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15 UNIVERSITE BADJI MOKHTAR – ANNABA- FACULTE DES SCIENCES DE L’INGENIORAT DEPA

15 UNIVERSITE BADJI MOKHTAR – ANNABA- FACULTE DES SCIENCES DE L’INGENIORAT DEPARTEMENT DE GENIE CIVIL ESSAIS GEOTECHNIQUES DR.BOUKHATEM GHANIA Analyse granulométrique par tamisage SOURCES MODES OPERATOIRES DU LABORATOIRE CENTRAL DES PONTS ET CHAUSSEES SANGLERAT – INTERNET 16 ANALYSE GRANULOMETRIQUE PAR TAMISAGE 1/ INTRODUCTION L'analyse granulométrique permet de déterminer et d’observer les différents diamètres de grains qui constituent un granulat. On donnera le nom de granulats à un ensemble de grains inertes destinés à être agglomérés par un liant et à former un agrégat. Le terme agrégats, utilisé pour désigner les granulats, est donc impropre. En effet, un agrégat est un assemblage hétérogène de substances ou éléments qui adhérent solidement entre eux (le mortier ou le béton par exemple). Le terme granulat, au singulier, désigne un ensemble de grains d'un même type, quel que soit le critère de classification utilisé. Le terme granulats, au pluriel, sera utilisé pour désigner un mélange de grains de divers types. L’analyse granulométrique complète comprend deux opérations : a/ Le tamisage qui consiste en la séparation et la classification des particules de dimensions supérieures ou égales à 100 microns (0,1 mm) formant le granulat . b/ La sédimentométrie qui complète l’analyse granulométrique par tamisage et s’applique aux particules inférieur à 100 microns (0,100 mm) Par tamisage, le granulat est séparé en fractions granulaires définies par le coté de la maille carrée du tamis ou le diamètre des trous de la passoire. Les grains ainsi isolés peuvent être pesés pour déterminer la proportion de chacun dans le granulat. La représentation graphique de l'analyse facilite l’identification exacte du granulat et permet d'observer et d'exploiter ces informations très simplement. Les manipulations et les conditions de manipulation sont décrites par la norme NF P 18-560. 2/ PRINCIPE DE LA METHODE L'essai consiste à fractionner, au moyen d’une série de tamis ou de passoires, un granulat en plusieurs catégories de grains décroissants. Le refus désigne la partie des grains retenue dans un tamis. Le refus cumulé représente tous les grains bloqués jusqu’au tamis considéré (les grains du tamis considéré plus les grains bloqués dans les tamis de mailles supérieures). Le tamisat ou passant désigne la partie qui traverse le tamis. Les masses cumulées des différents refus sont exprimées en pourcentage par rapport à la masse initiale de l’échantillon de granulat. Les pourcentages ainsi obtenus servent à l’établissement de la courbe granulométrique, qui est établie en portant sur un graphique semi-logarithmique :  En ordonnées (échelle arithmétique), les pourcentages des refus (ou tamisats) cumulés ;  En abscisses (échelle logarithmique), les dimensions des tamis et passoires et les modules AFNOR (Association Française de Normalisation) correspondants. 3/ APPAREILLAGE 3.01/ Appareillage spécifique  Passoires (utilisées pour les particules de dimensions supérieures ou égales à 12,5 mm) ;  Tamis (utilisées pour les particules de dimensions inférieures à 12,5 mm) ;  Une tamiseuse ;  Des échantillonneurs. Les tamis Un tamis est constitué d'une toile métallique ou d'une tôle perforée définissant des mailles de trous carrés. Les tamis sont désignés par la longueur du côté de ces carrés c’est à dire par la taille des mailles. Les mailles du plus petit tamis ont une dimension de 80 microns (0,08mm). La taille des mailles des tamis est normalisée. Cette taille correspond aux termes d'une suite géométrique de raison 1,259. Chaque dimension de maille d’un tamis correspond donc à la dimension du précédent multipliée par 1,259. Le plus grand tamis a une dimension de 80 mm. Les tamis sont également repérés par un numéro d'ordre appelé module. Le module M d’un tamis de dimension d (à exprimer en microns) est défini de la manière suivante : M = (1 + 10 log10 d) arrondi au nombre entier le plus voisin Exemple : Tamis de 5 mm = 5 000 microns ===> M = 1 + 10 log10 5 000 = 37,99 et M = 38 Le premier tamis (0,08 mm) a comme module M = 20, le suivant, M = 21 et ainsi de suite selon une progression arithmétique de raison 1. 17 TAMIS 1,25 MM DE MODULE 32 Les passoires Une passoire est constituée d'une tôle perforée définissant de trous circulaires. Les passoires sont désignées par le diamètre de ces trous. La plus petite passoire à des trous de diamètre 0,50 mm. Comme pour les tamis, le diamètre des passoires est normalisé et correspond aux termes de la même suite géométrique. Le module M d’une passoire de dimension d (à exprimer en microns) est défini de la manière suivante : M = (10 log10 d) arrondi au nombre entier le plus voisin Exemple : Passoire de 80 mm = 80 000 microns ===> M = 10 log10 80 000 = 49,031 et M = 49 Série complète des tamis et passoires (Selon les normes AFNOR X-11 501 et 504) MODULE PASSOIRES (DIAMETRE DES TROUS EN MM) TAMIS (COTE DE LA MAILLE EN MM) MODULE PASSOIRES (DIAMETRE DES TROUS EN MM) TAMIS (COTE DE LA MAILLE EN MM) 50 100 80 33 2 1,6 49 80 63 32 1,6 1,25 48 63 50 31 1,25 1 47 50 40 30 1 0,8 46 40 31 ,5 29 0,8 0,63 45 31 ,5 25 28 0,63 0,50 44 25 20 27 0,5 0,40 43 20 16 26 0,315 42 16 12,5 25 0,25 41 12,5 10 24 0,2 40 10 8 23 0,16 39 8 6,3 22 0,125 28 6,3 5 21 0,1 37 5 4 20 0,08 36 4 3,15 19 0,063 35 3,15 2,5 18 0,050 34 2,5 2 17 0,040 Tamiseuse, échantillonneur TAMISEUSE ELECTRIQUE TAMISEUSE ELECTROMAGNETIQUE ECHANTILLONNEURS 3.02/ Appareillage d’usage courant  Des bacs dont les dimensions peuvent être 30 x 40 x 12 cm ;  Une étuve ;  Une balance de 30 kg de portée à 10 grammes près ;  Une balance de 5 kg au gramme près ;  Des plateaux tarés pour la mesure de la teneur en eau ;  Un pinceau à poils doux en nylon. 4/ PRISE DE L’ECHANTILLON La première question qui se pose est de choisir une masse d’échantillon à tamiser. Ce choix de masse doit vérifier plusieurs contraintes. 18 En effet, il faut que l’échantillon analysé soit en quantité suffisante pour être mesurable et pas trop important pour éviter de saturer les tamis ou de les faire déborder. Il est recommandé de se tenir dans les limites définies par la formule suivante : 0,2 x D < M < 0,6 x D On observe que cette plage est exprimée en fonction de D, qui représente le D de la classe du granulat « d/D » en mm. M est indiquée en kg Exemple : pour effectuer l’analyse granulométrique d’un gravier 4/12,5, il faut identifier D : ici D = 12,5 mm. Il faudra alors prélever des échantillons de masse comprise entre : 0,2 x 12,5 < M < 0.6 x 12,5, c’est à dire : 2,5 Kg < M < 7,5 Kg Par exemple, M peut être choisie égal à 3 Kg. En général la limite inférieure de cette formule est suffisante, de telle manière qu’on arrive au tableau suivant : DIMENSION D DES PLUS GROS ELEMENTS POIDS NECESSAIRE POUR L’ESSAI (KG) MODULE PASSOIRE (MM) TAMIS (MM) 50 100 80 20 48 63 50 12 46 40 32 10 44 25 20 5 41 12,5 10 3 38 5 1 à 1,5 D < 38 < 5 0,7 à 1 LIMON OU ARGILE 0,2 à 0,4 5/ EXECUTION DE L’ESSAI 5.01/ Tamisage par voie sèche 5.01.01/ Préparation du granulat 1/ Le granulat préalablement échantillonné, est séché dans une étuve à 105 ± 5° C, puis pesé ; 2/ Après dessiccation complète, on procède à l’élimination des fines par lavage continu. Pour cela, on introduit l’échantillon dans un récipient pourvu à sa partie supérieure d’un bec. Le lavage est effectué par renouvellement continu de l’eau qui s’écoule par le bec. Cette eau se déverse dans un tamis de 0,08 mm (module 20) destiné à retenir les éléments supérieurs qui auraient pu être entraînés. L’échantillon est agité de façon à bien décoller les éléments fins. L’écoulement est arrêté lorsque l’eau contenue dans le récipient devient claire. Le tamis de 0,08 mm contient en général un refus peu important qui est reversé dans le récipient en rinçant la toile tamisante. 3/ L’échantillon est ensuite séché à l’étuve puis pesé. 5.01.02/ Choix des tamis et passoires La question du choix des tamis se pose ici. Quels sont les tamis nécessaires à l’analyse ? Si la classe granulaire, d/D du granulat est connue, nous connaissons les dimensions du plus petit et du plus grand grain représentatif du granulat. Etre représentatif ne signifie pas être le plus petit ou le plus grand de l’échantillon. Il est fort probable que sur des tamis de mailles inférieures ou supérieures à d et D, des grains se déposent mais en faible quantité. La norme NF P 18-304 indique par le calcul que cela peut concerner les deux tamis de mailles inférieures à d est le tamis de maille supérieure à D. uploads/Management/ essai-granulometrique-sedimentometrie 1 .pdf