Caractérisation géotechnique des graveleux latéritiques de l’emprunt de Keur Samba KANE pour leur utilisation en construction routière

Caractérisation géotechnique des graveleux
latéritiques de l’emprunt de Keur Samba KANE
pour leur utilisation en construction routière

GÉNÉRALITÉS SUR LES STRUCTURES DE CHAUSSÉES ROUTIÈRES

 Une chaussée routière est une structure plane et imperméable. Sa conception doit garantir l’écoulement du trafic dans de bonnes conditions de sécurité et de confort pour les usagers. La période de service ou durée de vie est fixée au stade de l’élaboration du projet. Elle est de quinze ou vingt ans pour les routes et atteint trente ans pour les autoroutes. La structure d’une chaussée comprend deux grandes parties qui sont la plate-forme et le corps de chaussée (figure 9).  Plate-forme La plate-forme ou sol-support de la chaussée résulte des travaux de terrassements généraux nécessaires à la construction du corps de chaussée. Le sol-support est soit le terrain naturelaprès décapage de la terre végétale-soit le sol du fond d’une tranchée après déblaiement ou le sol d’un remblai. La plate-forme permet de niveler le terrain pour la construction du corps de chaussée. Elle doit présenter une surface plane apte à supporter la circulation des engins durant les travaux. Lorsque la portance de la plate-forme est faible (indice portant CBR inférieur à 15), le terrain naturel peut être amélioré par un traitement aux liants hydrauliques (chaux, ciment…) ou par la mise en place d’une couche de forme (sable, graveleux latéritiques) de 15 à 30 cm d’épaisseur (CEBTP, 1984).  Corps de chaussée Il est formé par l’ensemble des couches reposant sur la plate-forme : les couches de fondation et de base qui constituent la couche d’assise, l’enduit d’imprégnation, la couche de liaison et la couche de roulement qui composent la couche de surface. La couche de fondation est disposée sur la couche de forme ou sur la plate-forme. Elle permet d’assurer une répartition homogène des contraintes sur la couche de forme ou sur la plateforme. Au Sénégal, la couche de fondation est souvent réalisée en graveleux latéritiques d’indice CBR (à 95 % de l’OPM) compris entre 30 et 60 (CEBTP, 1984) La couche de base est soumise à des contraintes verticales de compression plus élevées que dans la couche de fondation, ainsi qu’aux efforts de cisaillement qui sont d’autant plus élevés que la couche de surface est mince. La couche de base repose directement sur la couche de Amadou KA Mémoire de Master 2 Caractérisation géotechnique des graveleux latéritiques de Keur Samba Kane Page 15 fondation. Elle offre une couche rigide pour le compactage de la couche de roulement et permet de supporter les charges du trafic transmises par le revêtement. Au Sénégal, l’indice CBR (à 95 % de l’OPM) des graveleux latéritiques utilisés en couche de base doit être supérieur ou égal à 80. Dans le cas contraire, un traitement au ciment s’avère nécessaire avec un dosage de 2 à 3 % ; l’indice CBR (à 95 % de l’OPM) du matériau ainsi traité doit être supérieur ou égal à 160 (CEBTP, 1984). La couche de surface est la couche supérieure de la chaussée. Elle reprend les efforts de cisaillement importants engendrés par la circulation routière. La couche de surface remplit aussi d’autres fonctions telles que la sécurité, le confort des usagers et l’étanchéité. La couche de roulement peut être réalisée en enduit superficiel, en enrobés à chaud (enrobés denses ou béton bitumineux) en sand-asphalt, en béton bitumineux, etc. L’enduit d’imprégnation et la couche d’accrochage permettent d’assurer une bonne adhérence entre la couche de base et la couche de roulement. Au Sénégal, les granulats de basalte de Diack de classes respectives 0/3, 3/8 et 8/16 mm sont souvent utilisés pour réaliser le revêtement. 

IDENTIFICATION DES GRAVELEUX LATERITIQUES DE KEUR SAMBA KANE 

 Les quatre échantillons prélevés (échantillon Est, échantillon Nord, échantillon Ouest, échantillon Sud) et leur mélange ont été soumis, après l’analyse chimique, aux essais d’identification de laboratoire. Il s’agit de l’analyse granulométrique, de la détermination des limites d’Atterberg, la mesure du poids spécifique et l’essai au bleu de méthylène. Le mode opératoire de ces essais géotechniques est décrit par les normes françaises.

ANALYSE CHIMIQUE

Les résultats de l’analyse chimique effectuée sur l’échantillon de graveleux latéritiques de Keur Samba Kane révèlent 74,48 % de silice (SiO2), 6,35 % d’oxydes de fer (Fe2O3), 0,31 % d’alumine (Al2O3) et 0,11 % d’oxyde de manganèse (MnO). D’après Autret (1983) in Fall (1993), le rapport S/R qui est défini en fonction des pourcentages en SiO2, Al2O3 et Fe2O3 a été pendant de longues années utilisé par les agronomes pour apprécier le degré de latérisation des sols latéritiques, avec la classification suivante :  S/R < 1,33 : latérites vraies  1,33 < S/R ≤ 2 : roches latéritiques  S/R > 2 : matériaux non latéritiques. Ce rapport est donné par la relation suivante : 29.05 160102 60 3232 2    Al OFO OS R S e i Cette classification ne fait pas l’unanimité car le rapport S/R classe parmi les latérites le minerai de fer, la bauxite et de nombreux grès ferrugineux selon Ndiaye (2013). Les graveleux latéritiques de Keur Samba Kane sont riches en silice, avec une proportion appréciable d’oxydes de fer et un faible pourcentage d’alumine. Le rapport S/R est égal à 29 Amadou KA Mémoire de Master 2 Caractérisation géotechnique des graveleux latéritiques de Keur Samba Kane Page 17 et est largement supérieur à 2, classant ce sol dans les matériaux non latéritiques. Ce rapport n’est donc pas adapté au sol étudié. 

ANALYSE GRANULOMETRIQUE

 But et principe L’analyse granulométrique par tamisage ou granulométrie (NF P94-056) est une opération consistant à déterminer les pourcentages pondéraux par classes de tailles des particules minérales constituant l’échantillon de matériau. Le tamisage s’effectue à l’aide d’une colonne de tamis normalisés, emboités les uns sur les autres, dont les dimensions sont décroissantes de haut en bas. L’échantillon de graveleux latéritiques est au préalable lavé au tamis de 80 μm fermant la colonne utilisée, puis séché à l’étuve. L’essai est décrit comme suit :  Peser une quantité représentative de matériau sec  Verser l’échantillon dans la colonne de tamis  Agiter la colonne manuellement, puis reprendre un à un les tamis en commençant par celui qui présente la plus grande ouverture  Peser les refus en les cumulant afin de tracer la courbe granulométrique. La courbe granulométrique ainsi tracée permet de déterminer les diamètres D10 (ouverture du tamis au travers duquel il passe 10 % du matériau), D30 (ouverture du tamis correspondant au passant de 30 %) et D60 (ouverture du tamis correspondant au passant de 60 %). Ces diamètres permettent de calculer le coefficient d’uniformité (Cu) et le coefficient de courbure (Cc) de Hazen : Cu=D60 /D10 et Cc =(D30) 2 /D10×D60. Pour Cu ˂ 2 : la granularité est uniforme ou serrée Pour Cu ≥ 2 : la granularité est continue ou étalée Pour Cu ≥ 4 et 1 ≤ Cc ˂ 3 : le sol est bien gradué