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L’analyse granulométrique par tamisage à sec après lavage
L’analyse granulométrique par tamisage à sec après lavage est réservée pour les gains dont la taille est supérieure à 0,08 mm. Elle permet de déterminer la répartition des grains suivant leurs dimensions. Nous avons effectué cette analyse conformément à la norme NF P 94- 056 (mars 1996), sur les sables blanchâtres et grisâtres. Pour ce genre d’analyse, les termes à retenir sont:
granularité, distribution des grains;
refus sur un tamis, matériau qui est retenu sur le tamis;
R, différents refus cumulés ;
tamisat (ou passant), matériau qui passe à travers le tamis;
courbe granulométrique, représentation graphique du pourcentage des tamisats cumulés.
Le principe de l’essai
L’essai consiste à fractionner au moyen d’une série de tamis un matériau en plusieurs classes granulaires de tailles décroissantes : 1mm, 0,5mm, 0,2mm, 0,1mm, 0,08mm (tableau III). Les dimensions des mailles et le nombre de tamis sont choisis en fonction de la nature de l’échantillon et la précision attendue.
Le déroulement de l’essai
Opérations préliminaires: préparation et assemblage du moule
Pour effectuer l’essai de compressibilité à l’œdomètre, il faut au préalable :
o mesurer la teneur en eau ω du sol à tester ;
o mesurer le poids volumique solide ɣd du sol à tester (densimètre ou pycnomètre) ;
o mesurer le volume V de l’échantillon (sa hauteur initiale Ho ainsi que le diamètre de la cellule). Il faut assembler ensuite le moule avec l’échantillon de matériau scellé dans la trousse coupante de la cellule œdométrique.
Essai de compression
Le chargement est généralement effectué de telle sorte que: σi+1 =2σi. Nous adoptons, par exemple, le cycle de contraintes suivantes : σi: 25, 50, 100, 200, 400, 800, 200 et 50 KPa (σ est obtenue en divisant l’effort axial appliqué N par la section transversale S de l’éprouvette). Nous appliquons sans choc une première charge sur le plateau (dispositif de suspension des poids), puis nous notons l’indication du comparateur au bout de 15 sec, 30sec, 1min, 2min, 4min, 15min, 3Omin, 1h, 2h, etc. Lorsque le tassement est stabilisé, nous appliquons sans choc la charge suivante sur le plateau, sans pourtant le décharger.
L’identification géotechnique
L’essai de détermination de la teneur en eau pondérale
La réalisation de cet essai nous a permis d’apprécier l’état hydrique des échantillons de matériaux prélevés dans les sondages. Selon la nature des échantillons de matériaux, les valeurs de teneur en eau pondérale sont faibles (1,25%) dans les sables blanchâtres, moyennes (19,09 à 19,35%) dans les sables grisâtres et marrons (tableau II).
L’analyse granulométrique par tamisage à sec après lavage
La granulométrie nous a permis de déterminer la répartition en poids des grains suivant leurs dimensions. Les alluvions sablonneuses sont dépourvues d’éléments supérieurs à 1mm. Le pourcentage de fines (particules inférieures à 0,08mm) est faible, il se situe entre 0,9% et 4,3%(tableau III).
La détermination des limites d’Atterberg
La détermination des limites d’Atterberg des différents échantillons de matériaux nous a permis d’apprécier la plasticité des alluvions sablonneuses (tableau IV). Les sables grisâtres et blanchâtres ainsi que les sables marrons ont sensiblement la même valeur de limite de liquidité WL, à savoir 52,48%. La valeur de la limite de plasticité Wp est en moyenne égale à 27,30% aussi bien pour les sables grisâtres et blanchâtres que pour les sables marrons.
L’indice de plasticité Ip est la différence entre la limite de liquidité et la limite de plasticité. Ip est égal en moyenne à 25,18% ; les alluvions sablonneuses sont donc plastiques (15 ˂ Ip ˂ 40).
La caractérisation géotechnique
Les puits manuels et les mesures piézométriques
Les différents puits manuels réalisés nous ont permis de connaître les variations de faciès des terrains jusqu’à 1,8m de profondeur. Trois types de faciès apparaissent: les sables noirâtres [0,0-1,0m], les sables grisâtres [1,2-1,5m] et les sables blanchâtres [1,0-1,8m]. Ces faciès se superposent (tableau I). Les processus d’éboulement et les venues d’eaux précoces (0,7m) constituent les facteurs empêchant de conduire les fouilles à la profondeur exigée (5m).
Les mesures piézométriques nous ont permis de déterminer l’hydrodynamisme de la nappe phréatique. Cette nappe dont le comportement a été apprécié pendant plus de un mois, en saison sèche, comme nous le révèlent les données climatiques en rapport avec la zone d’étude, peut être estimée à environ 13,5m de profondeur, en se référant à la profondeur de foration des trois piézomètres. Nous remarquons que le niveau des plus hautes eaux est estimé à 1,47m, le 20 octobre 2012, à partir du deuxième piézomètre ; le niveau des plus basses eaux est estimé à 2,47m, le 25 septembre 2012, à partir du troisième piézomètre. Ces variations montrent que la nappe phréatique s’est élevée de 1m de hauteur durant cette période. Ceci confirme le caractère subaffleurant de la nappe phréatique en cet endroit.
Les essais de pénétration statique et de pénétration dynamique
L’essai de pénétration statique nous a permis d’apprécier les caractéristiques mécaniques et hydrauliques des terrains en place, jusqu’à11m de profondeur, notamment la résistance en pointe (qc) qui permet de caractériser trois « zones ». Une zone friable (0˂qc˂31,25MPa) marquant le contact entre la paroi de la pointe avec le sol; qc croit progressivement jusqu’à 5,75m de profondeur, en montrant une courbe en « dents de scie » dans les sables graveleux.
Une zone de faible résistance (9,37˂qc˂31,25MPa) indiquant la facilité de la pointe conique à traverser les terrains en place; qc décroit à partir de 6,5m de profondeur dans les sables fins.
Et une zone de forte résistance ((9,37˂qc˂75MPa) marquant la difficulté de la pointe conique à traverser les terrains rencontrés; qc croit considérablement jusqu’à 11m de profondeur, en montrant une courbe « d’allure hyperbolique» dans les sables graveleux. La pression interstitielle (Uo) est très faible (0,1MPa) dans l’ensemble des terrains rencontrés. Les résultats de l’essai de pénétration dynamique montrent que le nombre de coups de battage augmente avec la profondeur (tableau V). Au final, ces essais de pénétration dynamique mettent en évidence les variations de la compacité et la résistance des alluvions sablonneuses avec la profondeur.
Les essais Proctor Modifié et l’essai de compressibilité à l’œdomètre
Les résultats fournis par l’essai Proctor Modifié nous ont permis de ressortir les caractéristiques de compactage des sols utilisés à partir d’une courbe appelée courbe Proctor.
En considérant l’ensemble de matériaux étudiés, nous remarquons que les sables grisâtres et les sable marrons présentent des valeurs identiques à l’optimum Proctor Modifié : la masse volumique sèche maximum et la teneur en eau optimum sont respectivement de 2,015t/m3 et 9,00%(tableau VI). Les sables fins blanchâtres et les sables noirâtres ont sensiblement la même aptitude au compactage.
Les résultats de l’essai de compressibilité à l’œdomètre permettent de calculer ultérieurement le tassement et la durée du tassement des alluvions sablonneuses chargées. L’indice des vides intial(ei) des sables marrons est dans le même ordre grandeur que celui des sables grisâtres. Il en est de même pour l’indice des vides du sol en place (e0) (tableau VII). La contrainte verticale effective (σ’VO) et la pression de préconsolidation (σ’p) appliquée aux sables grisâtres sont nettement supérieures à celles des sables marrons.
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