ESSAI LOS ANGELES

ESSAI Labo LOS ANGELES


1-      But de l’essai
L’essai Los Angeles permet de déterminer la résistance à la fragmentation par chocs des éléments d’un échantillon de granulats

2-      Domaine d’application
Cet essai s’applique aux granulats d’origine naturelle ou artificielle utilisés dans les travaux de Génie-Civil.

3-      Appareillage
·        Un jeu de tamis de dimension convenable, leur diamètre ne devra pas être inférieur  à 250 mm
·        Matériel nécessaire pour effectuer l’échantillonnage du matériau et une analyse granulométrique par tamisage
·        Une machine Los Angeles comprenant
* Des charges de boulets (constituées de boules sphériques pesant entre 420 et 445 g en acier Z 30C (Ø = 47 mm ± 1 mm)
* Un moteur d’au moins 0,75kw assurant au tambour de la machine une vitesse de rotation régulière comprise entre 30 et 33 tours / mm
* Un bac destiné à recueillir les matériaux après essai
* Un compte tour de type relatif arrêtant automatiquement le moteur au nombre de tours voulus.

4-      Durée de l’essai : 02 jours

5-      Mode opératoire
-         La quantité envoyée au laboratoire sera au moins égale à 15000g
-         Tamiser l’échantillon à sec sur chacun des tamis de la classe granulaire choisie en commençant par le tamis le plus grand
-         Laver le matériau tamisé et le sécher à 105°C jusqu’à l’obtention de la masse constante.
-         La charge utilisée sera fonction de la classe granulaire

Classe granulaire (mm)
Nombre de boulets
4 / 6,3
7
6,3 / 10
9
10 / 14
11
10 / 25
11
16 / 31,5
12
25 /  50
12

-         Replacer le couvercle
-         Faire effectuer à la machine 500 rotations sauf pour la classe 25 / 50 où l’on effectue 1000 rotations à une machine régulière comprise entre 30 et 33 tours / mm
-         Recueillir le granulat dans un bac placé sous l’appareil, en ayant soin d’amener l’ouverture juste au dessus de ce bac sur le tamis de 1,6 mm, le matériau étant pris plusieurs fois afin de faciliter l’opération
-         Laver le refus au tamis de 1,6 mm. Egoutter et sécher à l’étuve à 105°C jusqu’à masse constant
-         Peser le refus une fois séché. Soit m’ le résultat de la pesée

6-      Calculs
Le coefficient Los Angeles est par définition, le rapport 
100
M

5000



Où m = 5000 – m’est la masse sèche de la fraction du matériau passant après au tamis de 1,6 mm en gramme
LA  =
100 (5000 – m’)

5000
Le résultat sera arrondi à l’unité.

EQUIVALENT DE SABLE

EQUIVALENT DE SABLE

1-      But de l’essai
Cet essai qui s’effectue sur la fraction de sol ou de granulat passant, au tamis à mailles carrés de 5 mm, est réalisé pour déterminer le degré de pollution d’un sol ou d’un sable.

2-      Domaine d’application
Cet essai s’applique dans des nombreux domaines, notamment
·        Le choix et contrôle des sols utilisables en stabilisation mécanique
·        Contrôle des sols utilisés en stabilisation chimique
·        Choix et contrôle des granulats pour les enrobés hydrocarbonés

3-      Appareillage
·        1 tamis de 5 mm d’ouverture de mailles avec fond
·        1 échantillon de 5 mm d’ouverture
·        1 spatule et cuillère
·        1 entonnoir à large ouverture pour faire passer l’échantillon dans l’éprouvette cylindrique
·        6 récipients de pesée en alliage léger pouvant recevoir environ 200 cm3
·        1 balance précise au gramme, de portée au moins égale à 250g
·        1 chronomètre gradué en °C
·        1 réglet de 500 mm, gradué en mm
·        1 goupillon à pal doux pour le nettoyage des éprouvettes
  •    des bacs pour tamisage

·        des éprouvettes cylindriques
·        1 tube laveur
·        1 tube caoutchouc
·        1 piston lare
·        1 machine d’agitation


        Sable                                      100                 
        Sable propre pour béton                     > 80
        Grave pour couche de base                > 35 à 40
        Grave pour couche de fondation       >30 à 35
        Sable argileux                                    < 35
        Argile                                                     0

 

4-      Durée de l’essai : 02 jours

5-      Mode opératoire
-         On verse dans une cylindrique jusqu’au trait repère inférieur, une solution lavante.
-         Introduire dans l’éprouvette une masse sèche de 120g ± 1g de matériau à l’aide de l’entonnoir
-         Frapper fortement à plusieurs reprises la base de l’éprouvette sur la paume de la main par déloger les bulles d’air et favoriser le mouillage de l’échantillon
-         Laisser reposer 10mm
-         Boucher l’éprouvette à l’aide du bouchon de caoutchouc
-         Fixer l’éprouvette sur la machine d’agitation
-         Faire subir à l’éprouvette 90 cycles ± 1 cycle en 30s ± 1s
-         Remettre l’éprouvette en position verticale sur la table d’essais
-         Oter le bouchon de caoutchouc et le rincer au-dessus de l’éprouvette avec la solution lavante.
* En descendant le tube laveur dans l’éprouvette
-         Rincer les parois de l’éprouvette avec la solution lavante
-         Puis enfoncer le tube jusqu’au fond de l’éprouvette
-         Puis laver le sable pour faire remonter les éléments argileux tout en maintenant l’éprouvette en position verticale
* L’éprouvette étant soumise à un lent mouvement de rotation, remonter lentement et régulièrement le tube laveur. Lorsque le niveau du liquide atteint le trait repère supérieur
* Relever le tube laveur de façon à ce que le niveau du liquide se maintienne à hauteur de trait repère.
* Arrêter l’écoulement dès la sortie du tube laveur.
-         Laisser reposer sans perturbation pendant 20 mn ± 10s
Au bout de 20 mn
-         Mesurer à l’aide du réglet la hauteur h1 au niveau supérieur du floculat par rapport au fond de l’éprouvette
-         Mesurer également, si possible, la hauteur h2 du niveau supérieur de la partie sédimentée par rapport au fond de l’éprouvette.
* Les hauteurs h1 et h2 sont arrondies au millimètre le plus voisin
* Descendre doucement le piston taré dans l’éprouvette jusqu’à ce qu’il repose sur le sédiment. Pendant cette opération, le manchon coulissant prend appuie sur l’éprouvette
* Lorsque l’embase du piston repose sur le sédiment, bloquer le manchon coulissant sur la tige du piston. Introduire le réglet dans l’encoche du manchon, faire venir buter le zéro contre la face inférieure de la tête du piston.
* Lire la hauteur du sédiment h2 au niveau de la face supérieure du manchon. Arrondir la hauteur h2 au millimètre le plus voisin. Noter la température du contenu de l’éprouvette au degré le plus voisin
-         Refaire les mêmes opérations

6-      Calculs
L’équivalent de sable d’une prise d’essai d’un échantillon est par définition mesuré au piston et donné par la formule :

E=
h2
 x 100
h1
L’équivalent de sable visuel est, dans les mêmes conditions, donné par la formule :
ESV  =
h’2
 x 100
h1
On a toujours Es < ESV
Les résultats sont donnés avec une décimale
La détermination portant sur deux prises d’essais par échantillon, l’équivalent de sable ES ou ESV d’un échantillon est la moyenne des équivalents de sable déterminés sur les deux prises d’essais


La valeur de la moyenne est arrondie à l’entier le plus voisin.

ESSAI CBR

But de l’essai  CBR

Détermination de la portance du sol donné, il s’agit en fait de comparer la portance du sol que l’on est entrain de tester à la portance d’un sol standard de l’état de Californie aux Etats Unis.

2- Domaine d’application du CBR

Géotechnique routière – dimensionnement de chaussées

MICRO - DEVAL

Essai Micro Deval

1-      But de l’essai
L’essai Micro Deval permet de mesurer la résistance à l’usure des roches. Cette résistance à l’usure pour certaines roches n’est pas la même à sec ou en présence d’eau.

2-      Domaines d’application de l'essai micro deval
Le présent essai s’applique aux granulats utilisées dans les travaux publics.

ESSAI A LA PLAQUE

ESSAI A LA PLAQUE

1-      But de l’essai
L’essai consiste à mesurer à l’aide d’un appareillage défini. Le déplacement vertical du point de la surface du sol situé à l’aplomb du centre de gravité d’une plaque rigide chargé. Ce déplacement est appelé déflexion (W).

MESURE DU COEFFICIENT D’APLATISSEMENT

MESURE DU COEFFICIENT D’APLATISSEMENT

1-      But de l’essai
La détermination du coefficient d’aplatissement d’un échantillon de granulats dont les dimensions sont comprises entre 4 et 40 mm.

2-      Domaine d’aplatissement
Le présent coefficient s’applique aux granulats d’origine naturelle ou artificielle, utilisés dans le domaine des travaux publics.

ESSAI DE FRAGMENTATION DYNAMIQUE

L’essai de fragmentation dynamique

1-      But de l’essai
L’essai consiste à mesurer la quantité d’éléments inférieurs à 1,6 mm produit en soumettant le matériau aux chocs d’une masse normalisée

2-      Domaine d’application
Cet essai s’applique aux granulats d’origine naturelle ou artificielle (à l’exclusion des granulats légers) utilisés dans les travaux publics.

ESSAI CBR

1 But de l’essai CBR

Détermination de la portance du sol donné, il s’agit en fait de comparer la portance du sol que l’on est entrain de tester à la portance d’un sol standard de l’état de Californie aux Etats Unis.

2- Domaine d’application

Géotechnique routière – dimensionnement de chaussées

3- Appareillage
3 moules standard CBR
Disques d’espacement de 151mm de diamètre et 25,5mm d’épaisseur
1 dame proctor modifié constituée par un mouton de 4,530kg et la hauteur de chute de 457mm actionnée manuellement ou mécaniquement.
Des disques de surcharge annulaire en plomb de 2,265kg en deux parties de diamètre extérieur de 150mm de diamètre inférieur de 27mm.
1 appareil de mesure de gonflement comprenant un trépied pouvant s’adapter sur la face supérieur de moule comparateur à 0,01mm et de 25mm de course ; un disque plat et perforé de diamètre légèrement inférieur à celui du moule et muni en son centre une tige à touche réglable.
1 piston cylindrique ayant une section de 19,6cm2 et approximativement 200mm de long.
1 presse hydraulique de 60kn pouvant assurer une vitesse de poinçonnement de 1,27 mm / minute.
Des anneaux de 30kn et 60kn.
Des bacs de contenance de 35kg environ
Pelle à main, truelles, mains métalliques, pinceau
Eprouvette graduées de 250cm3 et 500cm3 par la mesure de la quantité d’eau d’humidification.
Les lares pour pèse de teneur en eau
1 balance de portée maximale de 30kg précise à 5g
1 balance de précision d’une portée maximale de 2kg précise à 0,01g
1 étuve ventilée réglable à 105°C et 60°C
des disques de papier filtre correspondant aux côtés  moule CBR
Couteau maillet, burin, marteau, plane à araser.
1 chronomètre.
1 cadencemètre (indicateur de cadence)

Durée de l’essai : 07 jours

Mode opératoire

a) Préparation des échantillons
L’essai sera réalisé à la teneur en eau optimale déterminée par l’essai Proctor modifié. De ce fait il conviendra de préparer le matériau de la même manière que pour l’essai Proctor à savoir :
Le matériau sera séché à l’air ou à l’étuve à 60°C maximum ; on se contentera d’un desséchage partiel suffisant sans être excessif.
Suffisant pour se déplacer nettement côté sec de la courbe proctor et pour permettre lors du tamisage des éléments supérieur à 20mm une séparation de ces élément sans entraînement des particules fines.
Sans être excessif pour ne pas éliminer l’eau absorbée qui ne serait pas un peu reconstituée lors de l’opération de mouillage.
Après avoir éliminer par tamisage les éléments supérieurs à 20mm, le matériau sera pulvérisé ; on écrase les mottes de terre en veillant à ne pas briser les graviers.
On devra réaliser 3 moulages à 3 énergies de compactage différentes, il faut donc prévoir au moins 3 x 5,5kg de matériau écrêté à 20mm.

La connaissance de la teneur en eau du matériau en cours de préparation est nécessaire. Ensuite par calcul on déterminera la quantité d’eau

Proctor modifié
Soit P un poids de matériau en cours de préparation à une teneur en eau W1
Soit E la quantité d’eau à jouter au matériau pour atteindre la teneur en eau W2 (teneur en eau optimale Proctor modifié)

E =

En mettant P en facteur il en vient :

E = P

Ce matériau sera mouillé en malaxant soigneusement pour homogénéisation, il sera ensuite conservé jusqu’au lendemain dans des sacs étanches pour assurer une bonne humidification. L’opération de compactage  n’ayant lieu que le lendemain il est possible de vérifier avec précision la teneur en eau. L’essai ne sera réalisé que si le matériau est effectivement à la bonne teneur en eau avec une précision de ± 0,2%
Si le matériau est légèrement trop humide, on devra le laisser aérer en l’homogénéisant soigneusement.
Si cette ultime correction consiste en un léger apport d’eau, avec  peu d’expérience, le risque d’erreur n’étant pas grand, on pourra commencer sans retard l’essai une dernière vérification de la teneur en eau pouvant être effectuée à posteriori.
Par contre si cette ultime correction consiste à laisser sécher le matériau, même légèrement vérifié la teneur en eau avec précision.
 b) Compactage et imbibition
On prépare d’abord le moule, il faut veiller à ce qu’il soit propre et en bon état. On pèse le tout à 5g près, puis on place le disque d’espacement.
On introduit ensuite le matériau selon le processus de l’essai proctor modifié en 5 couches successives d’égales épaisseur qui seront chacune compactée avec la même dame proctor modifié selon les énergies de compactage différentes qui sont en général 10, 25 et 55 coups par couche. Le but étant d’obtenir 3 moulages ayant compacité nettement différentes (ces compacités étant en principe et de façon très approximative respectivement de l’ordre de 90%, 95% et 100% de la densité sèche maximale du proctor modifié).
Une fois le compactage terminé, la hausse, dernière couche doit dépasser le moule d’environ 1 cm. On arase soigneusement puis on enlève le fond que l’on veut fixer sur la face supérieure du moule après avoir placé un papier filtre à la surface de l’échantillon, on retournera le moule, on retirera le disque d’espacement puis après avoir également placé un papier filtre sur cette face, on pèse le tout à 5 g près.
Si le sol doit être essayé sans imbibition on procède immédiatement au poinçonnement. Sinon on place le disque perforé de gonflement à la surface de l’échantillon puis on dispose une charge annulaire sur le disque. Cette charge ne doit jamais être inférieure à 4,530kg. Elle sera constituée par deux disques annulaires de 2,265kg. Le moule ainsi chargé est placé sur des cales dans un bac à saturation rempli d’eau de telle façon que l’eau arrive librement par dessous et par dessus l’échantillon
Ensuite on place le trépied porte comparateur en s’assurant que les pieds portent bien sur les bords du moule. On fixe le comparateur au trépied. On règle la hauteur de la tige du plateau de gonflement de façon que le palpeur du comparateur vienne reposer sur l’extrémité de cette tige. On note alors la lecture du comparateur (lecture initiale).
On laisse le moule à imbibition normale pendant 04 jours dans l’eau.
Le délai écoulé, on note le gonflement lu au comparateur et on sert la dizaine de minutes puis après avoir enlevé les surcharge et le plateau de gonflement on le porte sous la presse de poinçonnement.
Dans le cas d’une imbibition complète on laisse le moule à imbiber dans l’eau le temps nécessaire pour qu’il n’y ait plus de gonflement du sol. Ce temps étant parfois supérieur à quatre jours, on admettra qu’il y a plus de gonflement quant deux lectures espacées de 24h montreront une variation inférieure à trois centièmes de millimètres.

c) Poinçonnement
Le moule est placé sur le plateau de la presse et centré de telle façon que le piston de poinçonnement soit bien dans le prolongement de l’axe du moule.
La tête du piston est amenée en contact avec la surface de l’échantillon en faisant monter le plateau de la presse. On remet alors les surcharges annulaires. La mise en place du piston de poinçonnement est achevé en manœuvrant lentement le volant de la presse jusqu’au moment où l’aiguille du comparateur de l’anneau dynamométrie commence à bouger. A ce moment le piston est bien en contact avec la surface de l’échantillon.
On fixe alors un comparateur au 1/100 de millimètre derrière le cadran de l’indicateur, de cadence – comparateur qui coulisse le long d’une tige verticale solidaire du bâti de la presse est fixé de telle façon que la pointe du palpeur du comparateur vienne reposer sur le bord du moule. Le comparateur est amené à zéro, puis l’indicateur de la cadence mis en marche.
L’opérateur se met alors au volant de la presse et commence le poinçonnement au moment où le rayon repère de l’indicateur de cadence viennent se superposer à l’aiguille du comparateur, il manœuvre lentement le volant de façon à maintenir en coïncidence l’aiguille du comparateur et le rayon repère. En procédant de cette façon de poinçonnement s’effectue avec la vitesse constante normalisée (soit 1,27mm / minute)
Au cours de l’essai on note les pressions lues sur l’anneau dynamométrique qui correspondent aux enfoncements suivants : 0,2 – 0,4 – 0,6 – 0,8 – 1 – 1,5 – 2 – 2,5 – 3 – 3,5 – 4 – 4,5 – 5 – 5,5 – 6 – 7 – 8 – 9 et 10 mm.
On arrête alors l’essai quand on atteint ce dernier enfoncement.

d) Calculs
A- Caractéristiques physiques
A-1 Détermination de la densité humide (γh) de la teneur en eau (W%) et de la densité sèche (γd) après compactage et avant imbibition.

γh = Poids humide compacté
Volume du moulage

W% =      100 Poids eau
Poids sol sec

γd = γh
100 W%
A-2 Détermination de la compacité du moulage par rapport à la densité sèche maximale (référence proctor modifié)

C% =        100 x γd
γd max

A-3 Détermination de la teneur en eau (W en %) après 4 jours d’imbibition.
Les échantillons servant à déterminer cette teneur en eau sont prélevés en fin d’essai. Après poinçonnement lors du démoulage on effectue deux prises au-dessous de la surface de chaque côté de l’emprunt de poinçonnement (*)

Remarque (*)
Comme pour l’essai proctor, ---------------------------------------------------------- en eau, doivent être de l’ordre de 150g pour les sols fins et d’au moins 500g pour les sols graveleux.

A-4 Gonflement linéaire (Δ l)
Le gonflement linéaire (Δ l)
 Est la différence de la lecture du comparateur entre le début et la fin de l’imbibition. On détermine le gonflement linéaire relatif en pourcentage de la hauteur (l) de l’échantillon.

G  =        100 x Δ l (avec pour cet essai l = 127 mm)
l

B- Indice portant CBR

Lors du poinçonnement de l’échantillon on note les pressions correspondant aux enfoncements à 0,2 – 0,4 – 0,6 – 0,8 – 1 – 1,5 – 2 – 2,5 – 3 – 3,5 – 4 – 4,5 – 5 – 6 – 7 – 8 – 9 et 10 mm.

On trace alors une feuille de papier millimétrée la courbe de pression en fonction des enfoncements et en porte en abscisse les enfoncements et en ordonnées les pressions.

La courbe ne doit pas présenter d’inflexions à l’origine. Si les premiers points montrent cette anomalie, on rectifie la courbe en traçant la tangente à l’arc construit avec les autres points. Cela conduit à une correction d’origine pour les déformations : la tangente coupant l’abscisse en un Ó qui sera prise comme nouvelle origine pour le calcul de l’indice portant.
* L’indice portant CBR est le rapport exprimé en % de la pression obtenue sur l’échantillon à la pression obtenue sur le matériau de référence pour un même enfoncement.
* Pour le calcul on relève sur la courbe tracée les contraintes qui correspondent à 2,5 et 5,0 mm d’enfoncement du piston soit.
* Pour le matériau de référence les contraintes obtenues pour ces mêmes enfoncements sont respectivement :
à 2,5 mm 70 bars ou 70.105 Pascal.
À 5 mm 105 bars ou 105.105 Pascal
Ce qui revient à calculer l’indice partant de la manière suivante :

CBR % à 2,5 mm

CBR % à 5 mm

L’indice CBR est égal à la plus grande de ces deux valeurs.

LES LIMITES D'ATTERBERG

ESSAI LES LIMITES D'ATTERBERG


1-      But de l’essai
Identification et classification des sols

2-      Domaine d’application
Travaux de terrassement – de compactage

3-      Appareillage
·        Appareil de casagrande
·        Balance de 5kg (précision 1g)
·        Etuve ventilé
·        Planche à roulets
·        Capsules en verre
·        Spatules
·        Mortier et pilon en porcelaine

4-      Durée de l’essai : 03 jours
5-      Mode opératoire
N.B : Cet essai est réalisé sur la partie granulométrique appelée mortier inférieur à 0,4mm
-         On malaxe rigoureusement la totalité de l’échantillon afin de bien homogénéiser
-         On remplit la coupelle au tiers
-         On trace le milieu de l’échantillon à l’aide d’un outil à rainurer et l’essai comme immédiatement
-         La coupelle fixée à l’appareil est soumise à une série de chocs réguliers  jusqu’à ce que les deux lèvres se ferment (le nombre de coups de fermeture doit être compris entre 15 et 35)
-         Pour confirmer le nombre de chocs, il faut recommencer immédiatement l’essai, si les deux essais successif ne différent pas plus d’un choc, on prélève à l’aide d’une spatule deux échantillon de chaque côté des lèvres et on détermine la teneur en eau.


6-      Calculs
WL : la limite de liquidité est la teneur en eau correspondant à la fermeture à 25 coups.

Détermination de la limite de plasticité Wp
Pour déterminer Wp, on prend une partie du mélange et on essaye de faire des petits rouleaux sur une plaquette jusqu’à obtenir un diamètre de 3mm   .

Après on soulève le rouleau à 1 ou 2cm au dessus du plancher, quand il se fissure et rompt. On prélève sur chaque morceau des échantillons pour déterminer la teneur en eau qui sera la valeur de Wp
Et il en vient l’indice de plasticité    IP = WL - WP 

 

Classification grossière de casagrande


Sable


?


argile



Largement au remplissage de 6 moules : prévoir 20kg de matériau
-         On sèche le matériau à l’air libre ou à l’étuve à 60°C maximum
-         Le matériau est ensuite pulvérisé. Cette opération se fait en écrasant les mottes terreuses à l’aide d’un petit maillet ou d’un rouleau avec précaution de façon à ne pas briser les graviers.
-         On malaxe soigneusement le matériau pour l’homogénéiser, ce malaxage est effectué à la main dans un bac en veillant à ne pas perdre de fines, ou dans un malaxeur automatique.
-         Pour le moule proctor (on prépare 6 échantillons de 2,5kg) et si on utilise moule CBR (on prépare 6 échantillons de 5,5kg)
-         Peser l’ensemble à 5g près
-         Démouler l’éprouvette, la casser, l’homogénéiser sommairement  et prélever rapidement 2 échantillons pour la teneur en eau (En principe 2x150g pour les sols fins et au moins 2x500g pour les sols graveleux)
-         Peser rapidement ces échantillons placés dans les cristallisoirs tarés (à 0,1g près)
-         Placer ces échantillons à 105°C à l’étuve jusqu’à dessiccation totale
-         On fera la même chose pour chaque point en augmentant la teneur en eau de 2% à 2% (le proctor se réalisera sur 5 points)

On constatera que lors de la détermination du 5e point l’augmentation du poids du sol humide est bien inférieure à la différence de quantité d’eau ajoutée pour les deux derniers compactages.

7-      Calculs
         * Calcul de la teneur en eau W% : On calcule le poids du sol ainsi que le poids d’eau qu’il contient
W% =
Poids eau
 x 100
Poids, sol sec
 Les teneurs en eau seront arrondies à la première décimale. On prend en fin la teneur en eau moyenne de l’éprouvette compactée. La moyenne des teneurs en eau des deux prises d’essais prélevés.

* Calcul de la densité humide γh : connaissant le poids humide  de l’échantillon compacté, la densité humide sera.
γh =
Poids du sol humide compacté
 x 100
(en T/m3)
Volume du moule

Connaissant W et γh  on en déduit aisément la densité sèche


γd =
γh

(en T/m3)
100 + W

N.B : Les résultats de γh et γd s’exprimeront en T / m3 et sont arrondies à la deuxième décimale.
Sur un graphique millimétré sont figurés les points représentatifs.
·        En abscisse la teneur en eau W
·        En ordonnée la densité sèche γd
On trace ensuite la courbe la plus probable qui passe par es points expérimentaux. La teneur en eau optimale et la densité sèche maximale sont respectivement l’abscisse et l’ordonnée du point à la tangente horizontale.