La géotechnique

Histoire[modifier]

Au début des années 1930, M. Proctor trouva une solution pour déterminer la densité maximum des sols. Il trouva que dans un environnement contrôlé (pour un volume contrôlé), le sol pouvait être compacté jusqu'à un point où il n'y aurait plus d'air présent dans le sol, simulant les conditions d'un sol in situ. À partir de là, la densité sèche pouvait être déterminée en mesurant simplement le poids du sol avant et après compaction, calculant la teneur en eau et la densité sèche.

Mode opératoire[modifier]

L'essai consiste à tester la compacité du sol pour une teneur en eau variable. L'optimum est alors déterminé par le point maximal de la courbe qui donne la teneur en eau optimale pour une compacité maximum.

Pour bien comprendre le test, il suffit de faire l'expérience sur une plage : en allant vers la mer, le sable en amont est très sec. On s'enfonce facilement dedans. Sa compacité est très faible. Plus on avance vers la mer, plus la teneur en eau augmente, et moins on s'enfonce en marchant sur le sable jusqu'à obtenir une compacité optimum. Le sable est alors très dur sous les pieds (il est proche de la saturation: il n'y a presque plus d'air présent dans le sol). Ensuite, quand on s'approche encore de la mer, on s'enfonce de nouveau. Le sable est saturé en eau et sa compacité est amoindrie. La courbe déterminée par l'essai Proctor diminue alors. Ce résultat dépend de chaque sol et n'est donc pas théorique mais expérimental.

La masse volumique maximale et la teneur en eau optimale sont déterminées à partir des résultats de cet essai. Les sols sont testés in situ pour obtenir la "dry bulk density". Le résultat est divisé par la densité sèche maximale pour obtenir la compacité relative du sol en place .

LE COMPACTAGE DES SOLS

1. GENERALITES

Le compactage est l’ensemble des mesures prises pour augmenter la densité apparente sèche du sol traité. Ce qui conduit à réduire son volume apparent (par diminution de l’indice des vides).

Cette densification n’est pas un but en soi. Elle est recherchée parce qu’elle entraîne d’autres

conséquences :

La première, liée à la notion de compacité, est la suppression ou du moins la limitation des

tassements. Cet objectif, qu’il soit spécialement recherché ou non, est toujours atteint ou au

moins partiellement par le compactage,

La deuxième conséquence est la diminution de la perméabilité de la couche traitée afin de

s’opposer à l’écoulement de d’eau,

Une troisième conséquence possible du compactage est l’amélioration des caractéristiques

mécaniques qui en résultent généralement : portance et module de déformation, résistance à la

compression et au poinçonnement, résistance au cisaillement.

Pour les sols fins, une réserve s’impose, une augmentation de compacité pouvant à des teneurs en eau

élevées, entraîner une diminution brusque de la portance et du module de déformation.

On examinera dans ce chapitre successivement :

L’influence de certains paramètres sur le compactage au laboratoire et sur le chantier ;

Le compactage au laboratoire et le compactage in situ ;

L’effet du compactage sur les propriétés hydrauliques et mécaniques du matériau traité ;

2. FACTEURS D’INFLUENCE

2.1. Influence de la teneur en eau : courbes de compactage

C’est en 1933 que l’Ingénieur américain PROCTOR mit en évidence l’influence de la teneur en eau et de

l’énergie de compactage sur le poids spécifique sec d’un sol grâce à l’essai qui porte son nom : Essai

proctor

En effet pour une énergie de compactage donnée, si l’on fait varier la teneur en eau d’un échantillon

de sol et l’on représente graphiquement la variation du poids spécifique sec _ Q en fonction de cette

teneur en eau, on obtient une courbe en cloche qui représente un optimum appelé OPTIMUM

PROCTOR.

Ce phénomène s’explique aisément ; Lorsque la teneur en eau est élevée (partie droite de la courbe),

l’eau absorbe une partie importante de l’énergie de compactage sans aucun profit de plus elle occupe la

place des grains solides (aucun tassement possible). Par contre pour des teneurs en eau raisonnable,

l’eau joue un rôle lubrifiant non négligeable et la densité sèche augmente avec la teneur en eau (partie

gauche de la courbe).

Pas assez d’eau : l’énergie de compactage se Trop d’eau : l’énergie de

dissipe à cause des frottements entre => pas ou compactage passe dans l’eau

peu de consolidation => pas ou peu de consolidation

Fig.3.1 Courbe de compactage pour une énergie de compactage donnée.

2.2. Influence de la nature du sol

De façon générale, la courbe Proctor est très aplatie pour les sables et par contre présente un maximum

très marqué pour les argiles plastiques.

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