L'essai et la méthode CBR

L’essai CBR (Californian bearing ratio)
Ministère de l’enseignement et de la recherche scientifique
Université de Mouloud Mammeri de Tizi-Ouzou
Faculté de Génie civil – Département de Génie civil
MASTER 2 option Géotechnique et environnement
Exposé du module Mécanique des milieux granulaire
Par :
MEBARKI Ghiles
Enseignent :
Pr. MELBOUCI

PLAN DE TRAVAIL
Introduction
Principe de l’essai
Généralités sur les routes
Matériels et Méthodes
Résultats et Discutions
Conclusion

La géotechnique est une science qui étudie les caractéristiques mécaniques et
physiques des sols c’est un domaine tellement vaste qu’il existe plusieurs branches tel
que la géotechnique routière qui est spécialisé dans l’étude des routes .
L’essai CBR est un essai de laboratoire faisant partie de géotechnique routière qui a
pour but :
- Evaluer la portance du sol
- Dimensionner les chaussées
- Classification GTR
INTRODUCTION

PRINCIPE DE L’ESSAI
• Cet essai simule la pression appliqué par
des pneumatiques sur un sol de fondation.
Cette surcharge engendre un mouvement
de la chaussée (déplacement vertical du
sol).
• On reproduire ce phénomène en
compactant le matériau aux conditions de
l'essai Proctor dans un moule CBR puis en
mesurant les forces à appliquer sur un
poinçon cylindrique pour le faire pénétrer
à vitesse constante dans une éprouvette de
ce matériau.

• On peut déterminer 3 d'indices différents en fonction des buts fixés :
PRINCIPE DE L’ESSAI
L’indice Portant
immédiat (IPI)
• Il caractérise
l'aptitude du sol à
permettre la
circulation des
engins de chantier
directement sur sa
surface lors des
travaux.
L’indice C.B.R.
immédiat
• Il caractérise
l'évolution de la
portance d'un sol
support (ou
constituant de
chaussée) .
L’indice C.B.R.
après
immersion
• Il caractérise
l'évolution de la
portance d'un sol
support (ou
constituant de
chaussée) soumis à
des variations régime
hydrique

Les routes sont des ouvrages public il ont donc un impacte vitale sur l’économie d’un
pays, ainsi que sur l’aspect quotidien des citoyens . Par conséquent le dimensionnement
des chaussée constitue une étape importante de l’étude.
Il existe 3 type de chaussées
- Chaussées rigide
- Chaussées semi-rigide
- Chaussées souples
GENERALITE SUR LES ROUTES

Coupe verticale d’une chaussée
Route
Couche de surface
Couche de base
Couche de fondation
Couche de forme
Différentes couches d’une chaussée souple

Il existe plusieurs méthodes de dimensionnement, parmi ces méthodes :
• La méthode de C.B.R
• La méthode de C.B.R améliorée
• Méthode du catalogue de dimensionnement des chaussées neuves
• Méthode du catalogue des structures
• La méthode L.C.P.C (Laboratoire Central des Ponts et Chaussées)
Méthodes de dimensionnement des chaussées :

• Pour cet essai nous avons besoin des éléments suivant :
MATERIELS ET METHODES
Echantillon de sol Moule CBR et dame
Proctor
L’appareil CBR
Eprouvette
poinçonner

• Détermination des diffèrent indice CBR :
Détermination l’indice portant immédiat (IPI) :
Placer l'ensemble « plaque de base, moule CBR, éprouvette » sur la presse, en position centrée par rapport au
piston, puis poinçonné.
Détermination l’indice C.B.R immédiat :
• Apres avoir placé l’ensemble sur la presse, on doit imposer le poids de la chaussée sur le sol à l’aide d’une
masse de 2.3kg (qui s'oppose au déplacement vertical du Sol de fondation lors de l'action du pneu). Puis
placée au-dessus de l’échantillon dans le vide laissé par le disque d’espacement, puis poinçonné.
Détermination de l’indice C.B.R immersion :
On immerge le moule CBR dans de l’eau puis positionner un comparateur au bord supérieur du moule pour
mesuré le gonflement, après 4 jours retire le moule et on procède au poinçonnement . Le but de cette
immersion est d’étudie le comportement de se sol dans des conditions critiques telle que :
Remmenées de la nappe phréatique – Inondations - Accumulation des eaux pluviales

L’appareil CBR :
Il comporte deux comparateur :
1- C1- Correspond a
l’enfoncement du piston dans
l’éprouvette
2- C2- Correspond a la force
(lecture S.U a convertir en KN)
par un tableaux spécifique a
chaque appareil

Les résultat sont présenté dans un tableau
comme suit :
RESULTATS ET DISCUSION
Enfoncement
(mm) C1
Lecture
Force KN
C2
0 0 0
0.625 29 0.6651
1.25 53 1.2155
2 85 1.9495
2.5 105 2.4082
5 182 4.1743
7.5 126 8.8899
10 120 2.7522
Courbe représente la force (KN) en fonction de
l’enfoncement (mm)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Force (KN)
Enfoncement (mm)
Réception des résultats Tracer de la courbe :

• Le calcul de l’indice CBR :
𝑰(𝟐, 𝟓) =
𝐄𝐟𝐟𝐨𝐫𝐭 𝐝𝐞 𝐩é𝐧é𝐭𝐫𝐚𝐭𝐢𝐨𝐧 à 𝟐, 𝟓𝐦𝐦 𝒅′ 𝐞𝐧𝐟𝐨𝐧𝐜𝐞𝐦𝐞𝐧𝐭 𝐞𝐧 𝑲𝑵 𝐱𝟏𝟎𝟎
𝟏𝟑, 𝟑𝟓
𝑰(𝟓) =
𝑬𝐟𝐟𝐨𝐫𝐭 𝐝𝐞 𝒑é𝒏é𝒕𝒓𝒂𝒕𝒊𝒐𝒏 à 𝟓 𝐦𝐦 𝒅′ 𝐞𝐧𝐟𝐨𝐧𝐜𝐞𝐦𝐞𝐧𝐭 𝐞𝐧 𝑲𝑵 𝐗𝟏𝟎𝟎
𝟏𝟗. 𝟗𝟑
L’ indice CBR a Prendre est :
ICBR = max (I 2.5 mm ,I 5mm)
REMARQUE : A la différence du Protocol Opératoire les 3 indices ce calcul de la même maniéré

Méthodes de Dimensionnement
Méthode CBR:
𝒆 =
𝟏𝟎𝟎 + 𝟏𝟓𝟎 𝑷
𝐈 + 𝟓
e : épaisseur de chaque couche avec son Indice
CBR
P : charge par roue 6.5Ton (essieu de 13.5 t)
I : indice CBR de chacune des couche du Corps
de chaussée avec 0 < I < 100
Méthode CBR Améliorée:
𝒆 =
𝟏𝟎𝟎 + 𝑷 (𝟕𝟓 + 𝟓𝟎 𝐥𝐨𝐠
𝑵
𝟏𝟎 )
𝐈 + 𝟓
e : épaisseur du corps de chaussée
N : nombre moyen de poids lourd passant par jour
P : charge par roue 6.5Ton (essieu de 13.5 t)
I : indice CBR du sol support
L’épaisseur de chacune des couches est donnée par
la relation suivante :
𝑬𝒒 = 𝒂𝒊 . 𝒆𝒊
Dimensionnement d’une chaussées

Comparaison des deux méthodes
Méthode CBR:
-1- Cette méthode ne tient pas compte
du type de trafic routier (poids lourds).
-2- Cette méthode exige l’indice CBR
de touts les matériaux du corps de
chaussé ainsi que du sol naturel
(support).
-3- Cette méthode ne permet pas de
varier l’épaisseur des couches selon
la disponibilité des matériaux
Méthode CBR Améliorée:
-1- Cette méthode tient compte du type
de trafic routier (poids lourds).
-2- Cette méthode exige seulement
l’indice CBR du sol naturel (support )
sur lequel repose la chaussée.
-3- Cette méthode offre la possibilité
de varier l’épaisseur des couches
selon la disponibilité des matériaux

• L’indice portant immédiat nous informe de la stabilité lors des travaux
• L’indice CBR (IMDA/IMRS) nous permet de classé le sol selon ca portance
Classe de portance d’un sol
S0 > 40 Très bonne portance
S1 25 – 40 Bonne portance
S2 10 - 25 Portance moyenne
S3 5 - 10 Faible portance
S4 < 5 Très faible portance

Couche de base
Il est spécifié que le matériau cru doit avoir un
grand indice portant (CBR > 80%) ou qu'il soit
traité (CBR > 160%)
Couche de fondation
Les matériaux qui la composent doivent avoir
un CBR > 30%.
LES NORMES RELATIVES A L’ESSAIS CBR
Couche de forme
Elle est ajouter lorsque le sol support est
de faible portance classe S3 ou S4, sous
forme de couche de matériau naturel
La Stabilité immédiate lors de la mise en
œuvre lors des travaux stipule que l’indice
portant des couche doit être comme suit :

CONCLUSION
L’essai CBR est un essai très fréquent dans la géotechnique routier car il nous permet d’avoir une
idée rapide et globale sur les caractéristiques du sol et de mettre un chiffre sur sa qualité de
portance car la connaissance des sols est importante pour l'élaboration des projet.
Plus la lecture du CBR est grande (force) plus que la plate-forme est forte et la déformation
(enfoncement est moindre) ce poinçonnement est d’autant plus grand que l’épaisseur de la chaussée
est petite, il est donc nécessaire de concevoir et de construire la chaussée sur une bonne plate-
forme et avec des matériaux de bonne portance ce qui donne une économie considérable.
Bien que l’essai CBR est nécessaire lors d’une étude géotechnique il reste à lui seul
insuffisant car cette méthode de dimensionnement ne prend pas compte de certains paramètres
EXTERIEURS tel que (Influence de la température, sismicité de la zone…) d’autre essais s’ajoutes . Quoi
que cette méthode soit économique et de plus elle est la plus utilisée en Algérie.

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