Le document traite des propriétés physiques, de la classification et du compactage des sols, en se concentrant sur leur structure, la taille des particules et l'influence de l'eau. Il présente des méthodes d'identification et de prélèvement d'échantillons, ainsi que des techniques d'analyse granulométrique et d'évaluation de la compacité. Enfin, il aborde la classification des sols fins et les essais de compactage, soulignant l'importance de ces facteurs pour la mécanique des sols.

1. Le sol, milieu particulaire Objectifs du chapitre : connaître la structure d'un sol apprendre à nommer et classifier un sol comprendre le comportement d'un sol lors d'un compactage

2. Le sol, milieu particulaire 1- Propriétés physiques Notion de sol en mécanique

3. Description

4. Identification

5. Influence de l'eau dans les sols fins

6. Caractérisation fine des sols 2- Classification des sols Classification des sols fins

7. Classification synthétique 3- Le compactage

8. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage

9. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Un sol c'est quoi ? Toutes couches meubles formées de particules non cimentées Taille des particules inférieure à 200 mm 1-1 Notion de sol en mécanique

10. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Entre chaque particule présence de vides Vides remplis eau 1-2 Description d'un sol air Représentation schématique : V t V v V a V w V s P t P a P w P s

11. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Porosité : a) Relation de volume Permet de caractériser l'importance du V v Mais lors d'une déformation : V v et V t varient, n n'est plus adaptée Indice des vides : V s indéformable

12. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Poids volumique apparent : b) Relation de poids Poids volumique sec : Poids volumique du solide : Poids volumique de l'eau :

13. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage A l'état naturel c) L'eau dans le sol Jamais sec ! Notamment en Normandie Humide : V v partiellement rempli d'eau Saturé : V v totalement rempli d'eau Teneur en eau : Saturation : 0 < SR < 1

14. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Selon Archimède, « la résultante des pressions sur le pourtour d'un volume est égale au poids du volume d'eau déplacé et est dirigé vers le haut. » 0 0 Tous les grains sont soumis à un déjaugeage sat  w 

15. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage 1-3 Essais d'identification objectif Détermination des caractéristiques g , w, ... En laboratoire In-situ Prélèvement des échantillons Mesures en laboratoire Mesures in-situ

16. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage a) Techniques de prélèvement d'échantillons Méthode du poinçonnement Mesure de w, g h Échantillons intacts

17. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Méthode de prélèvement massive Échantillons remaniés Gros volumes

18. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Prélèvement par forage Échantillons intacts Carottier

19. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Prélèvement par forage Échantillons intacts Gros volumes

20. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Prélèvement par forage Rock Quality Designation L h i h i h i h i h i

21. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage b) Mesures en laboratoire Mesure de la part d'eau contenue dans l'échantillon Mesure de la teneur en eau étuve

22. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Valeur statistique de la répartition des grains en fonction de leur diamètre Étude dimensionnelle, granulométrie f > 80 m m : Tamisage (NF P 94-056) f < 80 m m : Sédimentométrie (NF P 94-057)

23. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Interprétation des courbes granulométriques Si tous les grains ont le même diamètre % 2 équilibres stables orthogonal tétraédrique n = 0,48 n = 0,26 Valeurs de n trop fortes Recherche de sols mieux gradués

24. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Interprétation des courbes granulométriques Si le sol est mieux gradué courant pauvre en fines Manque f riche en fines

25. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Caractéristiques numériques Position Forme Courbure Diamètre efficace

26. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Compacité d'un sol (NF P 94-059) Masse volumique minimale Masse volumique maximale Indice de densité

27. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage c) Mesures in-situ Méthode du densitomètre à membrane

28. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Sonde à photons Gamma (TROXLER) Mesure de la densité du sol et de sa teneur en eau Utilisation en technique routière pour le contrôle de chaussée

29. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage 1-4 Influence de l'eau dans les sols fins Concerne la fraction de sol < à 0,40 mm Formation de pâtes avec l'eau

30. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Dans la pratique, 3 états : Les limites correspondent à des teneurs en eau Elles sont appelées Limites d'ATTERBERG

31. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Détermination de la limite de liquidité W l Coupelle de CASAGRANDE Limites d'ATTERBERG

32. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Détermination de la limite de plasticité W p Boudin de sol

33. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Les limites d'ATTERBERG permettent de définir : Indice de plasticité Indice de consistance Indice de liquidité W n est la teneur en eau du sol

34. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Essai d'équivalent de sable (NF P 18-598) 1-5 Caractérisation fine des sols Détermination de la proportion de sol fin (argile + limon) et de sol grenu (sable) h' 2 h 2 h 1 Grains de sable sédimentés Floculat de particules fines Niveau supérieur du floculat

35. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Activité des argiles Mise en évidence de l'influence des propriétés colloïdales des sols très fins (argiles) sur les limites d'ATTERBERG % d'argile Ip 100% Illite : IA = 1 Kaolinite : IA = 0,42 100% 42% 133% Montmorillonite : IA = 1,33

36. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Valeur au Bleu (NF EN 933-9) Mesure de l'argilosité d'un sol Fixation de bleu de méthylène à la surface des grains de sol Plus le sol est fin, plus la surface spécifique est importante Observation d'une tâche sur un buvard

37. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Autres essais Teneur en carbone (NF P 94-048) Proportion de CaCO 3 Teneur matières organiques Méthode chimique (NF P 94-055) Méthode par calcination (NF P 94-047) État d'humidification des sols organiques – essai VON POST (NF P 94-058)

38. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage

39. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage 2-1 Classification des sols fins de CASAGRANDE

40. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage 2-2 Classification synthétique NF P 11-300 3 critères de classement Paramètres de nature Paramètres de comportement mécanique Paramètres d'état D max Tamisat à 80 m m Tamisat à 2 mm Indice de plasticité Valeur au bleu Valeur LA Valeur MDE Valeur FS Teneur en eau IPI

41. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Paramètres de nature 1 er niveau de classification D max + Tamisat à 80 m m Paramètres de nature 2 ème niveau de classification VBS + Tamisats + Ip Classe A : fins B : sableux C : avec fines D : insensibles à l'eau R : rocheux F : organiques Sous- classe A1 A2 A3 A4 Paramètres d'état 3 ème niveau de classification Wn + IPI Sous- classe A1th A1h A1m A1s A1ts

42. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage

43. 1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage 3-1 Essai PROCTOR Grains de sol rapprochés Déformation moindre du sol Capacité portante améliorée Réduction du volume des vides Vv Augmentation de g d (poids volumique sec) Compactage par engins lourds L'état de compaction d'un sol pourra être caractérisé par son g d