Analyse Granulométrique : Méthodes de Tamisage et Sédimentation

  

Introduction

L’analyse granulométrique est un essai essentiel dans le domaine du bâtiment et du génie civil. Elle permet de déterminer la distribution des tailles des particules dans les sols et les matériaux rocheux, ainsi que dans les sous-produits industriels. Cet article présente les méthodes de tamisage à sec après lavage et de sédimentation.

Méthode par Tamisage à Sec

Principe de l'Essai

La méthode de tamisage consiste à séparer les grains agglomérés d’une masse connue de matériau. Ce processus se déroule en plusieurs étapes :

1. Brassage sous l’Eau : Les grains sont d'abord lavés pour éliminer les particules fines.
2. Tamisage : L'échantillon est ensuite séché et fractionné à l'aide de tamis normalisés avec des mailles carrées d'une dimension maximale de 100 mm.
3. Pesée : On pèse successivement le refus cumulé sur chaque tamis.

Déroulement de l'Essai

• Préparation de l'Échantillon : L'échantillon est étuvé à 105 °C pendant 1 à 4 heures ou à 50 °C pendant 2 à 8 heures.
• Tamisage : L'échantillon est versé sur le tamis supérieur. En agitant manuellement la colonne de tamis, on réalise un brassage régulier pour séparer les particules.

Expression des Résultats

Les résultats de l'analyse granulométrique peuvent être exprimés en pourcentage massique :

• Pourcentage Massique de Refus :

  $$R = 100 - p = \frac{100 \times R}{ms}$$

  où $R$ est le refus cumulé et $ms$ est la masse totale initiale de l'échantillon de sol sec.

• Pourcentage Massique de Passant :

  $$p = 100 \times (1 - \frac{R}{ms})$$

Coefficients d'Uniformité

Pour les matériaux passant au tamis de 63 mm présentant plus de 50 % de refus au tamis de 80 µm, on peut calculer :

• Coefficient d'Uniformité :

  $$Cu = \frac{d60}{d10}$$

• Coefficient de Courbure :

  $$Cc = \frac{d30^2}{(d10 \times d60)} = Cu \times \left(\frac{d30}{d60}\right)^2$$

Analyse Granulométrique des Sols Fins par Sédimentométrie

L'analyse granulométrique par sédimentation est utilisée pour les particules passant à travers un tamis de 80 μm. Elle complète l'analyse par tamisage et est cruciale pour :

• Description et Classification des Sols : Elle aide à comprendre le comportement dynamique des sols, essentiel pour prévenir le risque de liquéfaction.

• Évaluation de la Résistance au Cisaillement : Dans les sols très fins et peu perméables, la pression interstitielle peut annuler la résistance au cisaillement, rendant l'analyse par sédimentation indispensable.

Conclusion

L'analyse granulométrique, tant par tamisage que par sédimentation, est essentielle pour comprendre les propriétés des sols. Ces méthodes permettent d’évaluer la portance et le comportement dynamique des matériaux, contribuant ainsi à la sécurité et à la durabilité des ouvrages.