MC

1. Matériaux de Construction
1ère Année Génie Civil 2018 - 2019

2. LES
CONSTITUANTS
DU BETON
Le ciment Les granulats
L’eau Les adjuvants

3. Chapitre II : Granulats
1. Définition :
On appelle granulats des matériaux pierreux de petites dimensions, produits par
l’érosion ou le broyage mécanique (concassage) des roches. Ce sont des
matériaux inertes entrant dans la composition des bétons et mortiers.

4. 2. Classification des granulats selon la provenance :
Granulats roulés :
ils sont le résultats de la désagrégation des roches par l’eau, le vent ou le gel.
Ainsi ils se sont formés des dépôts sédimentaires de grains de grosseur allant
du sable fin aux gros blocs, de natures minéralogiques différentes.
Trois catégories de granulats roulés existent dans la nature :
- Les granulats de rivière (d’oued).
- Les granulats de mer.
- Les granulats de dunes.

5. Granulats concassés (de carrières) :
ils proviennent du concassage de roches dures (granits, porphyres,
basaltes, calcaires durs…etc.). Ils sont caractérisés par un aspect anguleux
à arrêtes vives.
Granulats artificiels :
Ils proviennent de la transformation thermique des roches (exemple : laitier du
haut fourneau) ou de démolition d’ouvrages.

6. 3. Classification des granulats selon la grosseur :
Selon leurs dimensions on distingue:
Appellation Maille des Tamis (mm)
Fillers, farines ou fines < 0,08 mm
Sables
Fins 0,08 à 0,31
Moyens 0,31 à 1,25
Gros 1,25 à 5
Gravillons
Fins 5 à 8
Moyens 8 à 12,5
Gros 12,5 à 20
Cailloux
Fins 20 à 31,5
Moyens 31,5 à 50
Gros 50 à 80
Moellons et galets > 80,00

7. un granulat est caractérisé du point de vue granulaire, par sa classe d/D.
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 Elle permet de différencier les granulats entre eux et de les classer.
 Elle indique la plage des diamètres de grains couverte par un granulat.
 Lorsque d est inferieur à 0,5 mm, le granulat est désigné 0/D.
d : désigne la plus petite dimension des grains
D : désigne la plus grande dimension des grains
 L'intervalle d/D est appelé classe granulaire.
La classe granulaire peut être aussi définie approximativement par une lecture directe de
la courbe granulométrique.
Désignation des granulats :

8. But et principe de l’échantillonnage
Les essais effectués au laboratoire se réalisent sur des quantités réduites de matériaux qui
doivent permettre de mesurer les caractéristiques et les propriétés de l’ensemble du
matériau dans lequel on a fait le prélèvement.
 Il faut que l’échantillon utilisé au laboratoire soit représentatif
de l’ensemble.
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Echantillonnage
En général, le prélèvement d’échantillons se fait en deux temps :
1. Prélèvement sur le chantier, la carrière ou l'usine d'une quantité de
matériaux nettement plus grande que celle qui sera utilisée pour l'essai. Le
matériau n’étant pas homogène, le nombre de prélèvements doit être aussi
grand que possible.
2. Au laboratoire, le prélèvement par partage de la quantité nécessaire à
l'essai et qui soit également représentative de l'échantillon de départ.
4. Analyse granulométrique

9. Prélèvement sur le tas
Lorsqu’un matériau granulaire est mis en stock, les gros éléments ont tendance à
rouler en bas du tas tandis que le haut est plus riche en éléments de faibles
diamètres. On prélèvera donc les matériaux en haut, en bas, au milieu et à
l’intérieur du tas de granulats, afin d’avoir un échantillon aussi représentatif
que possible de l’ensemble. Ces diverses fractions seront mélangées avec soin.
Dans le cas des matériaux de carrière, il faudra également prendre en compte
l’hétérogénéité des différents bancs rocheux exploités.
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10. Le passage d’échantillon total prélevé sur le tas à l’échantillon réduit nécessaire à l’essai,
peut se faire par quartage ou à l’aide d’un échantillonneur.
Échantillonnage au laboratoire
Quartage : L’échantillon est divisé en quatre parties égales dont on ne retient que la
moitié en réunissant deux quarts opposés. Cette sélection est homogénéisée et un
nouveau quartage est effectué, l’opération pouvant se répéter trois ou quatre fois. On
obtient ainsi un échantillon représentatif du matériau initial
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11. Échantillonneur : appareil de laboratoire permet de diviser facilement en deux
parties représentatives la totalité d’un échantillon initial, chaque moitié étant
recueillie dans un bac de manière séparée.
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12. tamisage
Les tamis sont repérés par un numéro d’ordre appelé MODULE.
 Le tamisage est l’opération qui consiste à séparer un matériau en différentes
fractions au moyen d’une série de tamis de caractéristiques connues.

13.  Le refus est la parie des granulats qui reste sur le tamis.
 Le tamisat (passant) est la partie des granulats qui passe à travers les
mailles du tamis.
L'essai consiste à classer les différents grains constituant l'échantillon en utilisant une
série de tamis emboîtés les uns sur les autres, dont les dimensions des ouvertures sont
décroissantes du haut vers le bas. Le matériau étudié est placé en partie supérieure des
tamis et le classement des grains s'obtient par vibration de la colonne de tamis.
Principe de l’essai :
 On considère que le tamisage est terminé lorsque le refus ne varie pas de plus de 1 %
entre deux séquences de vibration de la tamiseuse.

14. Essai analyse granulométrique par
tamisage

15. Traitement des résultats :
1. Peser le refus du tamis ayant la plus grande maille, soit R1 la masse de ce refus.
2. Poursuivre la même opération avec tous les tamis de la colonne pour obtenir les
masses des différents refus cumulés…
3. Les masses des différents refus cumulés Ri sont rapportés à la masse totale de l’échantillon
4. Le pourcentage des tamisats cumulés sera réduit.
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Maille (mm) Refus (g) Refus cumulés (g)
Refus cumulés
(%)
Tamisats cumulés
(%)
6,3
5
4
3.15
2.5
1.25
0. 63
0.315
0.16
0. 08
Refus (g)
0
2
3
2
6
56
527
358
17
2
Refus cumulés (g)
0
2 = 0+2
5 = 3+2+0
7
13
69
596
971
998
1000
Refus cumulés
(%)
0
0.2
0.5
0.7
1.3
6.9
59.6
97.1
99.8
100
Tamisats cumulés
(%)
100
99.8
99.5
99.3
98.7
93.1
40.4
2.9
0.2
0
Ex : 1000 g d’échantillon
15

16. Courbe granulométrique
16

17. 17

18. La forme des courbes granulométriques apporte les informations suivantes :
 Les limites d et D du granulat en question;
 La continuité ou la discontinuité de la granularité : par exemple, les courbes de sables sont
continues mais la courbe du gravier 5/30,5 présente une discontinuité; en effet le palier
s'étendant de 10 à 20 mm signifie que le granulat en question ne contient pas de grains
compris entre 10 et 20 mm.
 La plus ou moins grande proportion d'éléments fins : la courbe bleue correspond à un
sable à majorité de grains fins et c'est l'inverse pour la courbe verte. En effet, ces trois sables
sont des sables 0/5 mm mais ils ont différentes proportions de grains fins.
Interprétation des courbes :
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Remarque :
La classe granulaire d/D peut être définie approximativement par une lecture directe de la courbe
granulométrique.
 d se trouve en partant du début de la courbe. Il est représentatif dès que la valeur de son
tamisat cumulé est la première à atteindre approximativement 5%.
 D se trouve en fin de courbe. Il est représentatif dès que la valeur de son refus cumulé est le
dernier à atteindre approximativement 5%.

19. Module de finesse
Le module de finesse est un coefficient permettant de caractériser l’importance des éléments fins
dans un granulat. Il est plus particulièrement appliqué aux sables.
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Il égal au 1/100 de la somme des refus cumulés, exprimés en pourcentages sur les différents tamis
de la série suivante : 0,16 - 0,315 - 0,63 - 1,25 - 2,5 - 5 mm
 Norme Française : NF 18-560
MF=
1
100
Refus cumulés en % des tamis 0,16 - 0,315- 0,63-1,25- 2,50 - 5
{ }
å
Il faut retenir que :
 Plus le grain est fin, plus le module de finesse est petit;
 Un bon sable à béton doit avoir un module de finesse voisin de 2,5.
 Lorsque MF est compris entre :
 1.8 et 2.2 : le sable est à majorité de grains fins : il donne un béton avec une mise en
œuvre facile et faible résistance
 2.2 et 2.8 : on est en présence d’un sable préférentiel : il donne un béton avec une
ouvrabilité satisfaisante, bonne résistance et des risque de ségrégation limités.
 2.8 et 3.2 : le sable est un peu grossier. Il donne un béton résistant mais moins maniable
avec des risques de ségrégation.

20. 20
Exemple : soit 1000 g d’échantillon
Maille (mm) Refus Refus cumulés
Refus cumulés
(%)
Tamisas cumulé
(%)
6,3 0 0 0 100
5 2 2 0.2 99.8
4 3 5 0.5 99.5
3.15 2 7 0.7 99.3
2.5 6 13 1.3 98.7
1.25 56 69 6.9 93.1
0. 63 527 596 59.6 40.4
0.315 358 971 97.1 2.9
0.16 17 998 99.8 0.2
0. 08 2 1000 100 0
MF = (99.8 + 97.1 + 59.6 + 6.9 + 1.3 + 0.2)/100 = 2,65
MF=
1
100
Refus cumulés en % des tamis 0,16 - 0,315- 0,63-1,25- 2,50 - 5
{ }
å

21. 21
Propreté des granulats :
La propreté traduit l’absence d’éléments fins indésirables dans les granulats. Elle désigne
essentiellement la teneur en fines argileuses, dont la valeur doit être limitée. D’autres impuretés
telles que le charbon, les particules de bois, les feuilles mortes et les fragments de racine sont
capables de chuter la résistance mécanique du béton et perturber son durcissement
Propreté des sables :
L’équivalent de sable (ES) est une mesure de propreté des sables plus ou moins argileux. On
agite une certaine quantité de sable dans une solution lavante, puis on la laisse reposer :
l’équivalent de sable est :
 Sable pure (pas de floculat) : h1 = h2 : E.S = 100 %
 Argile pure (pas de dépôt de sable) : h2 = 0 : E.S = 0 %
 Plus la valeur de ES est grande, plus le sable est propre.
 H2 : hauteur du dépôt de sable visible
 H1 : hauteur total y compris le floculat (fine en suspension)

22. Essai équivalent de sable

23. On peut identifier les suivantes classes de sable :
ES Nature et qualité du sable
ES < 60%
Sable argileux : risque de retrait ou de gonflement, à rejeter pour des bétons
de qualité.
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60% < ES < 70%
Sable légèrement argileux de propreté admissible pour les bétons de qualité
quand on ne craint pas particulièrement du retrait.
ES > 80%
Sable très propre : l’absence presque totale de fines argileuse. Risque
d’entrainer un défaut de plasticité du béton qu’il faudra compenser par une
augmentation du dosage en eau.
70% < ES < 80%
Sable propre à faible proportion de fines argileuse convenant
parfaitement pour les bétons de haute qualité.

24. Le principe de cet essai est la détermination de la résistance à la fragmentation par chocs.
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résistance à la fragmentation :
Essai Los Angeles :
L'essai consiste à mesurer la masse m d'éléments inférieurs à 1,6 mm, produits par la
fragmentation du matériau testé et que l'on soumet aux chocs de boulets normalisés, dans le
cylindre de la machine Los Angeles en rotations.
 Si M (5kg) est la masse du matériau soumis à l’essai, m est la masse d’éléments inferieurs à
1,6 mm produits au cours de l’essai.
 la résistance à la fragmentation aux chocs est exprimée par le Coefficient Los Angeles LA
(quantité sans dimension) :
 Plus la valeur est faible, plus le granulat est résistant.

25. Essai Micro Deval :
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L'essai micro Deval permet de déterminer la résistance à l'usure d'un
échantillon de granulat.
 Si M (500g) est la masse du matériau soumis à l’essai, m la masse des éléments inférieurs à
1,6 mm produits au cours de l’essai, la résistance à l’usure s’exprime par le Coefficient
Micro-Deval qui s’écrit :
Résistance à l’usure des gravillon :
Le Coefficient Micro-Deval obtenu est le pourcentage de l'échantillon initial passant au tamis de
1,6 mm après usure par rotation dans un cylindre en présence de bille d'acier variable selon la
granularité et 2.5 litres d’eau.
 Plus la valeur est faible, plus le granulat est résistant.