2. 06/09/12 Compactage 2
pour supporter une Construction
(route , bâtiment…)
Anciennement, un sol inadéquat
choix d’un autre site
(caractéristiques supérieures)
Amélioration
des caractéristiques mécaniques
Augmentation de γd
réduction de e
application d’énergie
γd
est influencé par :
teneur en eau ω
granulométrie
énergie de compactage
de nos jours
COMPACTAGE
1
2
3. 06/09/12 Compactage 3
Zone : lubrifiant
Zone :
absorbe l’énergie
condition limite
Influence ω
Énergie constante
γd
augmente avec
ω
jusqu’à
une valeur maximale
Optimum proctor
γdmax
ωopt
s
G
s
d
ω
γ
γ .
1+
=
( )
G
A
s
d
.
1
)
1
.(
ω
γ
γ
+
−
=
ω
γ
γ
+
=
1
d
Courbe de compactage
4. 06/09/12 Compactage 4
diminution ωopt
γdmax
Ligne des optimums Proctor
Influence de l’énergie
Courbe de saturation
Énergie = f (nombre de passes du compacteur et de sa masse)
Influence de l’énergie de compactage
5. 06/09/12 Compactage 5
Effets du compactage
Sur certaines pptés des sols
Compactage augmente la stabilité des sols
Structure des sols
La perméabilité
inconvénient matériaux de drainage
Le gonflement et le retrait
La compressibilité
La résistance au cisaillement
1 - Dans les sols pulvérulents
augmente résistance au cisaillement
2 - Dans les sols cohérents
augmente l’angle de frottement interne φ
6. 06/09/12 Compactage 6
Figure : Essai Proctor
« essai Proctor Normal »
En 1933, l’Engineering News Record publia
une série d’article de R.R. Proctor un essai
de compactage en laboratoire appelé :
7. 06/09/12 Compactage 7
Figure : Essai Proctor (Photos)
Moule
Tête du
marteau
Énergie Proctor modifié = 4.5 x P. normal
8. 06/09/12 Compactage 8
1/ Machine auto. Pour compactage
1/ Machine auto. Pour compactage
2/ Compactage de chaque couche
2/ Compactage de chaque couche
9. 06/09/12 Compactage 9
Normes AASHO
Proctor standard
(remblai)
P. modifié
(chaussée)
Masse du pilon (kg) 2.475 4.535
Hauteur de chute 30.5 45.7
Épaisseur des couches 4 2.5
Nombre de couches 3 5
Nombre de coups par couche 25 25
Énergie de compactage 58 262
10. 06/09/12 Compactage 10
CONTROLE DU COMPACTAGE
SUR CHANTIER
Détermination γd
et ω
du sol compacté
Essais de contrôle
5 essais de vérification :
11. 06/09/12 Compactage 11
1) Essai au nucléodensimètre (détecteur de rayonnement radio-actif)
5) Essai à la membrane flexible (gonflement d’une membrane φ grains
> 80mm)
4) Essai à la membrane élastique (gonflement d’une membrane φgrains
< 5 mm)
3) Essai à l’appareil de type Washington (équivalent en liquide)
2) Essai au cône de sable (équivalent en sable)
5 essais de vérification
CONTROLE DU COMPACTAGE
SUR CHANTIER
13. 06/09/12 Compactage 13
une étude statistique (sols pulvérulents)
lorsque DC
= 80% ID
= 0%
les 2 valeurs dans une relation linéaire :
ID
= ( DC
- 80% ) . 5
14. 06/09/12 Compactage 14
Indice des vides emax
emin
Poids volumique sec γdmin
γdmax
Indice de densité relative (ID
) 0% 100%
Degré de compacité (DC
) ≅ 80% 100%
Relation entre ID
et DC
15. 06/09/12 Compactage 15
LE COMPACTAGE EN SURFACE
Compactage en surface
• couches de faible épaisseur
• sol de remblayage
On utilise cette technique pour des travaux
• barrages et digues
• remblais
• routes et les voies ferrée
• pistes d’atterrissage
• fondations de bâtiments et d’O.
16. 06/09/12 Compactage 16
ID
Conditions de compactage
< 0.5 Impossible, sols boueux
0.5 à 0.8 Très difficile
0.8 à 1.0 Peu difficile
1.0 à 1.1 efficace
1.1 à 1.3 Idéal
> 1.3 Difficile, sol trop sec
Condition de compactage des
sols cohérents en fonction de Ic
17. 06/09/12 Compactage 17
facteurs agissant sur le compactage en surface
a) teneur en eau
• rôle important
• Efficace ωsol ≈ ω opt
(proctor à ± 2 %)
• ωchantier
< ωopt
Plus d’énergie
• ωchantier
> ωopt
Energie absorbée
b) nombre de passes
en ↑ augmentant le nombre de passes,
↑ l’énergie de compactage
(3 à 8 passes pour une couche de 300mm)
c) épaisseur de la couche
l’épaisseur de la couche < 300 mm
d) masse des compacteurs
briser les particules (sols pulvérulents)
particules fines capillaire
e) vitesse des compacteurs
• vitesse 5 à 8 km/h ,
• vitesse supérieure plus de passes
18. 06/09/12 Compactage 18
Compactage en profondeur
lourds ouvrages construits
sol profond de faible compacité
compactage en surface ne parvient pas à
stabiliser le sol
risques de terrassement importants
Il faut d’autres moyens :
1/ Fondation profondes
2/ Remplacement du sol
3/ Injection de produits chimiques
4/ Application de surcharges
5/ Compactage en profondeur a) Compactage dynamique
a) Compactage dynamique
b) Vibroflottation)
b) Vibroflottation)
19. 06/09/12 Compactage 19
b) La vibroflottation
b) La vibroflottation
méthode de compactage un vibrateur électrique
30 à 40 cm de diamètre - 5 tonnes
- long de 3 à 5m
* une ancienne technique
Luis Ménard 1970
a) Le compactage dynamique
a) Le compactage dynamique
21. 06/09/12 Compactage 21
Les résultats suivants ont été mesurés lors d’un essai Proctor utilisant un moule normal de
0.96 dm3. La masse du moule est de 1034 g.
Masse d’un échantillon de ce sol (g) 6.65 6.12 5.02 5.18 5.20 4.77 4.74
Masse sèche de l’échantillon (g) 6.03 5.51 4.49 4.60 4.59 4.18 4.12
Masse de sol sec avec le moule compactage (g) 2821 2864 2904 2906 2895 2874 2834
1) Tracer la courbe Proctor et déduire la densité maximale et la teneur en eau optimale
2) Calculer la teneur en eau à saturation 100%, à la densité maximale, si GS = 2,67.
3) Déduire la quantité d’eau à ajouter à l’optimum pour être à saturation.
4) Tracer la ligne de saturation 100% et la ligne à 5 % d’air
En supposant un compactage relatif de 96% à la teneur en eau optimale,
5) Estimer la contrainte totale sous un remblai de ce sol de 20 m de hauteur
6) Quels sont les indices de vides et le degré de saturation de ce sol.
Exercice d’application
22. 06/09/12 Compactage 22
masse d’un échantillon de ce sol (g) 6.65 6.12 5.02 5.18 5.20 4.77 4.74
masse sèche de l’échantillon (g) (WS) 6.03 5.51 4.49 4.60 4.59 4.18 4.12
La teneur en eau =
Solution Exercice
masse d’eau (g) (Wω)
Teneur en eau ω % 10.28 11.07 11.80 12.60 13.29 14.11 15.05
0.62 0.61 0.53 0.58 0.61 0.59 0.62
masse d’eau / masse sèche de l’échantillon
ω = Wω / WS
Densité maximale et la teneur en eau optimale ?
1)
23. 06/09/12 Compactage 23
masse de sol avec le moule compactage (g) 2821 2864 2904 2906 2895 2874 2834
Solution Exercice
Poids spécifique sec γd (kN/m3
) 18.61 19.06 19.48 19.50 19.38 19.16 18.75
On trace la courbe Proctor γd = f (ω)
Poids spécifique sec =
masse sol sec (WS)
tare du moule = 1034 g ; volume du moule = 0.96 dm3
masse sol sec / volume du moule
1787 1830 1870 1872 1861 1840 1800
γd
Densité maximale et la teneur en eau optimale ?
1)
25. 06/09/12 Compactage 25
γd max. =
ωopt =
Solution Exercice
Graphiquement
On peut lire :
19,52 kN/m3
12.20 %
Courbe Proctor
18,5
18,6
18,7
18,8
18,9
19
19,1
19,2
19,3
19,4
19,5
19,6
10 11 12 13 14 15 16
teneur en eau %
poids
spécifique
sec
kN/m3
Densité maximale et la teneur en optimale ?
1)
26. 06/09/12 Compactage 26
( )
r
s
d
S
G
.
1 ω
γ
γ
+
=
13,77 %
2) Teneur en eau à saturation correspondant à la densité maximale ?
Solution Exercice
γd = γdmax = 19,52 kN/m3
γs = 26,7 kN/m3
G = 2,67
Sr = 1
avec :
ωsat =
γd
27. 06/09/12 Compactage 27
Solution Exercice
Quantité d’eau à ajouter à l’O.P pour être à saturation ?
Ws . ω
Par unité de volume (1 m3
) on aura :
⇓
Wω = 26,7. (13,77 - 12,20) / 100
= 0,419 kN par m3
de sol
Vω ≅ 42 litres
par m3
de sol
3)
Wω = Ws . (ωsat - ωopt)
⇓
avec : ω = ωsat - ωopt
⇓
Vω = Wω / γω
Comme : Wω =
⇓
28. 06/09/12 Compactage 28
ω % 10.28 11.07 11.80 12.60 13.29 14.11
15.05
Courbe Proctor
18
18,5
19
19,5
20
20,5
21
21,5
10 11 12 13 14 15
teneur en en eau %
poids
spécifique
sec
kN/m3
essai Proctor ligne de saturation 100%
4) Ligne de saturation 100% ?
Solution Exercice
( )
r
s
d
S
G
.
1 ω
γ
γ
+
= γs = 26,7 kN/m3
G = 2,67
Sr = 1
choix des valeurs de ω
Poids spécifique sec à la saturation
(application de la formule)
γd
sat 20.94 20.61 20.30 19.98 19.70 19.39 19.04
Graphe
Avec :
de l’énoncé
29. 06/09/12 Compactage 29
ω % 10.28 11.07 11.80 12.60 13.29 14.11
15.05
4) Ligne de 5% d’air ?
Solution Exercice
γs = 26,7 kN/m3
G = 2,67
A = 0,05
choix des valeurs de ω
Poids spécifique sec à la saturation
(application de la formule)
γd 20.94 20.61 20.30 19.98 19.70 19.39 19.04
Graphe
Avec :
de l’énoncé
( )
G
A
s
d
.
1
)
1
.(
ω
γ
γ
+
−
=
17,50
18,00
18,50
19,00
19,50
20,00
20,50
21,00
21,50
10 11 12 13 14 15 16
teneur en eau %
poids
spécifique
kN/m3
courbe à 5% d'air
courbe à saturation 100%
courbe essai proctor
30. 06/09/12 Compactage 30
5) Estimer la contrainte totale sous un remblai de ce sol de 20 m de hauteur ?
ω
γ
γ
+
=
1
d
Exercice d’application
96 % . γd max = 96% . 19,52
Compactage relatif γd =
densité totale γ =
γ = γd . (1+
ω)
18,74 . (1 + 12,20 %) = 21,03 kN/m3
la contrainte totale : σ = γ . H
21,03 x 20 σ = 420,6 kN/m2
γd = 18,74 kN/m3
Comme :
⇒
σ = γ . H =
σ
20m γ
31. 06/09/12 Compactage 31
Exercice d’application
6) Quels sont les indices de vides et le degré de saturation de ce sol ?
e = γs
(1/ γd
- 1/γS
) = 26,7 .(1/18,74 - 1/ 26,7)
e = 0,425
Comme :
G . ω = S . e S = 2,67 x 12,20 % / 0,425
S = 76,64 %
