Projet de PNM ISO 17892-4 Norme Marocaine IC 2019 · Cette première édition annule et remplace la...

ICS : 13.080.20; 93.020

Cette norme annule et remplace la norme NM 00.8.122 et PNM 00.8.083 homologuée en

Correspondance

La présente norme est une reprise intégrale de la norme ISO 17892-4 : 2016.

Droits d'auteurDroit de reproduction réservés sauf prescription différente aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé électronique ou mécanique y compris la photocopie et les microfilms sans accord formel. Ce document est à usage exclusif et non collectif des clients de l'IMANOR, Toute mise en réseau, reproduction et rediffusion, sous quelque forme que ce soit, même partielle, sont strictement interdites.

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PNM ISO 17892-4 IC 13.1.192

2019

Norme Marocaine homologuée

Par décision du Directeur de l’Institut Marocain de Normalisation N° , publiée au B.O N°

Projet de Norme Marocaine

Reconnaissance et essais géotechniques Essais de laboratoire sur les sols Partie 4 : Détermination de la distribution granulométrie des particules

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PNM ISO 17892-4 : 2019

Avant-Propos National

L’Institut Marocain de Normalisation (IMANOR) est l’Organisme National de Normalisation. Il a été créé

par la Loi N° 12-06 relative à la normalisation, à la certification et à l’accréditation sous forme d’un

Etablissement Public sous tutelle du Ministère chargé de l’Industrie et du Commerce.

Les normes marocaines sont élaborées et homologuées conformément aux dispositions de la Loi N° 12- 06 susmentionnée.

La présente norme marocaine NM ISO 17892-4 a été examinée et adoptée par la Commission de Normalisation des travaux géotechniques (102).

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Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................ivIntroduction ..................................................................................................................................................................................................................................v1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 12 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 13 Termesetdéfinitions ....................................................................................................................................................................................... 24 Appareillage .............................................................................................................................................................................................................. 2

4.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 24.2 Méthode de tamisage......................................................................................................................................................................... 34.3 Méthode du densimètre .................................................................................................................................................................. 44.4 Méthode de la pipette ....................................................................................................................................................................... 54.5 Réactifs ........................................................................................................................................................................................................... 6

5 Procédures d’essai .............................................................................................................................................................................................. 75.1 Sélection de la méthode d’essai ................................................................................................................................................ 75.2 Méthode de tamisage......................................................................................................................................................................... 7

5.2.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 75.2.2 Préparation de l’éprouvette ................................................................................................................................... 95.2.3 Mode opératoire d’essai ......................................................................................................................................... 10

5.3 Méthode du densimètre ............................................................................................................................................................... 115.3.1 Généralités ......................................................................................................................................................................... 115.3.2 Préparation de l’éprouvette ................................................................................................................................ 145.3.3 Mode opératoire d’essai ......................................................................................................................................... 15

5.4 Méthode de la pipette .................................................................................................................................................................... 155.4.1 Généralités ......................................................................................................................................................................... 155.4.2 Préparation de l’éprouvette ................................................................................................................................ 165.4.3 Mode opératoire d’essai ......................................................................................................................................... 16

5.5 Essais combinés .................................................................................................................................................................................. 176 Résultats d’essais ..............................................................................................................................................................................................19

6.1 Tamisage .................................................................................................................................................................................................... 196.1.1 Fraction des particules passant au travers de chaque tamis ..................................................19

6.2 Densimètre .............................................................................................................................................................................................. 196.2.1 Masse sèche totale .......................................................................................................................................................196.2.2 Fraction des particules passant au travers de chaque tamis ..................................................206.2.3 Valeur vraie du densimètre ................................................................................................................................. 206.2.4 Profondeur effective ..................................................................................................................................................206.2.5 Diamètre équivalent des particules ..............................................................................................................206.2.6 Lecture corrigée du densimètre ...................................................................................................................... 216.2.7 Fraction des particules de dimension inférieure au diamètre équivalent ..................216.2.8 Correction pour la fraction supérieure à 2 mm..................................................................................22

6.3 Pipette.......................................................................................................................................................................................................... 226.3.1 Masse sèche totale .......................................................................................................................................................226.3.2 Fraction des particules passant au travers de chaque tamis ..................................................226.3.3 Diamètre équivalent des particules ..............................................................................................................226.3.4 Fraction des particules de dimension inférieure au diamètre équivalent ..................236.3.5 Correction pour la fraction supérieure à 2 mm..................................................................................23

7 Rapport d’essai ....................................................................................................................................................................................................23Annexe A (normative) Étalonnage, maintenance et contrôles ...............................................................................................25Annexe B (informative) Pré-traitement des échantillons ............................................................................................................32Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................33

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Sommaire Page

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Avant-propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO, participent également aux travaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient en particulier de prendre note des différents critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été rédigé conformément aux règles de rédaction définies dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.iso.org/directives).

L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/patents).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.

Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www.iso.org/iso/foreword.html.

L’ISO 17892-4 a été élaborée par le comité technique du Comité européen de normalisation CEN/TC 341, Reconnaissance et essais géotechniques, en collaboration avec le comité technique TC 182, Géotechniques, conformément à l’accord de coopération technique entre l’ISO et le CEN (accord de Vienne).

Cette première édition annule et remplace la première édition (ISO/TS 17892-4:2004), qui a fait l’objet d’une révision technique.

Elle intègre également le rectificatif technique ISO/TS 17892-4:2004/Cor, 1.

Une liste de toutes les parties de la série ISO 17892, publiées avec le titre général «Reconnaissance et essais géotechniques — Essai de laboratoire sur les sols», sont disponibles sur le site internet de l’ISO.

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http://www.iso.org/directives

http://www.iso.org/directives

http://www.iso.org/patents

http://www.iso.org/iso/foreword.html

Reconnaissance et essais géotechniques — Essais de laboratoire sur les sols —

Partie 4: Détermination de la distribution granulométrie des particules

1 Domaine d’application

Cette partie de l’ISO 17892 spécifie une méthode de détermination de la distribution granulométrique des particules des sols.

Cette partie de l’ISO 17892 s’applique à la détermination en laboratoire de la distribution granulométrique des particules d’un échantillon d’essai de sol par tamisage, ou sédimentation, ou une combinaison des deux dans le cadre d’investigations géotechniques.

La distribution granulométrique des particules (ou granulométrie) est l’une des caractéristiques physiques les plus importantes des sols. C’est essentiellement de celle-ci que dépend la classification des sols. En outre, de nombreuses propriétés géotechniques et hydrogéologiques sont liées à la distribution granulométrique des particules.

La distribution granulométrique des particules fournit une description du sol fondée sur une subdivision en classes discrètes en fonction des dimensions des particules. La dimension de chacune de ces classes peut être déterminée par tamisage et/ou sédimentation. Les essais portant sur des sols grossiers sont généralement réalisés par tamisage, mais les essais portant sur des sols fins et mixtes sont généralement réalisés par une combinaison de tamisage et de sédimentation, en fonction de la composition du sol.

La méthode de tamisage décrite peut être appliquée à tous les sols non cimentés dont les dimensions des particules sont inférieures à 125 mm. Deux méthodes de sédimentation sont décrites: la méthode au densimètre et à la pipette.

NOTE Cette partie de l’ISO 17892 satisfait aux exigences d’essai de distribution granulométrique des particules de l’EN 1997-2.

2 Références normatives

Les documents de référence suivants, en tout ou partie, sont référencés de façon normative dans le présent document et sont indispensables à son application. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels amendements).

ISO 3310-1, Tamis de contrôle — Exigences techniques et vérifications — Partie 1: tamis de contrôle en tissus métalliques

ISO 3310-2, Test sieves — Technical requirements and testing — Part 2: Test sieves of perforated metal plate

ISO 4788, Laboratory glassware — Graduated measuring cylinders

NF EN ISO 14688-1, Reconnaissance et essais géotechniques — Dénomination, description et classification des sols — Partie 1: dénomination et description

NORME INTERNATIONALE ISO 17892-4:2016(F)

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NF EN ISO 17892-1, Reconnaissance et essais géotechniques — Essais de laboratoire sur les sols — Partie 1: détermination de la teneur en eau

NF EN ISO 17892-3, Reconnaissance et essais géotechniques — Essais de laboratoire sur les sols — Partie 3: détermination de la masse volumique des particules solides

3 Termesetdéfinitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.

3.1tamisageprocessus de séparation des particules d’un sol en classes granulométriques à l’aide de tamis de contrôle constitués d’un maillage de fils ou d’une tôle métallique perforée permettant le passage des particules dont les dimensions sont inférieures à la dimension des ouvertures

3.2sédimentationprocessus de séparation des particules d’un sol en classes granulométriques par décantation gravitaire des particules du sol dans un liquide, les différentes classes granulométriques décantant à des vitesses différentes

3.3granulométriepourcentages massiques des différentes classes granulométriques présentes dans un sol

3.4dispersiontraitement mécanique ou chimique du sol destiné à séparer les agrégats en particules indépendantes

3.5coagulationprocessus d’agrégation des particules en suspension d’un sol

3.6diamètre équivalent des particulesdiamètre d’un grain calculé sur la base des résultats de sédimentation (3.2) en appliquant la loi de Stokes et en prenant pour hypothèse que les particules sont sphériques

Note 1 à l’article: La loi de Stokes établit la relation entre la vitesse limite d’une sphère en chute libre dans une colonne de fluide, le diamètre de la sphère, la masse volumique et la viscosité dynamique du fluide et la masse volumique de la sphère.

4 Appareillage

4.1 Généralités

Voir l’Annexe A pour l’étalonnage, la maintenance et les contrôles relatifs à l’appareillage suivant.

4.1.1 Balances

L’exactitude de la balance utilisée pour l’essai au tamis et l’essai au densimètre doit être de 0,01 g, ou 0,1 % de la masse pesée, la valeur la plus élevée étant retenue. L’exactitude de la balance utilisée pour l’essai à la pipette doit être de 0,001 g, ou 0,1 % de la masse pesée, la valeur la plus élevée étant retenue.

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4.1.2 Étuve de séchage

Il est recommandé que l’étuve de séchage soit de type à tirage forcé et celle-ci doit pouvoir maintenir une température homogène dans l’ensemble de la chambre de séchage. La circulation d’air ne doit toutefois pas être suffisamment forte pour pouvoir déplacer les particules.

4.1.3 Dispositifs de mesure du temps

La montre ou l’horloge doit avoir une résolution de 1 s.

4.1.4 Dispositifs de mesure de la température

Les dispositifs de mesure de la température, tels que les thermomètres et les thermocouples, doivent couvrir la plage de température utilisée dans la partie correspondante de l’essai, et doivent avoir une résolution de 0,1 °C.

4.1.5 Dessiccateur

Un dessiccateur, s’il est utilisé, doit être de dimension appropriée et doit contenir un dessiccant auto-indicateur tel qu’un gel de silice. L’utilisation d’un dessiccateur n’est pas exigée si les récipients utilisés pour conserver les éprouvettes sont pourvus de couvercles hermétiques.

4.1.6 Récipients pour éprouvette

Les récipients pour éprouvette doivent être constitués d’un matériau dont la masse ne change pas sous l’effet de cycles de séchage répétés. Le verre, la porcelaine et les métaux résistants à la corrosion se sont avérés adaptés.

La capacité des récipients doit être suffisante pour pouvoir contenir la masse de l’échantillon à sécher sans déversement, mais doit également être suffisante pour que la masse du récipient vide soit significativement supérieure à celle de l’éprouvette.

4.1.7 Séparation d’échantillon après pré-traitement

Lorsqu’un pré-traitement est exigé, les filtres centrifuges ou à vide et les accessoires ou autres appareils utilisés doivent être adaptés à la séparation des particules de sol du réactif, sans altération de la granulométrie.

4.2 Méthode de tamisage

4.2.1 Tamis de contrôle

Des tamis de contrôle conformes à l’ISO 3310-1 et à l’ISO 3310-2, avec des fonds de tamis appropriés, doivent être utilisés.

Le nombre de tamis utilisés et leurs ouvertures, doivent être suffisants pour éviter toute discontinuité détectable dans la courbe granulométrique.

Il est recommandé d’utiliser des tamis de 63 mm, 20 mm, 6,3 mm, 2,0 mm, 0,63 mm, 0,20 mm et 0,063 mm car ces valeurs représentent les limites de taille des matériaux grossiers selon la définition de l’ISO 14688-1. Ceux-ci facilitent la description et la classification de l’éprouvette.

4.2.2 Agitateur de tamis mécanique (facultatif)

Si un agitateur de tamis mécanique est utilisé, celui-ci doit permettre d’emboîter et de maintenir le tamis avec son couvercle et son fond. La conception de l’agitateur doit garantir que le matériau d’essai présent sur un tamis donné se déplace sur la surface du tamis lorsque celui-ci est agité.


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4.2.3 Appareillage accessoire

L’appareillage accessoire doit être composé des éléments suivants:

— bacs inoxydables;

— grand bac ou seau résistant à la corrosion ou en plastique;

— pelle;

— brosses à tamis;

— tuyau en caoutchouc;

— verrerie de laboratoire (p. ex. béchers et erlenmeyers);

— diviseur (éventuellement).

4.3 Méthode du densimètre

4.3.1 Densimètre

Le densimètre doit avoir une forme de torpille, être en verre, présenter le moins de défauts visibles possible et, de préférence, être fabriqué selon une norme nationale. La tige et le bulbe du densimètre doivent avoir une section transversale circulaire symétrique par rapport à leur axe principal et sans variation brutale de section.

L’échelle et les inscriptions doivent être marquées clairement et de façon permanente, sans irrégularités apparentes dans leur espacement, comme cela est représenté sur la Figure A.1. La plage de lecture du densimètre doit au moins aller de 0,995 0 g/ml à 1,030 0 g/ml, avec des lignes de graduation espacées de 0,000 5 g/ml maximum. Les marquages peuvent être directement exprimés en g/ml ou peuvent être exprimés en différence par rapport à 1,000 0 g/ml, exprimée en mg/ml. Le densimètre doit être identifié par un numéro unique indélébile.

NOTE Certains densimètres mesurent la densité de la solution (c.-à-d. la masse volumique de la solution rapportée à celle de l’eau pure) à la place de la masse volumique absolue de la solution. L’utilisation d’un densimètre mesurant la densité introduira une petite erreur dans les mesures.

4.3.2 Tube cylindrique de sédimentation

Les tubes cylindriques de sédimentation avec marquage à 1 000 ml doivent être de section transversale constante sur toute leur hauteur et être transparents, afin de faciliter la lecture. Leur diamètre doit être équivalent à au moins deux fois celui du bulbe du densimètre et leur hauteur doit assurer une libre flottaison du densimètre dans 1 000 ml d’eau pure. Des tubes cylindriques plus grands de même spécification peuvent être utilisés, sous réserve que les quantités des substances contenues soient proportionnées, afin d’assurer le maintien de la concentration de la suspension.

4.3.3 Bain-marie (facultatif)

La température des tubes cylindriques ne doit pas varier de plus de 3 °C pendant l’essai. À moins que ceci soit assuré par la climatisation de la pièce, un bain-marie régulé en température doit être utilisé. Dans le cas de l’utilisation d’un bain-marie, le niveau de l’eau dans le bain doit être maintenu, pendant toute la durée de l’essai, au minimum à la hauteur de la suspension qui se trouve dans le tube cylindrique de sédimentation.

NOTE La régulation de la température réduit au minimum la formation, au sein de la suspension, de courants de convection susceptibles d’affecter les résultats.


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4.3.4 Agitateur mécanique ou mélangeur

L’agitateur mécanique ou mélangeur doit permettre de maintenir la quantité appropriée de sol et d’eau sous forme d’une suspension stable, mais ne doit pas permettre la fracturation ni la perte des particules de sol.

4.4 Méthode de la pipette

4.4.1 Pipette

Le volume nominal de la pipette doit représenter 2 % du volume de la suspension de sol et la pipette doit être montée en configuration pipette (Figure 1).

4.4.2 Tube cylindrique de sédimentation

Les tubes cylindriques de sédimentation (avec marquage au volume spécifié) doivent être de section transversale constante sur toute leur hauteur et être transparents, afin de faciliter la lecture. Il est recommandé que le volume minimal des tubes cylindriques soit de 500 ml.

4.4.3 Récipients pour éprouvettes prélevées à la pipette

Les récipients, p. ex. flacons en verre à bouchon rodé ou cristallisoirs, doivent être appropriés au séchage de prélèvements extraits de la suspension de sédimentation à l’aide de la pipette. Des flacons en verre d’environ 25 mm de diamètre et environ 50 mm de hauteur se sont avérés adaptés pour une pipette de prélèvement de 10 ml.

4.4.4 Bain-marie (facultatif)

La température des tubes cylindriques ne doit pas varier de plus de 3 °C pendant l’essai. À moins que ceci soit assuré par la climatisation de la pièce, un bain-marie régulé en température doit être utilisé. Dans le cas de l’utilisation d’un bain-marie, le niveau de l’eau dans le bain doit être maintenu, pendant toute la durée de l’essai, au minimum à la hauteur de la suspension qui se trouve dans le tube cylindrique de sédimentation.

NOTE La régulation de la température réduit au minimum la formation, au sein de la suspension, de courants de convection susceptibles d’affecter les résultats.


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Légende1 Poire à pipetter en caoutchouc 7 Pipette de prélèvement2 Robinet 8 Tube cylindrique de sédimentation3 Tube d’aspiration du réservoir de garde 9 Échelle graduée4 Réservoir de garde 10 Panneau coulissant5 Robinet à trois voies 11 Colliers d’attache6 Tube d’évacuation

Figure1—Exempledeconfigurationdepipette

4.4.5 Agitateur mécanique ou mélangeur

L’agitateur mécanique ou mélangeur doit permettre de maintenir la quantité appropriée de sol et d’eau sous forme d’une suspension stable, mais ne doit pas permettre la fracturation ni la perte des particules de sol.

4.4.6 Centrifugeuse (facultatif)

La centrifugeuse ou le filtre à vide et leurs dispositifs accessoires, ou tout autre appareillage similaire, doivent être adaptés à la séparation des particules de sol, après pré-traitement destiné à éliminer les sels, la matière organique et/ou le calcaire.

4.5 Réactifs

4.5.1 Généralité

En dehors de l’eau, les réactifs suivants doivent être identifiés comme réactifs de qualité analytique.


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4.5.2 Eau

L’eau doit être distillée, déionisée ou déminéralisée. Lorsque le terme « distillée » est utilisé dans la présente partie de l’ISO 17892, ces différents termes sont interchangeables.

4.5.3 Agent dispersant

Lorsqu’un agent dispersant est exigé dans la procédure d’essai, différentes options sont possibles, en particulier les suivantes:

— tamisage: hexamétaphosphate hexasodique ou diphosphate tétrasodique, environ 2 g/l en solution dans l’eau;

— sédimentation: hexamétaphosphate hexasodique, environ 40 g/l, ou diphosphate tétrasodique, environ 20 g/l en solution dans l’eau.

Les solutions d’agent dispersant ne doivent pas être utilisées au-delà d’un mois après leur préparation.

NOTE Des agents dispersants différents, et des concentrations en agent dispersant différentes peuvent conduire à des différences dans l’efficacité de la dispersion, tout comme des différences de pH de la solution. Il n’y a pas de consensus universel sur un agent dispersant optimal pour tous les sols.

4.5.4 Peroxyde d’hydrogène (facultatif)

Le peroxyde d’hydrogène (20 % V/V) peut être utilisé pour éliminer la matière organique. Voir l’Annexe B.

4.5.5 Acide chlorhydrique (facultatif)

De l’acide chlorhydrique (0,2 M ± 0,02 M) peut être utilisé pour éliminer les carbonates. Voir l’Annexe B.

5 Procédures d’essai

5.1 Sélection de la méthode d’essai

La méthode d’essai, ou la combinaison de méthodes, doit être spécifiée avant de conduire l’essai, ou être sélectionnée sur la base suivante:

— Si un échantillon contient moins d’environ 10 % de particules mesurant moins de 0,063 mm, aucun essai de sédimentation n’est normalement exigé.

— Si toutes les particules de l’échantillon mesurent moins de 2 mm et que celui-ci contient moins d’environ 10 % de particules mesurant plus de 0,063 mm, aucun essai au tamis complet n’est normalement exigé.

— Pour tous les autres échantillons, un essai combinant essai au tamis et sédimentation doit être réalisé afin de déterminer la distribution granulométrique complète des particules.

5.2 Méthode de tamisage

5.2.1 Généralités

5.2.1.1 Le mode opératoire général de l’essai au tamis est schématisé sur la Figure 2. Il est possible de réaliser l’essai sur un échantillon humide ou sec.

5.2.1.2 Bien que l’échantillon de départ puisse être humide, et bien qu’un lavage de l’échantillon sur un tamis puisse être effectué lors de la préparation de l’échantillon, telle qu’il est décrit ci-après, l’essai au


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tamis permettant de déterminer les masses de matériau retenues sur chaque tamis est toujours réalisé sur une éprouvette sèche.

Légende1 Échantillon 7 Agent dispersant 13 Essai de sédimentation (facultatif)2 Méthode pour

échantillon sec8 Mouillage et agitation 14 Séchage du refus

3 Division ou quartage 9 Tamisage à sec (méthode alternative) 15 Tamisage4 Séchage 10 Séparation et lavage 16 Pesée du matériau sur chaque tamis5 Méthode pour

échantillon humide11 Lavage 17 Calcul des résultats d’essai

6 Pesée 12 Collecte du matériau < 0,063 mm (facultatif)

Figure 2 — Mode opératoire général de l’essai au tamis


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5.2.2 Préparation de l’éprouvette

5.2.2.1 La préparation humide est préférable pour les sols contenant des particules de taille inférieure à 0,063 mm, car l’utilisation de la méthode de préparation sèche présente un risque d’introduction d’erreurs significatives.

5.2.2.2 Préparer une éprouvette représentative par division ou quartage de l’échantillon. La masse humide initiale nécessaire d’éprouvette dépend du diamètre maximal des particules (Dmax) présentes et de la teneur en eau du sol. Il est recommandé que la masse sèche de l’éprouvette soit telle que stipulé dans le Tableau 1 ou défini en 5.2.2.3 pour les autres valeurs de Dmax.

Tableau 1 — Masses minimales recommandées pour le tamisage

Diamètre des particules Dmaxa

mm

Masses minimales

recommandéesb g

< 2,0 1002,0 1006,3 30010 50020 2 000

37,5 14 00063 40 000

a Diamètre maximal des particules de sol, en excluant les particules grossières éventuellement présentes.b L’utilisation d’une éprouvette de masse plus petite que la valeur minimale recommandée indiquée nécessite une phase de réflexion, bien que ceci puisse être suffisant pour la réalisation de l’essai.

5.2.2.3 Pour des valeurs de Dmax inférieures à 20 mm, la masse minimale doit être estimée par interpolation des valeurs du Tableau 1. Pour des valeurs de Dmax supérieures à 20 mm, il est recommandé d’évaluer la masse minimale recommandée (mmin, kg) à l’aide de la Formule (1):

mD

min

2

=max

10

(1)

NOTE Les granulométries ci-dessus sont fondées sur les limites entre sable, gravier et pierres, telles que définies dans la NF EN ISO 14688-1.

5.2.2.4 Les sols peuvent être pré-traités avant le tamisage pour éliminer, si nécessaire, les sels dissous, la matière organique et/ou le calcaire. La méthode utilisée ainsi que la quantité de matériau éliminé doivent être indiquées dans le rapport d’essai. Une méthode conseillée pour le pré-traitement de sols contenant de la matière organique et des carbonates fait l’objet de l’Annexe B.

5.2.2.5 Si un échantillon sec est utilisé, déterminer la masse de l’éprouvette (m) à 0,1 g près ou 0,1 % de la masse, la valeur la plus élevée étant retenue.

5.2.2.6 Si un échantillon humide est utilisé, déterminer la masse mouillée de l’échantillon (mw) à 0,1 g près ou 0,1 % de la masse, la valeur la plus élevée étant retenue, et sa teneur en eau en séchant une éprouvette prélevée sur l’échantillon selon la NF EN ISO 17892-1.

5.2.2.7 Pour les éprouvettes contenant un gravier grossier ou des pierres, une séparation initiale sur un tamis approprié peut s’avérer nécessaire pour éviter de surcharger les tamis suivants plus fins. Pour


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cette séparation initiale, il est recommandé d’utiliser un tamis de 20 mm, car ceci est la limite entre les graviers grossiers et intermédiaires, mais il est possible d’utiliser d’autres tamis.

5.2.2.8 Si l’échantillon a été réduit à l’étape 5.2.2.7, une détermination de la teneur en eau doit être réalisée, selon l’ISO 17892-1, sur une éprouvette représentative du matériau passant à travers le tamis de séparation.

5.2.2.9 Nettoyer le tamis de séparation du refus par lavage ou brossage doux pour éliminer tout matériau fin adhérant. Le matériau retenu doit être séché et pesé (mr) à 0,1 g ou 0,1 % de la masse totale (m), la valeur la plus élevée étant retenue.

5.2.2.10 Ajouter le matériau éliminé lors du nettoyage en 5.2.2.9 et qui est plus petit que la taille de tamis de séparation utilisée en 5.2.2.7, au matériau original qui est passé à travers le tamis de séparation en 5.2.2.7, et les mélanger. Déterminer la masse de matériau qui en résulte (ms) à 0,1 g ou 0,1 % de la masse totale (m), la valeur la plus élevée étant retenue.

5.2.2.11 La masse de matériau obtenue en 5.2.2.10 peut être réduite par division ou tout autre moyen, sous réserve que l’éprouvette qui en résulte respecte les masses minimales stipulées dans le Tableau 1.

5.2.2.12 Placer le matériau plus fin que le tamis de séparation dans un plateau ou un seau et couvrir d’eau. Attendre au moins une heure en agitant fréquemment. Pour parvenir à disperser l’argile interstitielle, il peut être nécessaire d’ajouter un agent dispersant à l’eau.

5.2.2.13 Laver l’éprouvette sur un tamis de 2 mm, lequel est emboîté sur un tamis de 0,063 mm, jusqu’à ce que l’eau s’écoule quasiment claire. Dans les sols mixtes, il est parfois avantageux de ne tamiser, dans un premier temps, que le matériau en suspension, de le laver jusqu’à ce que l’eau passant à travers le tamis de 0,063 mm soit limpide puis, seulement alors, d’ajouter le matériau plus grossier qui a décanté. S’assurer qu’aucun des tamis n’est surchargé. Il n’est pas nécessaire de conserver le matériau qui passe à travers le tamis de 0,063 mm.

5.2.2.14 Combiner les matériaux retenus sur les tamis de 2 mm et 0,063 mm et sécher l’ensemble à l’étuve jusqu’à masse constante, puis peser à 0,1 g près ou 0,1 % de la masse sèche totale de l’éprouvette (ms), la valeur la plus élevée étant retenue.

5.2.3 Mode opératoire d’essai

5.2.3.1 À tout moment au cours de l’essai de tamisage, la quantité d’échantillon peut être réduite par division, ou toute technique analogue, afin d’éviter de surcharger les tamis de maillage plus fin.

5.2.3.2 Si un tamis de séparation a été utilisé, tamiser le matériau sec obtenu en 5.2.2.9 à travers une série de tamis de contrôle de maillage de plus en plus fin, jusqu’à la taille du tamis de séparation, en pesant le sol retenu sur chaque tamis de contrôle (mss1, mss2, … mssn). Les masses retenues sur chacun des tamis ne doivent pas dépasser les valeurs données dans le Tableau 2.

5.2.3.3 Tamiser le matériau séché en 5.2.2.14 à travers une série de tamis de maillage de plus en plus fin jusqu’à 0,063 mm, en pesant le sol retenu sur chaque tamis de contrôle (ms1, ms2, … msn) et en pesant le matériau passant éventuellement à travers le tamis de 0,063 mm (mp). Les masses retenues sur chacun des tamis ne doivent pas dépasser les valeurs données dans le Tableau 2.


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Tableau 2 — Masses maximales de sol retenues sur chaque tamis

Taille nominale Masse maximale de sol sur le tamis de diamètredes ouvertures du tamis 450 mm 300 mm 200 mm

mm kg kg g0 063 400,20 700,63 1252,0 2206,3 2,0 0,8

10,0 2,5 1,120,0 3,5 1,537,5 4,8 2,163,0 6,3 2,8

Il est recommandé que la masse maximale sur les tailles de tamis qui ne se trouvent pas au-dessus soit obtenue à l’aide de la Formule (2):

M A d=

×

200 (2)

où

M est la masse maximale de sol retenue sur le tamis (g);

A est la superficie du tamis (mm2);

d est la taille des ouvertures du tamis (mm).

5.2.3.4 L’efficacité d’un tamisage mécanique dépend du type de sol, de la durée du tamisage, de la charge sur le tamis et des paramètres du mouvement d’agitation, tels que l’amplitude et la fréquence. Avec la plupart des sols, si un agitateur de tamis mécanique est utilisé, l’éprouvette doit être agitée pendant au moins 10 min. Si un tamis manuel est utilisé, chaque tamis doit être agité pendant au moins 2 min.

5.2.3.5 Le tamisage doit être considéré comme terminé quand une minute de tamisage supplémentaire ne provoque pas de changement de la masse du refus des tamis de plus de 1 % en masse.

5.2.3.6 Si la masse maximale permise est dépassée sur l’un des tamis, le sol présent sur ce tamis doit être divisé en au moins deux portions plus petites qui sont ensuite tamisées séparément. La masse totale sur chaque tamis est la somme des masses correspondant à chaque portion.

5.2.3.7 Pour chaque essai, la masse totale retenue sur tous les tamis, et la fraction traversant le tamis de 0,063 mm doivent être additionnées. Si la masse de l’éprouvette a été réduite par division, les masses après l’étape de division doivent être multipliées par le rapport des masses avant et après division.

5.2.3.8 Si le total obtenu en 5.2.3.7 diffère de plus de 1 % de la masse avant tamisage (m), l’essai doit être recommencé.

5.3 Méthode du densimètre


5.3.1.1 Le mode opératoire général est schématisé sur la Figure 3.


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5.3.1.2 L’essai exige que la fraction de chaque échantillon qui traverse le tamis de 0,063 mm fasse l’objet d’un essai. Aucun matériau d’une taille supérieure à 2 mm ne doit être admis dans le tube cylindrique de sédimentation lors de l’essai.

NOTE Les particules que la taille place dans la catégorie du sable décanteront rapidement lors des premières phases de la sédimentation et on considère que la présence de petites quantités de sable n’affecte pas le processus de sédimentation de façon néfaste.

5.3.1.3 Lorsque les essais sont réalisés dans une pièce climatisée, un dispositif de mesure de la température étalonné doit être placé en permanence dans la pièce afin d’enregistrer les températures maximale et minimale au voisinage de l’essai.

5.3.1.4 Si un bain-marie est utilisé, son système de circulation ne doit pas induire de vibrations dans la suspension éprouvette.

5.3.1.5 Il est recommandé que toutes les valeurs du densimètre soient enregistrées sous forme de la partie décimale de la valeur, multipliée par 1 000, p.ex. 1,030 0 devient 30,0. Il est recommandé d’appliquer cette convention à toutes les valeurs d’essai, aux calculs et aux étalonnages.


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Légende1 Échantillon 7 Tamis de séparation 13 Méthode de pipettage2 Quartage 8 Cristallisoir 14 Méthode au densimètre3 Pesée 9 Séchage du matériau > Tamis de

séparation15 Prélèvement à la pipette

4 Séchage pour teneur en eau 10 Tamisage 16 Séchage des prélèvements obtenus à la pipette

5 Mouillage et agitation 11 Pesée 17 Pesée des prélèvements obtenus à la pipette

6 Dispersant 12 Mise en suspension du passant 18 Calcul des résultats d’essai

Figure 3 — Mode opératoire général pour la sédimentation


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5.3.2.1 La masse humide initiale nécessaire d’éprouvette de sol dépend de la granulométrie des particules présentes et de la teneur en eau. L’éprouvette initiale de sol, avant préparation, doit être suffisamment conséquente pour fournir 20 g à 30 g de matériau de dimension inférieure à 0,063 mm.

NOTE Une concentration de suspension d’environ 25 g de sédiment plus petit que 0,063 mm par litre de solution est considérée comme idéale. Des concentrations de suspension significativement supérieures perturbent le processus de sédimentation et des concentrations de suspension significativement inférieures réduisent la précision des résultats.

5.3.2.2 Déterminer la teneur en eau du sol en utilisant une autre éprouvette, conformément à l’ISO 17892-1.

5.3.2.3 Si nécessaire, déterminer la masse volumique des particules en utilisant une autre éprouvette, conformément à l’ISO 17892-3.

5.3.2.4 Le pré-traitement est recommandé si de la matière organique et/ou des composés carbonatés sont présents en quantité significative, à moins qu’une classification géotechnique des sols carbonatés soit requise. Des méthodes sont suggérées dans l’Annexe B.

5.3.2.5 Peser l’éprouvette de sol (mw) à 0,1 g ou 0,1 % de sa masse, la valeur la plus élevée étant retenue. Si l’éprouvette de sol contient des particules d’une taille supérieure à 2 mm, celles-ci doivent être éliminées.

5.3.2.6 Placer l’éprouvette de sol dans un récipient approprié, p. ex. un erlenmeyer. Si les solutions suggérées en 4.5.3 sont utilisées, ajouter l’agent dispersant à l’éprouvette de sol, à hauteur de 10 % du volume final de suspension. Si la concentration de l’agent dispersant diffère de celle indiquée en 4.5.3, d’autres volumes peuvent être exigés.

5.3.2.7 Agiter la suspension au moyen d’un agitateur mécanique ou d’un mélangeur jusqu’à obtenir une dispersion complète des particules de sol. Avec un mélangeur à action légère, tel qu’un agitateur à retournement, un temps d’agitation de 4 h convient. Une durée plus courte peut être suffisante dans le cas de méthodes d’agitation plus vigoureuses. Il convient toutefois de veiller à éviter la fracturation des particules de sol.

5.3.2.8 Quand seule la fraction fine du sol doit faire l’objet d’un essai, transférer la suspension de sol préparée sur un tamis de 0,063 mm placé au-dessus d’un récipient propre approprié. Laver les particules fines à travers le tamis en versant de l’eau distillée. La quantité d’eau utilisée ne doit pas dépasser 80 % du volume final de la suspension.

5.3.2.9 Si, par inadvertance, le volume total de la suspension passant au travers du tamis dépasse le volume final de la suspension, l’eau en excès doit être éliminée par évaporation.

5.3.2.10 Transférer la suspension passant à travers le tamis dans le tube cylindrique de sédimentation et compléter avec de l’eau distillée jusqu’au repère de la graduation d’essai spécifiée.

5.3.2.11 Transférer le matériau retenu sur le tamis dans un récipient approprié et le sécher à l’étuve. Après refroidissement, le peser à 0,01 g ou 0,1 % de sa masse (ms), la valeur la plus élevée étant retenue.

5.3.2.12 Si un essai au tamis séparé a été réalisé sur un échantillon de plus grande taille, le matériau obtenu en 5.3.2.11 peut être éliminé. Dans le cas contraire, tamiser le matériau retenu en 5.3.2.11 selon 5.2.3. Ajouter dans le tube cylindrique de sédimentation tout le matériau ayant passé au travers du tamis de 0,063 mm.


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5.3.2.13 Si l’essai de sédimentation est réalisé à une température différente de celle à laquelle il a été préparé, un temps suffisant doit être accordé pour que la température à l’intérieur du tube cylindrique s’équilibre avec la température d’essai.

5.3.2.14 Préparer un tube cylindrique de sédimentation avec une solution de référence constituée du même volume de solution d’agent dispersant que pour l’essai et compléter avec de l’eau distillée à la graduation spécifiée. Traiter ce tube cylindrique de référence exactement comme celui contenant la suspension de sol.

5.3.2.15 La solution dans le tube cylindrique de référence peut être soumise à essai en même temps que les échantillons, ou bien cet essai peut avoir lieu avant, auquel cas, elle doit être soumise à essai à chaque fois qu’un nouveau lot de solution de réactif est préparé, et un facteur de correction de température doit être appliqué.


5.3.3.1 Placer le densimètre dans la solution de référence en s’assurant qu’il flotte librement. Relever la valeur indiquée avec le densimètre ( )′R0 au niveau du bord supérieur du ménisque, à 0,000 5 g/ml près (valeur lue à 0,5 unité près; voir 5.3.1.5). Retirer le densimètre et le rincer à l’eau distillée.

5.3.3.2 Agiter vigoureusement la suspension de sol jusqu’à obtenir une suspension complète, par exemple en retournant complètement le tube de sédimentation environ 60 fois en 2 min.

5.3.3.3 Lancer le chronomètre dès que l’agitation est terminée.

5.3.3.4 Placer rapidement le tube cylindrique en position d’essai sans agiter la suspension.

5.3.3.5 Placer le densimètre dans la suspension sans attendre, en s’assurant qu’il flotte librement.

5.3.3.6 Après quelques instants, relever la valeur indiquée par le densimètre ( )′Rh au niveau du bord supérieur du ménisque. Relever au moins trois valeurs durant les 5 premières minutes. Les valeurs relevées à 0,5 min, 1 min et 2 min se sont souvent montrées appropriées. Noter les valeurs à 0,000 5 g/ml près (valeur lue à 0,5 unité près; voir 5.3.1.5).

5.3.3.7 Après ces relevés initiaux, retirer lentement le densimètre, et le rincer à l’eau distillée.

5.3.3.8 Au moins trois valeurs supplémentaires sont exigées. Les valeurs relevées à environ 4 min, 8 min, 30 min et 1 h, 2 h, 6 h et 24 h se sont souvent montrées appropriées, sous réserve de bien noter le temps réellement écoulé. Insérer lentement le densimètre dans la suspension de sol environ 15 s avant de devoir relever la valeur. Noter la valeur indiquée pour le densimètre à 0,000 5 g/ml près (valeur lue à 0,5 unité près; voir 5.3.1.5).

5.3.3.9 L’essai peut être arrêté une fois la proportion inférieure à 0,002 mm déterminée.

5.3.3.10 Noter la température de la suspension une première fois au cours des 15 premières minutes, puis après chaque lecture avec le densimètre, à 0,1 °C près.

5.4 Méthode de la pipette


5.4.1.1 Le mode opératoire général est schématisé sur la Figure 3.


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5.4.1.2 L’essai exige que la fraction de chaque échantillon qui traverse le tamis de 0,063 mm fasse l’objet d’un essai. Aucun matériau d’une taille supérieure à 2 mm ne doit être admis dans le tube cylindrique de sédimentation lors de l’essai.

NOTE Les particules que la taille place dans la catégorie du sable décanteront rapidement lors des premières phases de la sédimentation et on considère que la présence de petites quantités de sable n’affecte pas le processus de sédimentation de façon néfaste.


L’éprouvette de sol doit être préparée de la même façon que pour la méthode au densimètre (voir 5.3.2).


5.4.3.1 Sécher un nombre suffisant de récipients tel que décrit en 4.4.3 entre 105 °C et 110 °C puis déterminer la masse de chacun à 0,001 g près (m1,i).

5.4.3.2 Agiter vigoureusement la suspension de sol jusqu’à obtenir une suspension complète, par exemple en retournant complètement le tube de sédimentation environ 60 fois en 2 min.

5.4.3.3 Lancer le chronomètre dès que l’agitation est terminée.

5.4.3.4 Placer rapidement le tube cylindrique en position d’essai sans agiter la suspension.

5.4.3.5 Les horaires de prélèvement peuvent être calculés en introduisant des paramètres connus dans la Formule (12), afin de relever au moins trois valeurs correspondant aux particules de taille comprise entre 0,063 mm et 0,002 mm. Il est recommandé d’utiliser au minimum les tailles de particules 0,02 mm, 0,006 3 mm et 0,002 mm, car celles-ci fournissent des données pour les fractions limoneuse et argileuse en cohérence avec l’ISO 14688-1. Il est recommandé de définir au moins un horaire de prélèvement pour une taille de particules inférieure ou égale à 0,002 mm afin de pouvoir interpréter la fraction argileuse.

5.4.3.6 La profondeur d’insertion de la pipette (Hp) peut être variée, mais il est généralement pratique d’utiliser une profondeur unique (100 mm s’est avéré donner satisfaction dans une suspension de 500 ml).

5.4.3.7 Pour chaque instant choisi, insérer la pipette dans la suspension à la profondeur requise. Remplir puis retirer lentement et soigneusement la pipette afin de ne pas agiter la suspension dans le tube cylindrique de sédimentation. Il est recommandé que le processus total, pour chaque instant, prenne environ 30 s et démarre environ 15 s avant l’instant choisi. Il est recommandé que l’insertion, le remplissage et le retrait durent chacun 10 s.

5.4.3.8 Vider la pipette dans l’un des récipients. Rincer l’intérieur de la pipette avec de l’eau et verser le liquide de rinçage dans le même récipient.

5.4.3.9 Noter la température à 0,1 °C près immédiatement avant ou après avoir prélevé l’éprouvette à la pipette.

5.4.3.10 Sécher le volume pipetté lors du prélèvement et du rinçage dans une étuve, jusqu’à masse constante, et déterminer la masse sèche (m2,i) à 0 001 g près.

5.4.3.11 Prélever un échantillon à la pipette dans la solution de référence et le placer dans un récipient. Rincer la pipette avec de l’eau et verser le liquide de rinçage dans le récipient. Sécher le volume pipetté lors du prélèvement et du rinçage dans une étuve jusqu’à masse constante, et déterminer la masse sèche (mb) à 0,001 g près. Cette éprouvette de référence ne doit être mesurée qu’une seule fois pour chaque lot de dispersant préparé.


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5.5 Essais combinés

5.5.1 Le mode opératoire général de l’essai combiné de tamisage et de sédimentation est schématisé sur la Figure 4.

5.5.2 Un essai au tamis et un essai par sédimentation sont réalisés sur des éprouvettes distinctes provenant du même échantillon. La procédure de chaque essai doit être respectée, à l’exception que les analyses par tamisage dupliquées sur l’éprouvette de sédimentation ne sont pas nécessaires.


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Légende1 Échantillon 12 Tamisage2 Quartage 13 Pesée du matériau sur chaque tamis3 Séchage 14 Sédimentation (l’une ou l’autre méthode)4 Pesée de l’éprouvette de sédimentation 15 Mélange pour sédimentation5 Pesée de l’éprouvette de tamisage 16 Méthode de pipettage6 Agitation et dispersion 17 Méthode au densimètre7 Mouillage et dispersion 18 Prélèvement à la pipette8 Séparation et lavage 19 Séchage des prélèvements obtenus à la pipette9 Séparation et lavage 20 Pesée des prélèvements obtenus à la pipette10 Séchage 21 Calcul des résultats d’essai11 Pesée

Figure 4 — Mode opératoire combiné général


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6 Résultats d’essais

6.1 Tamisage

6.1.1 Fraction des particules passant au travers de chaque tamis

6.1.1.1 Si la masse de l’éprouvette a été réduite par division, les masses après division (msn) doivent être multipliées par le rapport des masses avant et après division pour obtenir les masses retenues ajustées ′( )m

sn.

6.1.1.2 Dans le cas des éprouvettes pour lesquelles un tamis de séparation initial a été utilisé, calculer la fraction du sol passant à travers un tamis de taille donnée, n, supérieure à celle du tamis de séparation, à l’aide de la Formule (3) pour les tailles de tamis supérieures ou égales à la taille du tamis de séparation:

fmn

= 100% 100%−′ + ′ + + ′

×

m m mss1 ss2 ssn

.. (3)

6.1.1.3 Dans le cas des tailles de tamis plus petites que le tamis de séparation ou dans le cas d’éprouvettes n’ayant pas subi d’étape de séparation initiale, la fraction de sol passant une taille de tamis donnée, n, doit être calculée à partir de la Formule (4):

fn= 100% 100%−

′ + ′ + + ′ + ′ + ′ + + ′×

m m m m m mm

ss1 ss2 ssn s1 s2 sn.. ..

(4)

où

fn est la fraction passant à travers la taille de tamis donnée, n (%);

′ ′m mss1 ss2

,sont les masses de sol retenues sur chaque tamis pour les tailles de tamis supérieures au tamis de séparation (s’il a été utilisé) après calcul suite à chaque étape de division (g);

′mssn

est la masse de sol retenue sur une taille de tamis, n, pour les tailles de tamis supé-rieures ou égales à la taille du tamis de séparation (s’il a été utilisé) après calcul suite à chaque étape de division (g);

′ ′m ms1 s2,

sont les masses de sol retenues sur chaque tamis plus grand que la taille de tamis, n, pour les tailles de tamis inférieures au tamis de séparation après calcul suite à chaque étape de division (g);

′msn

est la masse de sol retenue sur une taille de tamis, n, pour les tailles de tamis inférieures à la taille du tamis de séparation après calcul suite à chaque étape de division (g);

m est la masse sèche totale de l’éprouvette de sol initiale (g).

6.2 Densimètre

6.2.1 Masse sèche totale

Calculer la masse sèche totale de l’éprouvette à partir de la Formule (5):

m mw

= ×+w

100

100 (5)

où


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m est la masse sèche totale (g);

mw est la masse humide de sol (g);

w est la teneur en eau (%).

Si le sol a été pré-traité, la masse sèche après pré-traitement remplace m dans la Formule (5).


Calculer la fraction passant au travers de chaque tamis, en procédant selon 6.1.1.

6.2.3 Valeur vraie du densimètre

Corriger l’effet du ménisque sur la valeur lue sur le densimètre à l’aide de la Formule (6):

R R Ch h= ′ +

m (6)

où

Rh est la valeur vraie du densimètre;

′Rhest la valeur observée du densimètre;

Cm est la correction de l’effet du ménisque (voir l’Annexe A).

6.2.4 Profondeur effective

Calculer la profondeur effective, Hr, à partir de la valeur du densimètre corrigée en utilisant l’échelle d’étalonnage de densimètre (voir l’Annexe A).

6.2.5 Diamètre équivalent des particules

Calculer le diamètre équivalent des particules correspondant à la valeur Rh, en utilisant la loi de Stokes à l’aide de la Formule (7):

dH

ti

r

s w(

=×

− ×0 005 531,

η

ρ ρ ) (7)

où

di est le diamètre équivalent des particules (mm);

η est la viscosité dynamique de l’eau en mPa·s à la température de l’essai (voir le Tableau 3);

Hr est la profondeur effective du densimètre (mm);

ρs est la masse volumique des particules (Mg/m3);

ρw est la masse volumique du fluide de sédimentation à la température de l’essai (Mg/m3);

t est le temps écoulé depuis le début de la sédimentation (min).

La masse volumique de l’eau pure peut être prise égale à 1,00 Mg/m3 puisque sa variation avec la température est négligeable dans la plage d’essai probable et compte tenu de l’exactitude exigée.


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Tableau 3 — Viscosité dynamique de l’eau

Température °C

Viscosité, η mPa·s

10 1,30415 1,13720 1,00225 0,89130 0,798

NOTE 1 Les valeurs intermédiaires peuvent être estimées par interpolation. Il est également possible de calculer la viscosité dynamique de manière approchée à l’aide de l’équation:

η = 0,02414 × 10(247,8 / (T+133))

où T = température de l’essai, °C, dans la plage ci-dessus.

NOTE 2 On fait l’hypothèse que la viscosité de la solution d’agent dispersant est identique à celle de l’eau.

6.2.6 Lecture corrigée du densimètre

Corriger l’effet de la solution de référence sur la valeur lue sur le densimètre à l’aide de la Formule (8):

Rd = Rh – R0 (8)

où

Rd est la valeur corrigée du densimètre;

Rh est la valeur vraie du densimètre;

R0 est la valeur observée du densimètre dans la solution de référence ′R0 corrigée de l’effet du ménisque.

Rh et R0 portent seulement sur la partie décimale de la lecture, qu’il convient de multiplier par 1 000, p. ex. 1,030 0 devient 30,0.

6.2.7 Fraction des particules de dimension inférieure au diamètre équivalent

Calculer la fraction plus petite que le diamètre équivalent des particules correspondant, à l’aide de la Formule (9):

Km

R=×

−

100

1

ρ

ρs

d( )s

(9)

où

K est la fraction des particules de dimension inférieure au diamètre équivalent (%);

ρs est la masse volumique des particules de sol (Mg/m3);

m est la masse sèche de l’éprouvette (g);

Rd est la valeur corrigée du densimètre.


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6.2.8 Correction pour la fraction supérieure à 2 mm

Si l’échantillon original contenait des particules supérieures à 2 mm qui ont été exclues de l’essai, ajuster la valeur de K calculée en 6.2.7 pour refléter la quantité de matière supérieure à 2 mm à l’aide de la Formule (10):

KK f

c=

×2,00

100 (10)

où

f2,00 est la fraction passant le tamis de 2 mm (%) lors de l’essai au tamis.

NOTE Cet ajustement permet de rapporter l’essai combiné de tamisage et de sédimentation sous la forme d’une unique distribution granulométrique des particules.

6.3 Pipette

6.3.1 Masse sèche totale

Calculer la masse sèche totale de l’éprouvette à l’aide de la Formule (11):

m mw

= ×+w

100

100 (11)

où

m est la masse sèche totale (g);

mw est la masse humide de sol (g);

w est la teneur en eau (%).

Si le sol a été pré-traité, la masse sèche après pré-traitement remplace m dans la Formule (11).


Calculer la fraction passant au travers de chaque tamis, en procédant selon 6.1.1.

6.3.3 Diamètre équivalent des particules

Calculer le diamètre équivalent des particules correspondant à chaque point de prélèvement d’échantillon en utilisant la loi de Stokes à l’aide de la Formule (12):

dH

ti

p

s w(

=×

− ×0 005 531,

η

ρ ρ ) (12)

où

di est le diamètre équivalent des particules (mm);

η est la viscosité dynamique de l’eau (mPa⋅s) (voir 5.4.3.5 et le Tableau 3);

Hp est la profondeur d’insertion de la pipette (mm);


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ρs est la masse volumique moyenne des particules (Mg/m3), hypothétique ou mesurée;

ρw est la masse volumique du fluide de sédimentation à la température de l’essai (Mg/m3);

t est le temps écoulé depuis le début de la sédimentation (min).

La masse volumique de l’eau pure peut être prise égale à 1,00 Mg/m3 puisque sa variation avec la température est négligeable dans la plage d’essai probable et compte tenu de l’exactitude exigée.

6.3.4 Fraction des particules de dimension inférieure au diamètre équivalent

Calculer la fraction inférieure au diamètre équivalent déterminé ci-dessus pour chaque éprouvette en utilisant la Formule (13):

Km m m V

V m=

− − ×

××

( )2,i 1,i b 1

2

100% (13)

où

K est le pourcentage massique de la fraction des particules de dimension inférieure au diamètre équivalent (%);

m1,i est la masse du récipient vide (g);

m2,i est la masse du récipient contenant la fraction séchée (g);

mb est la masse du matériau restant après séchage à l’étuve de la solution de référence (g);

V1 est le volume de la suspension dans le tube cylindrique de sédimentation (ml);

V2 est le volume étalonné de la pipette (ml).

6.3.5 Correction pour la fraction supérieure à 2 mm

Si l’échantillon original contenait des particules supérieures à 2 mm qui ont été exclues de l’essai, ajuster le pourcentage ci-dessus pour refléter la quantité de matière supérieure à 2 mm à l’aide de la Formule (14):

KK f

c=

×2,00

100 (14)

où

f2,00 est la fraction passant le tamis de 2 mm (%) lors de l’essai au tamis.

NOTE Cet ajustement permet de rapporter l’essai combiné de tamisage et de sédimentation sous la forme d’une unique distribution granulométrique des particules.

7 Rapport d’essai

Le rapport d’essai doit certifier que l’essai a été réalisé conformément à la présente partie de l’ISO 17892 et doit inclure les informations suivantes:

a) la ou les méthodes d’essai utilisées;

b) une description visuelle de l’éprouvette, y compris toute caractéristique relevée après l’essai, selon les principes de l’ISO 14688-1;


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c) une identification de l’échantillon de sol soumis à essai au moyen, par exemple, d’un numéro de forage, d’un numéro d’échantillon, d’un numéro d’essai, etc.;

d) les résultats d’essais, présentés sous la forme d’un diagramme semi-logarithmique (voir Figure 5). Si les résultats ont été obtenus par tamisage et sédimentation, il convient de les combiner en un seul diagramme pour former une courbe continue. De plus, les résultats d’essai peuvent être présentés sous la forme d’un tableau indiquant la taille des particules et le pourcentage passant arrondi au 1 % le plus proche;

e) la valeur de la masse volumique des particules solides utilisée dans les calculs, et si cette valeur a été mesurée ou supposée;

f) la méthode de pré-traitement, le cas échéant;

g) tout écart par rapport au mode opératoire spécifié et toute particularité susceptible d’être importante pour l’interprétation des résultats de l’essai;

h) si la quantité de sol n’est pas suffisante pour garantir ces masses minimales, ceci doit être indiqué dans le rapport d’essai;

i) si la valeur des fractions granulométriques n’est pas exprimée sous la forme d’un pourcentage de la masse sèche totale, cela doit être mentionné, de même que la nature et la quantité des fractions granulométriques éliminées.

Légende1 Sédimentation E Fin2 Tamisage F MoyenA Argile G GrossierB Limon X Granulométrie (mm)C Sable Y Pourcentage passant (%)D Gravier

Figure 5 — Exemple de résultats d’une distribution granulométrique des particules


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Annexe A (normative)

Étalonnage, maintenance et contrôles

A.1 Dispositions générales

L’ensemble de l’équipement de mesure utilisé dans cette partie de l’ISO 17892 doit être étalonné périodiquement, sa performance doit être contrôlée aux intervalles exigés et il doit être utilisé dans un environnement contrôlé si cela est spécifié. La présente annexe spécifie ces exigences dans le cas de la présente méthode.

Si l’étalonnage de l’équipement de mesure est réalisé par un tiers, ce tiers doit être un laboratoire d’étalonnage agréé. La certification doit faire apparaître la traçabilité jusqu’aux normes de mesure nationales ou internationales reconnues.

Lorsque l’étalonnage de l’équipement de mesure d’essai est réalisé en interne, le laboratoire doit détenir les étalons de référence appropriés ou des instruments exclusivement destinés à l’étalonnage. Il est recommandé que ceux-ci soient étalonnés par un laboratoire d’étalonnage agréé répondant aux exigences de certification indiquées plus haut. Lorsqu’il n’est pas utilisé, il est recommandé que l’équipement de mesure de référence soit conservé en lieu sûr dans un environnement approprié, distinct des étalons ou instruments de travail. Les étalons et les instruments de référence doivent avoir une exactitude au moins égale à celle du dispositif de travail afin de pouvoir atteindre l’exactitude voulue lors de la mesure d’essai.

Les procédures d’étalonnage interne doivent être documentées et doivent uniquement être réalisées par des personnes approuvées; les enregistrements de ces étalonnages et de la réalisation des contrôles doivent être conservés dans un dossier.

En marge des intervalles d’étalonnage ou de contrôle exigés dans la présente annexe, à chaque fois qu’un élément d’un équipement de référence ou d’un équipement de mesure d’essai a fait l’objet d’une mauvaise manipulation, été réparé, démonté, réglé ou rénové, celui-ci doit être ré-étalonné avant toute utilisation.

L’équipement étalonné doit exclusivement être utilisé dans la plage pour laquelle il a été étalonné.

A.2 Conditions environnementales

Aucune condition environnementale particulière ne s’applique à la réalisation de l’essai de tamisage.

Pendant les essais de sédimentation, la température de la suspension ne doit pas varier de plus de 3°C. Cela peut être obtenu contrôlant la température soit de l’enceinte ou de la pièce, soit du bain-marie si utilisé.

Les tubes cylindriques de sédimentation ne doivent pas être exposés à des vibrations ni à des perturbations mécaniques. «Pas exposé à des vibrations» signifie qu’aucune ride ne doit être visible à la surface de la suspension.

L’appareil doit être protégé de la lumière du soleil, des sources de chaleur du local et des courants d’air.


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A.3 Appareillage

A.3.1 Étuve

La température de réglage au voisinage du centre du volume utile d’une étuve vide doit être contrôlée au moins une fois par an à l’aide d’un dispositif de mesure de la température étalonné.

La distribution de la température dans une étuve vide doit être contrôlée avant la première utilisation et après toute réparation ou tout remplacement majeur des éléments chauffants et/ou du thermostat. Si l’une des températures se situe en dehors de la plage spécifiée pour la température de réglage, une mesure corrective doit être mise en place.

A.3.2 Thermomètres

Les thermomètres de référence doivent être étalonnés ou remplacés à des intervalles ne dépassant pas 5 ans. Tous les autres thermomètres à bulbe doivent être étalonnés avant leur première utilisation et doivent être ré-étalonnés ou remplacés à des intervalles ne dépassant pas 5 ans.

En plus de l’exigence d’intervalle d’étalonnage de 5 ans, un contrôle des thermomètres de travail au point de fusion de la glace, ou à toute autre température définie appropriée, doit être réalisé 6 mois après la première mise en service, puis annuellement.

Si des thermocouples sont utilisés pour vérifier les températures de l’étuve, ceux-ci doivent être étalonnés par confrontation avec un thermocouple de référence, un thermomètre à résistance de platine ou un thermomètre à bulbe avant la première utilisation puis au moins une fois par an.

A.3.3 Balances

Les balances doivent être étalonnées au moins une fois par an, sur leur plage de travail pour le lieu où elles sont utilisées, en utilisant des poids de référence certifiés. Les poids de référence doivent être appropriés à la catégorie de la balance étalonnée et doivent avoir une tolérance (erreur maximale permise) meilleure que la résolution de la balance étalonnée. Les poids de référence doivent être étalonnés lors de leur première mise en service puis au minimum tous les 2 ans.

Les balances doivent être contrôlées chaque jour en confirmant le zéro et la masse d’un élément d’essai de masse connue. Il est recommandé que l’élément d’essai ne soit pas sujet à la corrosion ni à un changement de masse avec le temps, et que sa masse se situe dans la plage de 50 % à 80 % de la plage de travail de la balance. Les résultats de ces contrôles doivent être consignés. Si la balance ne peut pas être remise à zéro ou que la masse du poids d’essai s’avère être hors de la tolérance spécifiée en 4.1.1, la balance doit être mise hors-service jusqu’à ce que le problème soit corrigé.

A.3.4 Verrerie de mesure volumétrique

Aucun étalonnage des tubes cylindriques de sédimentation n’est exigé pour la réalisation de la méthode au densimètre. Toutefois, pour l’essai à la pipette, le volume du tube cylindrique de sédimentation doit être contrôlé lors de la première utilisation puis à des intervalles ne dépassant pas 5 ans. Les contrôles doivent être réalisés en pesant le volume d’eau distillée désaérée nécessaire pour remplir le tube cylindrique jusqu’au repère, corrigé de la température selon l’ISO 4788.

Les pipettes utilisées pour les essais de sédimentation doivent être étalonnées au moins une fois par an. Celles-ci doivent être étalonnées afin de s’assurer que leur volume est connu avec une exactitude de 0,01 %. La pipette, et en particulier l’état de la pointe de distribution, doit faire l’objet d’un contrôle visuel en cherchant à identifier les détériorations avant chaque série d’essais.

A.3.5 Chronomètres

Les dispositifs de chronométrage, tels que les horloges et les chronomètres, doivent être contrôlés au moins une fois par an et l’exactitude doit être de 1 s par 600 s de durée enregistrée.


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A.3.6 Boîtes de division d’échantillon

Des boîtes de division de dimension appropriée doivent être disponibles pour subdiviser les échantillons, et doivent faire l’objet d’un contrôle visuel avant chaque utilisation. En cas d’usure excessive ou de détérioration évidente, la boîte de division doit être remplacée.

A.3.7 Bain-marie

Les bains-marie à température constante doivent être contrôlés au moins une fois par an à l’aide d’un thermomètre à immersion étalonné en au moins cinq endroits de la zone de travail du bain et en observant la température lorsque celle-ci est stable. Lesdites cinq températures mesurées doivent toutes se situer dans une plage de 3 °C.

A.3.8 Tamis de contrôle

Les tamis d’essai à trou carré en plaque perforé selon l’ISO 3310-2 doivent avoir une taille d’ouverture d’au minimum 4 mm. Les tamis d’essai en fil tissé selon l’ISO 3310-1 doivent avoir une taille d’ouverture inférieure à 4 mm.

Chaque tamis doit être identifié séparément. Les tamis doivent être contrôlés selon les procédures suivantes.

A.3.8.1 Contrôles visuels

Tous les tamis doivent être contrôlés par l’opérateur avant chaque utilisation. Les contrôles visuels doivent permettre d’identifier toute détérioration ou obstruction susceptible d’affecter la performance du tamis. En cas de doute, une mesure ou un contrôle de la performance doit être réalisé avant utilisation.

Les tamis de contrôle qui échouent au contrôle visuel doivent être clairement marqués comme tel et être mis à l’écart ou utilisés comme tamis de protection si nécessaire.

A.3.8.2 Tamis de contrôle en plaque perforée

Les ouvertures des tamis de contrôle en plaque perforée doivent faire l’objet d’une mesure selon l’ISO 3310-2 au moins une fois tous les 2 ans.

Il est également possible d’utiliser des méthodes d’examen optiques.

A.3.8.3 Tamisdecontrôleentoiledefilsmétalliquestissés

A.3.8.3.1 Les ouvertures des tamis de contrôle en toile de fils tissés doivent être soit mesurées selon l’ISO 3310-1 au moins une fois par an, soit les tamis doivent être soumis à un contrôle de performance à des intervalles réguliers, en fonction de l’utilisation, au moyen de l’une des méthodes spécifiées ci-dessous.

Il est également possible d’utiliser d’autres méthodes d’examen optiques.

A.3.8.3.2 Un échantillon de contrôle de performance, consistant en particules arrondies ou sub-arrondies, doit être préparé pour chaque taille de tamis (d) devant être vérifiée. L’échantillon de contrôle de performance doit être de calibre uniforme et doit se conformer au Tableau A.1. L’exigence relative à la taille de tamis de contrôle 0,5 d ne s’appliquent pas si 0,5 d est inférieur à 0,063 mm.


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Tableau A.1 — Calibre de l’échantillon de contrôle de performance pour tamis de contrôle dont la taille d’ouverture est d

Taille des ouvertures du tamis de contrôle d Pourcentage de passantTaille la plus proche supérieure à 2 d 100

d 40 à 600,5 d ou la taille la plus proche inférieure à 0,5 d

si 0,5 d n’est pas une taille effectivement présente dans la série

0 à 5

A.3.8.3.3 La masse de l’échantillon de contrôle de la performance doit être choisie de sorte à ne pas être inférieure à 50 % mais ne pas être supérieure à 100 % de la masse maximale retenue spécifiée dans le Tableau 2.

A.3.8.3.4 Un tamis de référence de taille d’ouverture identique doit être associé à chaque taille de tamis de travail. Le tamis de référence ne doit pas avoir été déjà utilisé dans un autre but et doit exclusivement servir à cet usage jusqu’à ce qu’il soit nécessaire de le remplacer. Ce qui doit intervenir après 200 utilisations.

A.3.8.3.5 La procédure de contrôle de la performance doit être réalisée avant la première utilisation du tamis de travail. Des contrôles de performance doivent également être réalisés à des intervalles ne dépassant pas 3 mois, sauf si le tamis est utilisé de manière peu fréquente, auquel cas il est acceptable de réaliser les contrôles de performance toutes les 200 utilisations. Cet intervalle de contrôle de la performance peut par la suite être étendu si le laboratoire dispose d’enregistrements suffisants indiquant que les taux de détérioration se situent dans les limites spécifiées.

NOTE La procédure de contrôle de la performance établit la différence entre un tamis de contrôle neuf et un tamis de référence. La procédure suit le taux d’usure du tamis de contrôle avec une exactitude qui est cohérente avec les tolérances de fabrication du tamis de contrôle et les essais réalisés avec. La détérioration des tamis dépend fortement de la manière dont ils sont utilisés et du caractère abrasif du matériau objet de l’essai.

A.3.8.3.6 La procédure de contrôle consiste à tamiser à sec un échantillon de contrôle de la performance, successivement sur le tamis de référence et sur le tamis de travail, selon des méthodes identiques, jusqu’à atteindre le point final défini en 5.2.3.5 de la présente procédure.

A.3.8.3.7 Si le pourcentage massique qui traverse le tamis de référence diffère du pourcentage massique qui traverse le tamis de travail de plus de 5 %, le tamis de travail échoue au contrôle et doit être remplacé.

A.3.8.3.8 Les tamis de contrôle qui échouent aux contrôles de mesure ou de la performance doivent être clairement marqués comme tel et ne doivent plus être utilisés pour cette méthode d’essai.

A.3.9 Densimètre et étalonnages d’essai et corrections associés

A.3.9.1 Étalonnage du volume

Il convient de peser le densimètre à 0,1 g près et de noter la masse et le volume du densimètre en ml (Vh).

A.3.9.2 Étalonnage de l’échelle

Sur le tube cylindrique de sédimentation, la distance entre la marque de 100 ml et la marque de 1 000 ml doit être mesurée à 1 mm près (L). Dans le cas d’un tube cylindrique comportant uniquement une marque à 1 000 ml, déterminer le niveau des 100 ml en mesurant et en introduisant 100 ml (ou 100 g) d’eau.


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Les distances entre la marque d’étalonnage la plus basse sur la tige du densimètre, et chaque marque principale d’étalonnage doivent être mesurées Rh (di).

La distance doit être mesurée entre le col du bulbe et la marque d’étalonnage la plus basse (N).

La distance, H, correspondant à chacune des valeurs, Rh, doit être calculée en additionnant les distances mesurées ci-dessus (N + d1, N + d2, etc.).

La distance entre le col du bulbe et sa base (h) doit être mesurée.

La procédure ci-dessus repose sur l’hypothèse que le bulbe utilisé est symétrique et que sont barycentre se situe à h/2 sous le col du bulbe. Si le bulbe est asymétrique, il convient d’en déterminer le barycentre. Dans ce cas, il convient de remplacer h par deux fois la distance entre le col et le barycentre du bulbe.

La profondeur effective Hr doit être calculée, pour chaque marque principale d’étalonnage, à l’aide de la Formule (A.1):

H H hV

Lr

h= + −0,5( )900

(A.1)

où

H est la distance entre le col du bulbe et la graduation Rh (mm);

h est la longueur du bulbe (mm);

Vh est le volume du bulbe (ml);

L est la distance entre les marques de l’échelle 100 ml et 1 000 ml sur le tube cylindrique de sédimentation (mm).

La relation, Hr = f(Rh), doit être déterminée et utilisée pour calculer la profondeur effective de la suspension, Hr, pour chaque valeur mesurée avec le densimètre, Rh.

A.3.9.3 Correction due au ménisque

Insérer le densimètre dans un tube cylindrique de sédimentation contenant environ 800 ml d’eau.

En commençant à observer au-dessous du plan de la surface du liquide, positionner l’œil de sorte que la surface, qui apparaît comme une ellipse, prenne l’aspect d’une ligne droite; déterminer alors le point où cette ligne coupe l’échelle du densimètre.

En commençant à observer au-dessus du plan de la surface du liquide, déterminer le point où la limite supérieure du ménisque coupe l’échelle du densimètre.

La différence entre ces deux lectures correspond à la correction due au ménisque Cm.

A.3.9.4 Correction due à l’agent dispersant

La correction due à l’agent dispersant est incluse dans les calculs en utilisant R'0

(voir 6.2.6).

A.3.9.5 Tube cylindrique de sédimentation

Il convient que chaque distance L entre la marque de 100 ml et celle de 1 000 ml soit telle que:

0,99 Lr < L < 1,01 Lr (A.2)

où


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Lr est une distance moyenne L, correspondant par exemple à un volume de référence du liquide dans le cylindre gradué.

A.3.10 Pipette de prélèvement

A.3.10.1 Si la configuration de la pipette utilisée est celle de la Figure 1, la procédure suivante s’applique. Si un agencement différent est utilisé pour la pipette, il peut être nécessaire d’utiliser une procédure adaptée.

A.3.10.2 Nettoyer soigneusement la pipette de prélèvement, la sécher et en immerger la pointe dans de l’eau distillée. Fermer le robinet 2 et ouvrir le robinet 5 vers la pipette 7 (voir la Figure 1 de procédure d’essai).

A.3.10.3 À l’aide d’une poire à pipetter, aspirer de l’eau dans la pipette jusqu’à ce qu’elle dépasse le niveau du robinet 5. Fermer le robinet 5 et sortir la pipette de l’eau. Ouvrir le robinet 5 pour évacuer l’excès d’eau aspiré dans la cavité qui se trouve au-dessus du robinet 5 par le tube d’évacuation 6.

A.3.10.4 Vider l’eau contenue dans la pipette et le robinet 5 dans un flacon de pesée en verre de masse connue et déterminer cette masse d’eau. À partir de cette masse, calculer le volume interne Vp (ml), de la pipette et du robinet, à 0,05 ml près.

A.3.10.5 Effectuer trois déterminations du volume comme ci-dessus et calculer la moyenne Vp (en ml).


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Légende1 Échelle des densités relatives sur le densimètre2 Rh équivalent3 Marques principales d’étalonnage4 Marque d’étalonnage la plus basse5 Col du bulbe6 Barycentre du bulbe

Figure A.1 — Exemple d’étalonnage de l’échelle du densimètre


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Annexe B (informative)

Pré-traitement des échantillons

B.1 Pré-traitement des substances organiques

La matière organique peut être éliminée en utilisant du peroxyde d’hydrogène selon la procédure suivante.

a) Peser l’éprouvette et en déterminer la teneur en eau selon l’ISO 17892-1.

b) Placer l’éprouvette dans un erlenmeyer et ajouter 150 ml de peroxyde d’hydrogène (voir 4.5.4) par portions de 20 ml maximum, en laissant s’éteindre l’éventuelle réaction violente initiale avant d’ajouter la portion suivante. Si la teneur en substances organiques de l’éprouvette est importante, une quantité plus importante de peroxyde d’hydrogène peut être nécessaire.

c) Agiter le mélange, le couvrir et le laisser reposer une nuit à température ambiante. Chauffer doucement le mélange, en l’agitant de temps en temps, puis réduire le volume total à environ 50 ml par évaporation en le portant à ébullition.

d) Séparer le sol à l’aide d’un appareil approprié, comme une centrifugeuse, et le sécher.

e) Les quantités indiquées ci-dessus peuvent être adaptées pour traiter des éprouvettes plus grandes.

B.2 Pré-traitement des matières carbonatées

Les carbonates peuvent être éliminés par le même processus que celui utilisé pour la matière organique, mais en utilisant de l’acide chlorhydrique comme réactif (voir 4.5.5) à la place du peroxyde d’hydrogène.


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Bibliographie

[1] NF EN 1997-1, Eurocode 7 — Calcul géotechnique — Partie 1: Règles générales

[2] NF EN 1997-2, Eurocode 7 — Calcul géotechnique — Partie 2: Reconnaissance et essais pour les sols

[3] DIN ISSMGE, eds. Recommendations of the ISSMGE for geotechnical laboratory testing (en anglais, allemand et français — recommandations de la SIMSG pour les essais géotechniques en laboratoire). Beuth Verlag, Berlin


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Projet de PNM ISO 17892-4 Norme Marocaine IC 2019 · Cette première édition annule et remplace la...

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