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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
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INTRODUCTION
PRINCIPE DE L’ESSAI
• Cet essai simule la pression appliqué par
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Cette surcharge engendre un mouvement
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• 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
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directement sur sa
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L’indice C.B.R.
immédiat
• Il caractérise
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Les routes sont des ouvrages public il ont donc un impacte vitale sur l’économie d’un
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GENERALITE SUR LES ROUTES
GENERALITE SUR LES ROUTES
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Couche de surface
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Il existe plusieurs méthodes de dimensionnement, parmi ces méthodes :
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• Détermination des diffèrent indice CBR :
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immersion est d’étudie le comportement de se sol dans des conditions critiques telle que :
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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
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Méthode CBR:
𝒆 =
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e : épaisseur de chaque couche avec son Indice
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P : charge par roue 6.5Ton (essieu de 13.5 t)
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la relation suivante :
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RESULTATS ET DISCUSION
Dimensionnement d’une chaussées
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Méthode CBR:
-1- Cette méthode ne tient pas compte
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-2- Cette méthode exige l’indice CBR
de touts les matériaux du corps de
chaussé ainsi que du sol naturel
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-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
RESULTATS ET DISCUSION
• 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
RESULTATS ET DISCUSION
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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L'essai et la méthode CBR

  • 1. 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
  • 2. PLAN DE TRAVAIL Introduction Principe de l’essai Généralités sur les routes Matériels et Méthodes Résultats et Discutions Conclusion
  • 3. 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
  • 4. 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.
  • 5. • 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
  • 6. 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
  • 7. 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
  • 8. 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 : GENERALITE SUR LES ROUTES
  • 9. • 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
  • 10. • 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 MATERIELS ET METHODES
  • 11. 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 MATERIELS ET METHODES
  • 12. 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 :
  • 13. • 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) RESULTATS ET DISCUSION REMARQUE : A la différence du Protocol Opératoire les 3 indices ce calcul de la même maniéré
  • 14. 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 RESULTATS ET DISCUSION Dimensionnement d’une chaussées
  • 15. 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 RESULTATS ET DISCUSION
  • 16. • 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 RESULTATS ET DISCUSION
  • 17. 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 :
  • 18. 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.