l d’eau grâce à une éprouvette de 100 ml afin d’homogénéiser

et fluidifier le mélange.

Un premier essai au cône d’Abrams a donné A=1cm, le dosage a été corrigé en ajoutant 8l

d’eau de gâchage pour avoir l’affaissement (5,2cm) escompté.

Puis on procède au moulage en huilant le moule cylindrique pour faciliter le démoulage. On

remplit le moule en deux couches par piquage (25 coups/couche) avec la tige du cône et les

marqué.

Après un temps de consolidation de 24h les 9 éprouvettes sont démoulées et passées dans un

bain maintenu à 25° C (l’eau jouant le rôle de cohésion) jusqu’aux jours (3,7, 28 jours d’âge) de

l’écrasement sorties de l’eau quelques heures avant.

II.D.2 Essai d’affaissement au cône d’Abrams

a) Principe et but de l’essai

L’essai consiste à mouler des troncs de cône en béton (base de diamètre 20 cm, partie haute de

diamètre 10cm) pour mesurer la valeur de l’affaissement A en cm et conclure sur la classe S

d’affaissement du béton.


un moule + tige de piquage+ embase

un entonnoir

un portique de mesure+truelle



c) Mode opératoire (NF EN 12350-2 et NF P 18-451) Entonnoir Tige de piquage Ǿ16

Bras de mesure

A

Béton

1 2 3 4

Moule tronconique Plaque d’appui

Après avoir huiler le moule puis humidifier la plaque, on procède comme suit :

1. Mise en place par piquetage (25 coups X 3) en trois couches au plus tard 2mn après l’arrêt du

malaxage

2.Arasement en faisant rouler la tige

3. Soulèvement délicat du moule tronconique

4. Mesure de l’affaissement A


II.C.3 Essai de compression

a) But

Cet essai a pour but le contrôle de la qualité du béton durci. Il s’agit des essais les plus courants.


un bac de conservation

Souffre

un appareil de surfaçage

une balance mécanique de 100 Kg

une presse à béton



c) Mode opératoire (NF P 18-406)

F

Zones de frettage

Cylindres16X32

15X30 25X50 F

Provenant de moulage ou de carottage in situ, conservées dans l’eau à 250C, les éprouvettes

cylindriques sont essuyées et pesées, et leurs extrémités sont rectifiées (surfaçage à l’aide de 60%

de souffre + 40% de sable fin+l’huile).

Centrées sur une machine d’essai étalonnée appelée presse de compression, elles sont soumises à

une charge croissante appliquée jusqu’à rupture à une vitesse constante.

On mesure généralement à 3 jours, 7 jours et 28 jours la résistance à la compression qui est le

rapport entre la charge maximale appliquée et la surface 20 de l’éprouvette : Fi /20 et on prend la

moyenne. Ainsi on détermine la classe de ce béton.


II.C.4 Essai de densité apparente des gravillons et sables

a) Définition

La densité apparente est le rapport entre la masse du matériau et le volume du cube qu’il

occupe. En pratique elle est obtenue en faisant la moyenne de trois essais.


une balance de précision

un moule cubique+ bac de réception+plat

une règle à araser



d) Mode opératoire (NF P 18-554/555)

1

Cube de 10,2l

1. La prise d’essai est versée à un débit constant dans un cube de 10200 cm

2000g à l’aide d’un plat placé à une hauteur de 1m avec les mains comme entonnoir au dessus du

moule.

2. Le surplus de matériau est arasé à l’aide d’une règle et le cube avec le matériau est pesé.

NOTA : Dans le cas du ciment il s’agit du même essai mais à l’aide d’un entonnoir plac

au dessus d’un moule de 1l de volume.

La feuille d’essai en annexe14, l’analyse et l’interprétation des résultats au

II.C.5 Essai Micro-Deval à eau


Par définition, le coefficient Micro

la masse du passant au tamis de 1,6 mm de l' échantillon après

passage en machine sur la masse initiale.

Le but de l’essai est la mesure de la résistance à l’usure produite pour

certaines roches car elle n’est pas la même à sec ou en présence d’eau.


L’essai Micro-Deval à eau (MD

dans un cylindre en rotation, en présence d’eau par frottement entre les granulats d’un échantillon

et une charge abrasive. La masse de la charge abrasive varie suivant les classes granulaires.

Le degré d’usure est apprécié par détermi

généré au cours de l’essai conformément à la norme NF P 18


un appareil Micro-Deval

des billes de 10mm +-0,5 de diamètre

un jeu de tamis 1,6-4-6,3-

une étuve


un bac ou un plat



554/555)

1 2

Règle à araser

Cube de 10,2l

1. La prise d’essai est versée à un débit constant dans un cube de 10200 cm3

é à une hauteur de 1m avec les mains comme entonnoir au dessus du


: Dans le cas du ciment il s’agit du même essai mais à l’aide d’un entonnoir plac

au dessus d’un moule de 1l de volume.


à eau

Par définition, le coefficient Micro-Deval à eau est le rapport entre

la masse du passant au tamis de 1,6 mm de l' échantillon après

passage en machine sur la masse initiale.

Le but de l’essai est la mesure de la résistance à l’usure produite pour

certaines roches car elle n’est pas la même à sec ou en présence d’eau.

(MDE) est destiné à appréhender la résistance



Le degré d’usure est apprécié par détermination de proportion d’éléments fins, inférieurs à 1,6 mm

généré au cours de l’essai conformément à la norme NF P 18-572.

Deval

0,5 de diamètre

-10-14mm (2 tamis correspondant à la classe granulaire étudiée)


36

Cube de 10,2l

de volume, de masse

é à une hauteur de 1m avec les mains comme entonnoir au dessus du


: Dans le cas du ciment il s’agit du même essai mais à l’aide d’un entonnoir placé à 10cm

chapitre III.

à l’usure produite



nation de proportion d’éléments fins, inférieurs à 1,6 mm

spondant à la classe granulaire étudiée)



d) Mode opératoire


L’échantillon est tamisé, lavé et séché à 105

10/14 et on prend une masse de prise d’essai de 500g par pesage.


1 Tambour 2 Appareil Micro

1. Mise en place dans le tambour de

2.Appliquer une rotation de 12000 tours au ta

100 tours/mn en 2h.

3. Retirer la prise d’essai pour lavage au dessus d’u

l’aide d’un aimant.

4. Etuvage du refus à 1050C

5.Pesage du refus (m’en g). Le passant au tamis de 1,6mm sera alors m=500

La feuille d’essai en annexe13, l’

II.C.6 Essai Los Angeles


Par définition, le coefficient Los Angeles est le rapport entre la

fraction passante au tamis de 1,6 mm de l' échantillon après passage en

machine sur la masse initiale.

Cet essai a pour but de mesurer la résistance

par chocs des éléments d’un échantillon de granulats dont leur propriété

pourrait être modifiées lors du malaxage ou le transport en camion.

b) Principe

Le principe de la méthode consiste 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.




L’échantillon est tamisé, lavé et séché à 1050 C sur les tamis de la classe granu

10/14 et on prend une masse de prise d’essai de 500g par pesage.

Tambour 2 Appareil Micro-Deval 3 4 5

place dans le tambour de : 5kg de billes métalliques calibrées+500g+2,5l d’eau

2.Appliquer une rotation de 12000 tours au tambour hermétiquement fermé par des vis à la vitesse

100 tours/mn en 2h.

3. Retirer la prise d’essai pour lavage au dessus d’un tamis de 1,6mm, les billes sont retirées à


C

5.Pesage du refus (m’en g). Le passant au tamis de 1,6mm sera alors m=500-m’


Par définition, le coefficient Los Angeles est le rapport entre la

fraction passante au tamis de 1,6 mm de l' échantillon après passage en

Cet essai a pour but de mesurer la résistance à la fragmentation

par chocs des éléments d’un échantillon de granulats dont leur propriété

pourrait être modifiées lors du malaxage ou le transport en camion.



37

C sur les tamis de la classe granulaire choisie

Deval 3 4 5

: 5kg de billes métalliques calibrées+500g+2,5l d’eau

mbour hermétiquement fermé par des vis à la vitesse

100 tours/mn en 2h.

n tamis de 1,6mm, les billes sont retirées à


m’

chapitre III.






un appareil Los Angeles

un jeu de tamis 4-6 ; 10-14 ; 15-16 ; 25-31,5 ou encore série de 2 tamis correspondant au

borne de la classe granulaire étudier (exemple : si classe granulaire 10/14 alors tamis

de 10 et 14 mm seront nécessaires),

une étuve (105 ° C ± 5 °),

une machine Los Angeles,

un bac destiné à recueillir les matériaux,

un tamis de 1,6 mm,

une balance de précision 1 g,

7 à 12 boulets selon la granulométrie (sphère de diamètre 47 mm d' un poids

compris entre 420 et 445 g).

d) Mode opératoire (NF P 18-573)


Tamiser l’échantillon lavé et séché à 1050 C sur les tamis de la classe granulaire choisie 10/14

puis prendre une masse de prise d’essai de 5 kg par pesage.


1 2 3 4

1. Dans la machine Los Angeles, introduire avec précaution et dans l’ordre, la charge de

boulets de la classe granulaire choisie puis la prise d' essai M = 5 000 g.

Après la rotation de la machine à 500tours/mn en 15 mn, recueillir le granulat dans le bac.

2. Tamiser le matériau contenu dans le bac sur le tamis de 1,6 mm, le matériau étant pris en

plusieurs fois afin de faciliter l’opération et laver le refus au tamis de 1,6 mm.

3 .Egoutter et sécher à l’étuve à 105 ° C jusqu’à masse constante.



4. Pesé ce refus une fois séché. Soit m le résultat de la pesée. Le passant au tamis de 1,6 mm sera

alors P = 5000 – m


II.C.7 Essai de traction de l’acier

a) But

Cet essai a pour but de contrôler la qualité des aciers. Il met en évidence les domaines élastique et plastique de la loi de comportement d’un acier et permet déterminer les états de contraintes et de déformations élastiques dans un acier de dimensions constantes ou variables dans le cas de la traction simple.


une machine d’essai de traction un comparateur collé sur les éprouvettes un pied à coulisse + décamètre

d) Mode opératoire

On mesure d’abord les dimensions de l’éprouvette : sa longueur, sa masse, son diamètre moyen de l’éprouvette en faisant la moyenne de trois mesures de diamètre (aux deux extrémités et au milieu) à l’aide du pied à coulisse. L’appareil mis en marche avec la barre accrochée entre ces deux pistons, l’aiguille qui relève la résistance en fonction du temps s’est arrêtée une première fois, la 1ère lecture (début de comportement plastique) est effectuée puis la 2nde lecture (la force de rupture de l’acier) au 2ème arrêt de l’aiguille. La feuille d’essai en annexe16, l’analyse et l’interprétation des résultats au chapitre III.



Chapitre III : Analyse et interprétation des résultats obtenus

NB : Les feuilles de calculs sont en annexe I, s’y reporté pour définition ou plus compréhension.

III.1 Paramètres similaires

a) Teneur en eau

L’analyse de certains essais nécessite des données non seulement sur l’échantillon humide mais aussi sur le même échantillon à teneur en eau nulle. Plusieurs des essais réalisés sont nécessité le passage à l’étuve pour la détermination de la teneur en eau Il est question dans un premier temps de déterminer une masse totale humide Mth ; puis dans un second temps une masse totale sèche Mts après séchage. On détermine alors la masse de l’eau (Mω) : Mω=Mh-Ms Puis, connaissant la masse de la tare (Mtare), on détermine la masse du matériau sec (Ms) : Ms=Mts-Mtare Enfin la teneur en eau (ω) : ω =100* Mω/Ms b) Densité

Connaissant le volume V du moule CBR ou du trou de densité en plus des masses Mh et Ms, on détermine la densité. Densité humide (γh) : γh=Mh/V Densité apparente (γd) : γd=Mh/ (1+ ω)*V

III.2 Analyse granulométrique (essai d’identification)

Avec la masse total (Mtot) et la masse des refus cumulés (Mcum) correspondant à chaque tamis de module AFNOR défini, on détermine : Pourcentage des refus cumulés %refus= Mtot/ Mcum Pourcentage des passants %passant=100-%refus Ces précédents résultats serviront à tracer la courbe granulométrique représentant le pourcentage des passants cumulés en fonction des ouvertures des tamis en diagramme semi logarithmique.

Par tamisage La courbe est étalée et continue. Notre courbe nous à donné les valeurs suivantes en terme de pourcentage: 12% de sable et 70% de grave. On en déduit le nom du sol Grave un peu sableux.

Par tamisage à sec après lavage cas du sable

D’après la courbe, nous avons 89% de sable, 11% de grave donc le nom du sol est : Sable un peu

graveleux.

D10, D30, D60 représentent respectivement les diamètres des éléments correspondant à 10%, 30%, 60% de tamisât cumulé. D10=0,2 D30=0,3 D60=0,7 Cu=D60/D10 Cc=(D30)2 / (D10*D30) Mdf= (somme des refus cumulés en % des tamis 0,16-0,315-0,63-1,25-2,5-5)/100



Cu= 3,5 Cc=0,64 Mdf= 3,34 Cu=3,8>2 ce qui implique que la granulométrie est étalée 1<Cc=0,64<3 donc le sable est mal gradué. Mdf= 3,34> 3,2 donc le sable est trop grossier alors il y aura une obtention d'un béton ayant une très grande résistance mais une moins bonne ouvrabilité et des risques de ségrégation importante.

III.3 Equivalent de sable, essai de propreté du gravier, coefficient d’aplatissement et pois

spécifique

ESV=91 et ES=87 ce sable est très propre donc pas de fines argileuses, ce qui risque d'amener un déficit de plasticité du béton qu'il faudra améliorer par une augmentation du dosage d'eau, ce qui va amener des bétons exceptionnels de très haute résistance. A=6,01<10, les granulats ont une très bonne forme (cubique) évitant les tassements, la friabilité. P=4,2 >2%, ce résultat est incompatible avec un béton ordinaire .Les particules fines (argileuse ou poussière) entraine une mauvaise adhérence entre les granulats et la pâte de ciment donc une mauvaise résistance et faible ouvrabilité. Pour l’améliorer on peut le tamiser sur chantier afin d’éliminer les fines. La masse du matériau m=P3-P1. Le volume d’eau déplacé correspond au volume V du matériau Ps=2,685, il s’agit d’un sable limoneux.

III.4 Les limites d’Atterberg (essai d’identification)

WL=35%<40%, WP=18%, IP=WL-WP=17%>11% D’après l’abaque de Casagrande, ce sol est argileux inorganique de plasticité moyenne (A-2-6 selon l’AASHTO) excellent pour les remblais de route.

III.5 Essai Proctor Modifié

Après lecture sur a courbe on a: γdop t = 2,15 g/cm3 ωopt = 8% Autrement dit pour avoir une meilleure capacité portante optimale du sol, on doit faire un compactage à la teneur en eau de 8%.

III.6 Essai CBR

La masse d’eau introduite est déterminée par la formule : Mo=M (total échantillon) * (ωopt- ωin)/(100+ωin) tel que ωin soit la moyenne des 5 teneurs en eau du Proctor. Les valeurs lues sur la courbe effort-poinçonnement sont passé dans les abaques de correspondances de la poinçonneuse pour enfin ressortir les valeurs FCBR2.5 et FCBR5.0 FCBR25 I.CBR25 = ────── X 100 13,35



FCBR50 I.CBR50 = ────── X 100 20 L’indice CBR du matériau est le maximal de deux ICBR25 et ICBR50. On obtient au total trois (03) ICBR pour les trois (03) énergies de compactage. Enfin on trace la courbe CBR qui représente les trois (03) densités sèches en fonction des ICBR de la même énergie de compactage. Cette courbe permettra en définitive de déterminer les ICBR à 90%, 95% et 98% en considérant la densité sèche du compactage à 56 coups comme 100% de la compacité maximale. I.CBR = max (I.CBR25 ; I.CBR50) donc I.CBR=102 ; ce résultat, nous donnera, à la lumière d'abaques appropriées, le nombre de couche à étaler pour obtenir la route désirée. L’essai CBR permet en outre de déterminer le module d'élasticité dynamique du sol par la formule: E = 10 x I.CBR= 1020 MPA.

III.7 Essais sur le bitume et l’enrobé

Densité relative dr=1,029, point de ramollissement 48,250C, pénétrabilité 60,50C, et fines<4,5%: on a un bitume pur de classe 50/70. Quotient Marshall S/F=29,95daN/mm Coefficient Duriez r/R=0,96<1 bon

III.8 Densité apparente des matériaux, Los Angeles et Micro-Deval

Densité du gravier d=1,70 Densité du sable d= 1,51 Densité du ciment d=1,05 On a obtenu LA=39,7<40 donc on peut conclure que le gravier est résistant et peut être utilisé pour le bâtiment en occurrence pour la formulation du béton. MDE=9,4 ce granulat à une très bonne résistance face à l’usure. Dans le cas des routes, les matériaux sollicités ont LA <45 et MDE < 45.

III.9 Formulation du béton simplifié et essai de traction de l’acier

A=5,5cm donc le béton obtenu est de classe S2, de vibration courante fc7=22,26 MPA et fc28=31,19 MPA qui est un peu plus que la résistance souhaitée soit 30MPA. De facto il ressort que notre béton est de qualité consistante. On déduit la résistance à la traction par la formule ft28=0,6+0,06fc28=2,4MPA. R1/R2<1,3 cet acier est mauvais car de faible résistance à la traction selon les normes françaises R1/R2>1,3 pour du bon acier.

III.10 Densitomètre à membrane, plaque et boîte doseuses

On détermine la compacité du remblai ou du corps de chaussée en prenant comme référence les caractéristiques du matériau à l’optimum Proctor modifié (γopt, ωopt). Cette compacité Ic est caractérisé par le rapport : γd/ γopt et est exprimé en pourcentage. On a trouvé pour la couche de base Ic=97,6%~98% du chantier (Ic>=98%OPM). Dosages en bitume : 0,8Kg/m2~1Kg/m2

Epandage de granulats: 13l/m2 >10,5l/m2

Donc ces résultats sont acceptables conformément au CCTP de la route de SAABA.



III.11 Essai de cisaillement

On porte les trois valeurs de (τmax)i en fonction de σi. On constate que les points se situent sur

une droite que l'on appelle droite de Coulomb. On réalise le calcul suivant dans le cas d'une

semelle filante, la contrainte de rupture sous charge verticale centrée est obtenue par la relation

générale suivante (méthode de superposition de TERZAGHI) avec :

q l : contrainte de rupture (capacité portante par unité de

surface),

γ1 : poids volumique du sol sous la base de la fondation,

γ2 : poids volumique du sol latéralement à la fondation,

q : surcharge verticale latérale à la fondation,

C : cohésion du sol sous la base de la fondation.

Nγ(ϕ), Nc(ϕ) et Nq(ϕ) sont des facteurs de portance, ne

dépendant que de l'angle de frottement interne ϕ du sol sous

la base de la fondation, se trouvant sur un abaque.

III.12 Essai œdométrique Les essais associés permettent d’établir deux types de courbes : 1. Les courbes de compressibilité qui indiquent le tassement total en fonction de la contrainte appliquée 2. Les courbes de consolidation qui déterminent le tassement de l’échantillon en fonction du temps lorsqu’une contrainte constante est appliquée. On détermine ainsi les tassements admissibles compatibles avec l’ouvrage.

III.13 Pénétromètre dynamique

Les calculs seront réalisés avec la formule de l’Hollandais: mgH m qd = ————— x Ndh x ——— A h m + m' Avec:

qd, résistance dynamique de pointe en MPA m masse du mouton en kg g, accélération de la pesanteur A aire de la section droite de la pointe en m² h enfoncement de référence pour Ndh en m m', masse frappée Ndh, nombre de coups nécessaire pour un enfoncement h de la pointe



Et : qd qd q1 = —— et qa = —— 7 3 Avec: q1, contrainte limite de rupture et qa, contrainte admissible pour les bâtiments (R+2 au plus.)

Chapitre IV : Remarques et suggestions

Remarques

Nous apprécions le laboratoire pour :

La discipline : respect de la hiérarchie.

Grâce à sa rigueur et à son dynamisme, le laboratoire produit de très bons résultats et à une

renommée internationale.

Le grand intérêt accordé aux étudiants malgré leur nombre.

Cependant nous relevons quelques insuffisances : L’insuffisance des explications sur l’interprétation des résultats aux stagiaires surtout dans les départements ‘Sol et Fondation’ et ‘Structure’, Le manque de soutien financier aux stagiaires en besoin, Le manque d’équipements de protection au personnel exposé aux produits chimiques et au bruit nuisant à la santé, Les délestages intempestifs qui ralentissent le travail et donnent des résultats erronés, L’absence d’une salle de repos ou de récupération pour les agents contraints de restés à midi.

Suggestions

Nous suggérons au laboratoire :

Fournir des explications détaillées sur l’interprétation des résultats, De se doter d’équipements de protection pour leur propre santé, De se doter d’un groupe électrogène afin de remédier aux délestages, De soutenir financièrement les stagiaires pour qu’ils puissent effectuer le stage dans de bonnes conditions, De mettre à la disposition des agents et stagiaires une salle de repos.



Conclusion

Au terme de cette étude, retenons que le contrôle de qualité des matériaux lors de

l’exécution d’un projet de génie civil est l’outil névralgique normalisé pour juger de la bonne

qualité de l’ouvrage. En effet la durée de vie d’un ouvrage en exploitation et des conditions

auxquelles elle est soumise, dépend de la qualité des matériaux utilisés et de la mise œuvre de ces

matériaux.

L’étude et le contrôle de qualité des matériaux sur le chantier d’un projet pourrait se

résumer, dans un premier temps à l’exécution de plusieurs essais géotechniques normalisée au

laboratoire et sur le chantier pendant la mise en œuvre voire avant, et sur les matériaux prélevés

après l’approvisionnement; puis dans un second temps à la vérification de la conformité des

résultats de ces essais avec les prescriptions du Dossier d’Appel d’Offre Restreinte du dit projet.

Cette vérification se traduisant par une étude comparative entre les résultats des essais et les

prescriptions du Cahier des Clause Techniques Particulières doit tenir compte des conditions

d’exécution des travaux, des réalités d’exécution des essais et de la souplesse du bon sens lors des

vérifications.

Nous ne saurons terminer sans mentionner que les différentes remarques et notations

émises tout au long de ce travail ont étés formulées avec réserves car nous n’avons tenu compte

que d’un nombre restreint de paramètres. Cependant elles pourront être pleinement justifiées

qu’avec des études plus détaillées, par exemple sur les difficultés d’application des normes

Françaises dans un pays comme le Burkina Faso.



Références bibliographiques

Travaux de construction et de bitumage de la route RD 152 OUAGADOUGOU- NIOKO-

SAABA y compris les bretelles d’accès au CSPS et à l’université SAINT THOMAS

D'AQUIN: Cahier des Clauses Techniques Particulières (CCTP).

V.MERRIEN-SOUKATCHOFF, D. AMITRANO, J.P.PIGUET. ELEMENT de

GEOTECHNIQUE.Ecole des Mines de Nancy. 2004. 194p.

Internet

TP_CBR_laboratoire_materiaux et Memo_Laboratoire_Qualite_Materiaux [en ligne].

<<http://www.coursgeniecivil.com>>. Consulté le 14 avril 2014 à 14h11mn.

NORME GEOTECHNIQUE : livres Gratuits en format PDF [en ligne].

<<http://www.fichiersbox.com/documentations>>. Consulté le 25 avril 2014 à 10h20mn.

Sources des fichiers intégrés

Images du matériel : photos (format JPG) du matériel prises au L.B.T.P Siège,

Images de route et densitomètre : photos (format JPG) sur chantier à SAABA

Graphique 1 : tableur Microsoft Excel2010,

Dessins : exécutées sur Microsoft Word 2010 à l’aide de l’outil ‘‘formes’’ dans le menu

insertion,

Annexes I, Annexe II : tableur Microsoft Excel2010,

http://www.coursgeniecivil.com/

http://www.fichiersbox.com/documentations



ANNEXES

ANNEXE I : FICHES TECHNIQUES RECAPITULATIVES

1. Résultats d’analyse granulométrique par tamisage & par tamisage à sec après lavage

NFP 94-050

Nature GAL

Provenance Barrage

Tamis

(mm)

Module

AFNOR

Masse

des

refus

cumulés

Ri (g)

Pourcentage

Refus Passants

40 47 0 0 100

31,5 46 389 8,3 91,7

25 45 776 16,5 83,5

20 44 1100 23,4 76,6

16 43 1427 30,3 69,7

12,5 42 1688 35,9 64,1

10 41 1988 42,3 57,7

8 40 2287 48,6 51,4

6,3 39 2551 54,2 45,8

5 38 2800 59,5 40,5

4 37 2965 63,0 37,0

3,15 36 3194 67,9 32,1

2,5 35 3296 70,1 29,9

2 34 3350 71,2 28,8

1,6 33 3401 72,3 27,7

1,25 32 3454 73,4 26,6

1 31 3492 74,3 25,7

0,8 30 3526 75,0 25,0

0,63 29 3564 75,8 24,2

0,5 28 3605 76,7 23,3

0,4 27 3648 77,6 22,4

0,315 26 3688 78,4 21,6

0,25 25 3728 79,3 20,7

0,2 24 3752 79,8 20,2

0,16 23 3808 81,0 19,0

0,125 22 3842 81,7 18,3

0,1 21 3862 82,1 17,9

0,08 20 3877 82,4 17,6

Nature Sable naturel

Provenance Central béton

Tamis

(mm) M Ri (g)

Pourcentage

Refus Passants

25 45 0 0,0 100,0

20 44 12 0,3 99,7

16 43 12 0,3 99,7

12,5 42 22 0,5 99,5

10 41 58 1,3 98,7

8 40 102 2,3 97,7

6,3 39 156 3,5 96,5

5 38 215 4,9 95,1

4 37 267 6,1 93,9

3,15 36 363 8,2 91,8

2,5 35 463 10,5 89,5

2 34 570 12,9 87,1

1,6 33 751 17,0 83,0

1,25 32 1105 25,1 74,9

1 31 1460 33,1 66,9

0,8 30 1860 42,2 57,8

0,63 29 2247 51,0 49,0

0,5 28 2666 60,5 39,5

0,4 27 3016 68,5 31,5

0,315 26 3439 78,1 21,9

0,25 25 3793 86,1 13,9

0,2 24 3980 90,4 9,6

0,16 23 4253 96,5 3,5

0,125 22 4335 98,4 1,6

0,1 21 4368 99,2 0,8

0,08

(Rn) 20

4391 99,7 0,3

Tn 7

Rn+Tn 4398



Courbes d’analyse granulométrique

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,001 0,010 0,100 1,000 10,000

Pa

ssa

nts

(%

)

Tamis (mm)

Analyse granulométrique par tamisageArgile Limon Sable Grave Cailloux

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,001 0,010 0,100 1,000 10,000

Pa

ssa

nts

(%

)

Tamis (mm)

Analyse granulométrique par tamisage à sec après lavageArgile Limon Sable Grave Cailloux



2. Résultats de mesure du coefficient d’aplatissement sur du quartz

Masse de l’échantillon soumis à l’essai (200D (mm) <M(g) <600D) :5039 g

Masse du refus au tamis de 4mm-Mo(g) : 4961 g

Tamisage sur tamis à mailles carrées

Tamisage sur grilles à fentes

Coefficient d’aplatissement 100(Me/Mg) Classes

granulaires (mm) Masse de la classe granulaire Mg(g)

Ecartement des grilles E (mm)

Masse du passant Me(g)

63/80 50/63 40/50

426 612

40 31,5 25

0 96

0 22,5

31,5/40 25/31,5 20/25 16/20 12,5/16 10/12,5 8/10 6,3/8 5/6,3 4/5

641 763 589 442 403 404 348 201 103 25

20 16 12,5 10 8 6,3 5 4 3,15 2,5

49 46 49 19 28 2 5 2 1 01

7,64 6,028 8,319 4,298 6,947 0,495 1,436 0,995 0,97 4

M=∑Mg ne doit pas s’écarter deM0 de plus de 2%

4957 ∑Me 298

Coefficient d’aplatissement global A=100(∑Me/M) 6,01



3. Résultats de calcul de propreté superficielle

Pour du quartz tout venant d’un radier

Masse de l’échantillon soumis à l’essai (200D (mm) <M(g) <600D) :4393 g

première fraction de matériau: M1h=468g

deuxième fraction de matériau: Mh=3925g

M1s=467g (après séchage)

Ms= (467/ 468) x 3925=3916g

m'=3752g (après lavage et séchage)

m =3916–3752=164g

P = (1644/ 3916) x 100=4,18%

4. Résultats du poids spécifique

P1= Poids éprouvette

P2= Poids éprouvette + eau

P3= Poids éprouvette+ échantillon

P4=Poids éprouvette+ échantillon+ eau

PS=Poids échantillon/ ((P3-P1+P2)-P4)

Nature Sable naturel N0 Picno T B P1 585,7 591,7 P2 1542,4 1648,0 P3 1674 ,5 1632,9 P4 2225,9 2302,5 PS 2,68 2,69 Moyenne 2,685



5. Résultats Limites d’Atterberg

Nature GAL Visa

Limite de liquidité à la coupelle - WL

Limite de plasticité WP

Mesure N° 1 2 3 4 5 1 2

Nombre de coups N 16 20 26 30 35

Numéro de la tare 184 182 558 559 560 561 572 574 568 569 300A 302

Masse totale humide (g) 2788 3024 2881 2928 2967 2983 3013 2918 2852 2958 2579 2591

Masse totale sèche (g) 2608 2831 2695 2737 2786 2803 2825 2747 2698 2771 2512 2528

Masse de la tare (g) 2120 2307 2182 2208 2277 2294 2286 2256 2244 2228 2141 2172

Masse d'eau (g) 180 193 186 191 181 180 188 171 154 187 67 63

Masse du sol sec (g) 488 524 513 529 509 509 539 491 454 543 371 356

Teneur en eau (%) 36,9 36,8 36,3 36,1 35,6 35,4 34,9 34,8 33,9 34,4 18,1 17,7

36,9 36,2 35,5 34,9 34,2 17,9

Tracé de la courbe

Résultats

WL=35% WP=18% IP=WL-WP IP=17% IC=(WL-W)/IP IC=

Nombre de

coups N Teneur en eau (%)

16 36,9

20 36,2

26 35,5

30 34,9

34,0

35,0

36,0

37,0

15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

Ten

eu

r e

n e

au W

%

Nombre de coups (N) (échelle Log(N))



6. Résultats Equivalent de sable

Echantillon n0 1

1 2

Masse de la prise d’essai 120(1+W/100) +-1g

121 121

Hauteur du niveau supérieur du floculat par rapport au fond de l’éprouvette-h1 (mm)

11,6 10,6

Hauteur du niveau supérieur de la partie sédimentée par rapport au fond de l’éprouvette-h’2 (mm)

10,5 9,7

Equivalent de sable visuel sur prise d’essai Esv= 100 h’2 / h1

90,5% 91,5%

Equivalent de sable visuel Esv sur échantillon (moyenne)

91,0%

Hauteur du sédiment au niveau de la face supérieure du manchon –h2 (mm)

9,9 9,3

Equivalent de sable sur prise d’essai Es= 100 h’2 / h1

85,3% 87,7%

Equivalent de sable Es sur échantillon (moyenne)

86,5%



7. Résultats d’essai Proctor Modifié sur GAL de classe 0/70

Teneur en eau de moulage

Numéro de la tare 29 22F 23 33 H29 H2 13 35 HO 38

Masse totale

humide(g) 423,29 418,27 449,55 446,68 490,46 449,62 466,78 466,84 477,98 435,40

Masse totale sèche

(g) 397,43 393,41 443,44 430,59 466,01 426,64 436,46 433,64 440,64 399,04

Masse de la Tare (g) 55,34 63,20 57,47 59,10 90,15 74,35 61,43 57,94 67,40 61,30

Masse d'eau (g) 25,85 24,86 16,11 16,09 24,45 22,98 30,32 33,20 37,34 -

Masse du sol sec (g) 342,09 330,21 375,97 430,59 375,86 352,29 375,03 375,70 373,04 -

Teneur en eau (%) 7,5 7,5 4,3 3,7 6,5 6,5 8,1 8,8 10,0 -

Teneur en eau

moyenne (%) 7,5 4,0 6,5 8,4 10,0

Densité de moulage

Masse totale

humide(g) 8630 8142 8427 8700 8673

Masse du moule (g) 3877 3877 3877 3877 3877

Masse nette humide

(g) 4753 4265 4550 4823 4794

Volume du

moule(cm3) 2084 2084 2084 2084 2084

Densité Humide 2,28 2,05 2,185 2,315 2,30

Densité Sèche 2,12 1,97 2,05 2,135 2,09

Eau de mouillage 6% 452 3% 215 5% 325 7% 576 9% 613

7541 7160 6510 8232 6817



8. Résultats d’essai CBR

Référence de compactage Densité Teneur en Eau

2,135 8

Numéro de la tare H23 FM 41

Masse totale

humide(g) 423,99 420,94 391,73

Masse totale sèche(g) 399,74 396,33 367,14

Masse de la Tare (g) 55,74 47,35 51,50

Masse d'eau (g) 24,25 24,61 24,59

Masse du sol sec (g) 344 348,98 315,64

Teneur en eau (%) 7 7 7,8

Teneur en eau

moyenne (%) 7 7,0 7,8

Masse totale

humide(g) 8243 8142 8427

Masse du moule (g) 3903 3877 3877

Masse nette humide

(g) 4340 4265 4550

Volume du

moule(cm3) 2100 2100 2100

Densité Humide 2,065 2,20 2,31

Densité Sèche 1,925 2,05 2,15



Poinçonnement

INSTALLATION ET CONDITIONS

AMBIANTES ÉQUIPEMENTS

Lieu des Essais Densité Teneur en Eau Période

d'immersion Date d'essai

Anneau

dynamométriq

ue

Labo Siège 2,08 9,1 01/04/2014 01/04/2014 50KN

Teneur en eau

Densité

7,3

2,15

Teneur en eau

Densité 2,15

7,3

2,05

Teneur en eau

Densité 2,15

7,3

2,905

Moulage A (5x56 Coups) Moulage B (5x25 Coups) Moulage C (5x10 Coups)

E

(mm) F(Div)

E

(mm)

F(Div

) E (mm) F(Div)

E

(mm) F(Div)

E

(mm) F(Div) E (mm) F(Div)

0,1 2 2 72 0,1 1 2 42 0,1 1 2 16

0,2 5 2,5 83 0,2 2 2,5 49 0,2 2 2,5 18

0,3 7 3 101 0,3 5 3 54 0,3 3 3 19

0,4 10 3,5 114 0,4 7 3,5 59 0,4 4 3,5 20

0,5 15 4 127 0,5 10 4 62 0,5 6 4 21

0,6 19 4,5 134 0,6 13 4,5 66 0,6 7 4,5 22

0,7 23 5 143 0,7 16 5 68 0,7 8 5 23

0,8 27 6

0,8 19 6 73 0,8 9 6 25

0,9 31 7

0,9 22 7 77 0,9 10 7 26

1 35 8

1 24 8 80 1 11 8 27

1,25 45 9

1,25 30 9 84 1,25 13 9 28

1,5 55 10

1,5 35 10 87 1,5 14 10 29

IP(2,5MM)=F(2,5MM)

13,35 138

IP(2,5MM)=F(2,5MM)

13,35 80

IP(2,5MM)=F(2,5MM)

13,35 29

IP(5MM)=F(5MM)

20 155

IP(5MM)=F(5MM)

20 73

IP(5MM)=F(5MM)

20 25

ICBR immersion 102 ICBR immersion 70 ICBR immersion 28

TENEUR EN EAU APRÈS ESSAI

Moulage A

(5x56 Coups)

Moulage B

(5x25 Coups)

Moulage C

(5x10 Coups)

Numéro De Tare P59 11A HV O+ 12A PI9 A60 13Ab L2



1,90

2,00

2,10

2,20

2,30

2,40

20

,0

40

,0

60

,0

80

,0

10

0,0

12

0,0

14

0,0

16

0,0

18

0,0

Den

sité

sèc

he

Portance CBR (%)

Masse Totale Humide

(G)

456,6

4 470,2 436,9 471,61 447,54 475,74

Masse Totale Sèche (G) 419,7

7 433,23 395,63 429,66 400,94 427,43

Masse De La Tare (G) 53,95 65,46 54,64 57,24 54,24 53,50

Masse D'eau (G) 36,87 36,97 41,27 41,95 44,6 48,31

Masse Du Sol Sec(G) 365,8

2 377,77 340,99 372,42 346,83 373,93

Teneur En Eau (%) 10 10 12,1 11,2 10,9 12,9

Teneur En Eau Moy (%) 10 11,6 13,15

OPM

Courbes OPM, de poinçonnement et CBR

1,90

2,00

2,10

2,20

2,30

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10

,0

Den

sité

sèc

he

Teneur en eau w (%)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

F(Div)

E(mm)

56 coups

25 coups

10 coups



9. Résultats d’essais d’identification de bitume pur

Densité relative à 250 C au pycnomètre (NF T 66-007)

Pénétrabilité à 250 C, 100 q, 5 s (NF T 66-004)

Point de ramollissement Bille et Anneau (NF T 66-008)

DENSITE RELATIVE A 250 C-METHODE AU PYCNOMETRE (NF T66-007) N0 pycnomètre GG3 33

P1=Masse (pycnomètre) 27,626 30,179 P2=Masse (pycnomètre + eau distillée) 50,715 55,529 P3= Masse (pycnomètre + bitume) 36,556 40,858 P4= Masse (pycnomètre + bitume+eau distillée)

50,969 55,837

Densité relative= (P3-P1)/((P2-P1)-(P4-P3))

1,029 1,029

Moyenne 1,029

PENETRABILITE A 250 C, 100 g, 5 s (NF T 66-004) Coupelle A Coupelle B Moyenne Essai 1 60 Essai 1 60

60,5

Essai 2 60 Essai 2 61 Essai 3 62 Essai 3 60 Etendue (<3) 0,2 Etendue (<3) 0,1

POINT DE RAMOLLISSEMENT BILLE ET ANNEAU (NF T 66-008) Heure (mn)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Température (0C)

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Température Bain (0C)

0 5 9,5 15 19,5 25,5

29,5 34,5

40,5 45 48/48,5

Ecart maxi (0C)

- +- 0,5

+- 0,5

+- 0,5

+- 1,0

+- 1,0

+- 1,0

+- 1,0

+- 1,0

+- 1,0

+- 1,0

+- 1,0

+- 1,0

Température Bille Anneau (0C)

A=

48

B=

48,5

Etendue= (<10C)

0,5

Moyenne= (0C)

48,25



10. Résultats de la détermination de la teneur en liant d’un enrobé par méthode Kumagawa

POIDS EN GRAMMES ESSAI N0 1

AVANT EXTRACTION

Poids filtre P1 1,4

Poids cartouche P2 49,2

Poids enrobés PE 1025,2

APRES EXTRACTION ET FILTRATION

Poids Peau

Poids cartouche et granulats P3 1030,7

Poids granulats extrais PG=P3-P2 981,7

Poids filtre et fines P4 1,6

Poids fine Pf=P4-P1 0,2

Poids total granulats extrais (Granulats +fines) PGT=PG+Pf 981,7

Poids du bitume Pb= PE-(PGT+Peau) 43,5

TENEUR EN BITUME

Par rapport à l’enrobé 100 X Pb / PE 4,24

Par rapport aux granulats 100 X Pb/ PGT 4,43

TENEUR EN EAU

Par rapport à l’enrobé 100 X Peau / PE 0

Par rapport aux granulats 100 X Peau / PGT 0



11. Essai Duriez/GRANULATS LIANT MELANGEHYDROCARBO

NE

NATURE granite concasse Bitume pur Teneur en bitume Pl = 5,86

Masse Volumique Réelle

MVRg =( 100/∑P1 /MVRgl )= 2,670

MVRl(g/cm 3) =

1,030

MVRE=2,453=

(100+Pl)/(100MVR g+Pl /

MVRl)

Carastéristqu

es

v1 v2 v3 v4 v5 v6 v7 v8 v9 v10 v11

Masse (+1g) 1000,

1

1000

,4

1000,

0

1000,

3

1000,

5

1000,

1

1000,

5

999,

2

999,9 1000 999,7

H cm (+001) 9,25 9,28 9,25 9,25 9,26 9,27 9,28 9,25 9,26 9,27 9,27

D cm (+001)

D cm (+001) 8,80 8,00 8,00 8,00 8 ,00

V cm

(��²/4)�)

464,9 466,

4

466,4 464,9 465,4 465,9 466,4 466,

4

465,4 465,9 465,9

MVa (g/cm3)

Masse/V

2,151 2,15

1

2,144 2,151 2,151 2,148 2,145 2,14

9

2,148 2,146 2,145

MVam 2,147

/MVa-

Mvam/<1%

0,18 0,13 0,13 0,15 0,09 0,04 0,09 0,05 0,04 0,04 0,09

24h après fabrication

LOT1 LOT2 LOT3

N0 4 10 7 8 9 11 2 3 5 6

MVA

(g/cm3)

Masse/Vhydr

o

2,221 2,213 550,1 et 548,2 sont les V hydrostatiques

MJ+1 WJ+i=100(MJ+i-M)/M, i allant de 1 à 8

jours

M étant la masse de l’éprouvette v

1040,

1

1038,

8

1038,

5

1038,1

WJ+1 3,96 3,88 3,79

MJ+3 1044,

5

1043,

1

1043,

4

1044,7

WJ+3 4,4 4,31 4,28 4,36

MJ+8 1046,

3

1044,

3

1044,

9

1044,9

WJ+8 4,58 4,24 4,43 4,38

V% 9,5% 9,8% V%=100(1-MVA/MVRE)

MVAG=MVA (1-Pl/ (100+Pl))

V0%=100(1-MVAG/MVRG)

V1%=100(V0%-V%)

MVAG 2,098 2,090

V0% 21,42 22,72

V1% 55,64 54,88

Immersion ri

(MPA)

4,59 4,9 4,95 4,73

Immersion r 4,79



12. Résultats d’essai Marshall

Sans im.Ri 4,82 4,96 5,04 5,08

Sans im.R 4,97

r/R 0,96

GRANULATS LIANT MELANGEHYDROCARBO

NE

NATURE granite concassé Bitume pur Teneur en bitume Pl = 5,86

Masse Volumique Réelle

MVRg =( 100/∑P1 /MVRgl )= 2,71

MVRl(g/cm 3) =

1,031

MVRE=2,543= (100+Pl)/

(100MVR g+Pl / MVRl)

Nbr de coups 50

Masse (+1g) 1176,4 1174,6 1178,8

h cm

(+001cm)

6,45 6,4 6,

35

6,

4

6

,

6

6

,

6

6

,

5

6

,

5

6,

5

6

,

5

6,5 6,5 6,

5

6,

4

6,

4

1

6,

4

9

6,5

H cm (+001) 6,46 6,5 6,48

Hm (+001) 6,48 et on a /h-Hm/ <0,15

D cm (+001) 10,20

V cm

(��²/4)�)

527,86 531,13 529,49

MVa (g/cm3

Masse/V

2,228 2,213 2,226

MVam 2,222

/MVa –

Mvam/<1%

0,27 0,40 0,18

24h après fabrication

E1 E2 E3

Masse im. m 643,1 633,4 640,3

V=(M-m) 533,3 542,2 538,5

MVA=M/V 2,205 2,168 2,189

MVAm 2,187

V% 12,9% 14,4% 13,6%

Compacité

C=100-V%

87,1% 85,6% 86,4%

86,3%

Essai Marshall

Stabilité daN 1132 1012

Sm=1027,3

35

938

34 34

Fluage 34,3



13. Essais Los Angeles et Micro-Deval à eau Abaques des charges abrasives respectifs LA et MDE.

Classe granulaire Charge abrasive g

4-6,3 2000+-5

6,3-10 4000

10-14 5000

Classe granulaire

N boulets

Masse total g

N tours Durée

4-6,3 6,3-10 10-14 10-25 16-31,5 25-50

7 9 11 11 12 12

3080 3960 4840 4840 5280 5280

500

15’9 à 16’30

1000 30’20 à 33’

Classe granulaire du matériau : Bloc de Granite concassé au marteau Classe granulaire choisie : 10/14 Poids du matériau avant essai (g) (A) : 500g Poids du refus au tamis 33 (1,63mm) (g) (B) : 453g Coefficient Micro-Deval : 100(A-B)/A= 9,4%

Classe granulaire du matériau : Bloc de Granite concassé au marteau Classe granulaire choisie : 10/14 Poids du matériau avant essai (g) (A) : 5000g Poids du refus au tamis 33 (1,63mm) (g) (B) : 3013g Coefficient Los Angeles : 100(A-B)/A= 39,7%



14. Résultats de densité apparente

Nature Gravillon Sable Volume V

10200cm3

10200 10200 10200 10200 10200

Poids de la tare P

2000g 2000 2000 2000 2000 2000

Poids tare+matériaux en vrac P’

19400 19500 19500 17400 17400 17500

Poids matériaux en vrac Pm

17400 17500 17500 15400 15400 15500

Densité apparente Pm/V

1,70 1,71 1,71 1,509 1,519 1,519

DA moyenne g/cm3

1,70 1,51

15. Résultats d’essais d’affaissement et de compression

16. Résultats d’essai de traction de l’acier

Partie d’ouvrage : Poteaux P1+11,6m

Dimensions de moules 15/30

Nature et dosage des constituants B30

Gravillons 5-15/15-25 Sable naturel Ciment CPA 45 Togo Eau Forage

Consistance du béton 375Kg/m3 Affaissement au cône : 5,5cm Vibration par piquage

Age Masse Charge de rupture Résistance à la 7 jours

13300Kg 400KN 22,59 MPA 13200 400 22,59 22,26 MPA 13300 420 23,72

28 jours

13300 520 32,76 13300 525 29,66 31,19 MPA 13200 300 16,94

Nomenclature

Diam. mm

Masse g

Longueur mm

Lecteur comparateur Mm

Lecteur presse KN

coefficient

Init. Fin. R1 R2 R2/R1 Ǿ6 (28mm2)

5,63 5,7 5,53

107 106 106

505 504 506

514 517 512

170 190 180

15 15 15

16 17 17

1,066 1,13 1,13



NB : Ces feuilles d’essais du département ‘Sol et Fondation’ sont non autorisées au stagiaire

(voir Remarques et Suggestions).

17. Résultats incomplets d’essai de Cisaillement Rectiligne à la Boîte

Sur sols naturels reconstitués on a < 8 m drainées

SITE : R+4 ex R+7 avec sous sol Dossier N ° Identification de l’échantillon Date de prélèvement Sondage Sa Nature à compacte peu kaol graveleux

Couche Echantillon Contrainte V0

Equipement d’essai Appareil de cisaillement appareil WYKEHAM FARRANGE, vitelle de 0,00012 à 1,2 mm /min B de C Carrée avec évidemment circulaire de Ø 60 mm Anneau

Rapport de bras de levier 10

Préparation des éprouvettes Date de mise en saturation 29/ 03 / 14 Date de fin de saturation 03/ 04/

14 Diamètre de l’éprouvette D (mm) Hauteur de l’éprouvette H (mm) Surface de l’éprouvette S (cm2) Masse volumique des particules Ps (g /cm3)

Avant essai 60

Après essai Observations

0,5 1 2

Déterminant de la teneur en eau 1 10 18 17

Poids total humide PTH(g) Poids total sec PTS (g) Poids de la tare PT(g) Poids humide de l’éprouvette Wh (g) = PTH-PT Poids sec de l’éprouvette Ws (g) = PTS - PT Poids de l’eau = Teneur en eau W(%) = Ww/ Ws

Degré de saturation Sr (%) = W (1(Pd -1/Ps))

87,62 85,63 31,2 56,42 54,43 1,99 3,5

98,96 88,54 31,6 67,36 56,94 10,42 15,4

110,41 98,26 30,5 79,91 67,76 12,15 15,2

101,74 91,23 30,4 71,34 60,83 10,51 14,73

Déterminants de la densité hydrostatique Poids de l’éprouvette P1 (g) Poids de l’éprouvette paraffinée hors eau P2 (g) Poids de l’éprouvette paraffinée dans l’eau P3 (g)

83,04 92,41 39,75

68,00 70,66 34,64

49,39 52,47 26,02

61,42 64,05 32,97

M V P = P1 / [(P2 –P3) – (P2 – P1) / 0,9] 1,671 2,086 2,099 1,976 Masse volumique sèche Type d’essai Conditions de l’essai

Consommation et saturation



Mesures

Date d’essai

Heure

Poids (kg) = 1400 Ϭ (bar) = 0,5

Poids (kg) = 2 800 Ϭ (bar) = 1

Poids (kg) = 5 600 Ϭ (bar) = 2

UU 15s

Anneau 1/100mm

T daN

خbar

A T خ A T خ

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285

91 110 125 135 145 156 162 167 174 180 185 190 195 201 203 205 208 208 207

110 161 187 207 223 239 254 265 276 284 292 296 300 302 305 307 308 308 306

107 205 263 310 350 382 405 430 445 467 484 492 505 517 525 537 550 559 563

570 577 589 595 604 608 602



18. Résultats incomplets d’essai de compressibilité à l’œdomètre Sur matériaux saturés avec chargement par paliers

Site : R+4 ex à R+7 avec sous sol Date de prélèvement Sondage : Sa Argile compacte peu Nature : Kao graveleux

Identification de l’échantillon Couche (m/m) 4,5 Echantillon Contrainte v0

Equipements d’essai

Référence SEDITEC L’opérateur : le responsable des essais Visa : Visa : Date : 18/04/14 Date :

Rapport de b

10

Bâti de consolidation

Cellule œdométrique

Comparateurs Préparation des éprouvettes Date de mise en saturation 31/04/ 14 Date de fin de saturation 06/04/14 Avant

essai Après essai Observations

Caractéristiques de l’éprouvette / Diamètre de l’éprouvette D (mm)

D0 = 70,0

Hauteur initiale de l’éprouvette Hi (mm) Hi = 20,0 Surface de l’éprouvette S (m2) S = 38,5 R Poids total humide PTH (g) = 216,43 Poids total sec PTS (g) = 196,02 Poids de l’éprouvette Ws (g) = PTS - PT= 55,2 Poids de l’eau ww (g) = Wh- Ws = 20,41 Teneur en eau w (%) = Ww/Ws = Wi = Wf =12,95 Poids de l’éprouvette P1 (g) Poids de l’éprouvette paraffinée hors eau P2 (g) Poids de l’éprouvette paraffinée dans l’eau P3 (g)

Masse volumique apparente Ph = P1 / [(P2 –P3) – (P2 – P1) / 0,9] (g /cm3)

Pi = Pf =

Masse volumique sèche Pd (g /cm3) Pdi = Pdf = Masse volumique des particules Ps (g /cm3) P 3 =



Mesures

Temps Masse piston (kg)

0,05

Masse (kg) 1

0,31

2

0,57

4

1,09

8

2,13

15

3,95

30

7,84

15

3,95

8

2,13

4

1,09

2

0,57

Masse piston

0,05

DH(mm) Date et heure

7h30 07/04/14

7h30 08/04/14

7h30 10/04/14

7h30 10/04/14

7h30 11/04/14

7h30 12/04/14

7h30 13/04/14

7h30 14/04/14

7h30 15/04/14

7h30 16/04/14

7h30 17/04/14

7h30 18/04/14

24h

0,020

0,360

0,630

0,980

1,400

1,780

2,010

2,250

2,240

2,170

2,060

1,960



ANNEXE II : Matériels et accessoires nécessaires

Matériel d’échantillonnage

Tamis et tares Etuve Tamis de lavage Grille à fente

Truelle Spatules Outil à rainure Appareil de Casagrande Tares



Tamis de, piston taré Tube laveur Secoueuse Balance de précision

Matériel Proctor CBR Poinçonneuse Matériel essai sur bitume

Appareil Kumagawa Presse Duriez Moules Duriez et Marshall + compactage



Confection d’éprouvette + boîtes UU et oedo Appareil UU+ bâti de consolidation

Appareils MDE et LA Surfaçage Essai de compression

Bétonnière Cône Moulage Essai de traction

Les essais geotechniques en laboratoire et in situ

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