J. LESAVRE J. LESAVRE

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2 Courbe granulométrique: caractérisation 2

3 Fuseau granulométrique DTU 64-1(1998) En dessous de 0,08 mm: fines d60 0,95 CU = = = 5 d60 3,5 d CU = = = 1, ,19 d10 2 0,19 mm 0,95 mm 3

4 Fuseau granulométrique DTU 64-1(2007) Même courbe DTU 64-1 en 1998 et 2007 Plus de tracé au niveau des fines 4

5 Granulométrie du sable à béton (québec) 100 Argile Silt Sable Gravier Fin Moyen Gros. Fin Grossier Pourcentage passant D 10 = 0,25 mm D 60 = 0,94 mm C u = 3,76 D 10 = 1,00 mm D 60 = 4,00 mm C u = 1, Pourcentage retenu Dimension des particules en mm 5

6 Perméabilité: relation K=f(d 10 ) perméabilité (m/s) 2,50E-03 2,00E-03 1,50E-03 1,00E-03 Perméabilité des sables: visualisation de la formule de Hazen K(cm/s)= A(d 10 ) 2 (formule de Hazen valable avec d en cm et K cm/s pour CU<5 et d10< 3mmm d'après Lancastre. 10 A varie de A=46 sable argileux à A= 142, généralement on prend A =100, A= 142 A= 120 A= 100 A=90 A=83 A= 80 A= 60 A= 46 K=0,0553/(6,7/(d10^2)) sable siliceux 5,00E-04 sable argileux 0,00E d 10 (microns) Grant.xls

7 TEST D'INFILTRATION (détermination du temps de GRANT) appareillage expérimental géogrille Mode opératoire Saturer la colonne jusqu'à obtention d'un temps de filtration ti constant Réaliser 5 mesures de ti et prendre la moyenne Temps de GRANT (Tg) = = 5 1 i 5 i = 1 ti 7

8 TEST D'INFILTRATION (détermination du temps de GRANT) Calcul du temps de Grant (Tg) Temps de GRANT (Tg) = = 5 1 i 5 i = 1 ti Choix des sables Tg ε [ 50s- 150s] 8

9 Relation Tg, K, d 10 Relations Tg, Perméabilité K, diamètre efficace d 10 0,0553 Tg 6,7 Tg [K = ; d 10 = ; K =8, d 10 ²] Tg (seconde) K (m/s) d10(mm) 50 1, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,21 Tg [ 50s s] K [1, , m/s] d 10 [ 0,37mm - 0,21mm] 9 Grant.xls

10 Note : K ε [1, , m/s] K ε [3,96 m/h - 1,33 m/h] EN SATURÉ débit minimum pour le «flaquage» # 1 m 3 /h par m 2 de lit 10

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12 TENEURS EN FINE (1) Sable avec d10 # 0,20 mm 12

13 TENEURS EN FINE (2) Sable avec d10 # 0,35 mm 13

14 ESSAIS D'IDENTIFICATION DE LA TENEUR EN FINES Mode opératoire 1 préparation 2 agitation quelques minutes 3 décantation minutes Sable 150g 3/4 1/4 % de sable = h h 1 2 x 100 % de fines h 2 - h1 = x 100 h 2 eau fines % de sable > 95% h 2 sable h 1 14 (d'après Hichame Guellaf/rapport ESEM-Cemagref)

15 Fuseau granulométrique DTU 64-1 (1998) En dessous de 0,08 mm: fines h 1 h 2 d60/d10=cu 15

16 Equivalent sable (ES) Equivalent sable à vue (ESV) expérience normalisée ES mesure au piston ESV mesure à la règle Conditions opératoires: solution lavante (repère 1) 120g de sable solution lavante (repère 2) agitation laisser au repos 20 minutes ESV = 100. h 1 h 2 La tolérance sur le temps de repos est faible (plus ou moins 10 sec) car la hauteur du floculat dépend fortement de 16 celui-ci. h h 1 2

17 Test au bleu de méthylène L essai au bleu de méthylène: l «essai au bleu», est utilisé en pour déterminer la propreté d'un sable, d'un granulat, d un sol et les différents types d argiles qu'il contient. Le bleu de méthylène est en effet absorbé préférentiellement par les argiles du type montmorillonites(argiles gonflantes) et les matières organiques.. On appelle valeur de bleu VB d'un sable (MB dans la norme européenne), la quantité en gramme de bleu de méthylène adsorbée par 1 kg de fraction 0/2 mm du sable 17

18 Le test au bleu de méthylène Préparation de l échantillon: Séchage sable à 110 C, refroidi et tamisé à 2 mm Pesage (minimum 200g), masse M1 Mélange dans 500 ml d eau distillée (déminéralisée) Agitation: 600tr/mn (5 ) puis 400 tr/mn Mesure: Injection de 5 ml de bleu Prélèvement et dépôt sur papier filtre (taille de la tache 8-12mm) Test positif si auréole bleue pâle de 1mm 18

19 Bleu de méthylène 19

20 Sable: proposition de caractéristiques Sable roulé et lavé 0,25 mm < d 10 < 0,40 mm Cu<5 (3 < Cu < 6 annoncé également) Teneur en calcaire < 5 % en CaCO 3 0,25 < d 10 < 0,30 mm 2,5 0,30 < d 10 < 0,40 mm 3 Teneur maximale en fine (% en masse) 20

21 Mise en œuvre du sable 21

22 Arrangement granulométrique ❶ grains identiques arrangement densité Porosité (%) (a) Cubic simple Π/6 (0,5236) 47,64 (b) Cubic tetrahedral Π/3 3 (0,6046) 39,54 (c )Tetragonal sphénoidal 2Π/9 (0,6981) 30,19 (d) Pyramidal Π/3 2 (0,7405) 25,95 (e) Tetrahedral Π/3 2 (0,7405) 25,95 22 Sable.ppt

23 Arrangement granulométrique ❷ grains de tailles différentes 23 Sable.ppt

24 Comportement du sable degré de serrage Le degré de serrage influence notamment: le tassement du massif la porosité 24 Source A. Lienart et al.

25 Comportement du sable degré de serrage le tassement du massif? tassement localisé (différentiel) du matériau? planéité de la surface du filtre? mauvaise distribution? surcharge hydraulique localisée Charge réelle = charge théorique x 10 ( 20 ) 25 Source A. Lienart et al.

26 Influence du serrage sur la perméabilité Pourcentage passant Dimension des particules en mm Influence sur le sables fins 26 Source A. Lienart et al.

27 Recommandation de mise en œuvre des sables compactage hydraulique du sable par couche d environ d 20cm compactage réalisé de manière uniforme sur la surface Récupérer des fines entraînées (dispositifs drainés) pour éviter les désordres en aval 27 Source A. Lienart et al.

28 Géosynthétiques géogrilles et films imperméable 28

29 Géosynthétiques - grilles - films (DTU 64-1 août 1998) * CARACTERISTIQUES DES GEOTEXTILES (DTU 1998) Caractéristique Résistance à la traction Allongement à l'effort maximum Norme d'essai EN ISO EN ISO Pour le haut Valeur sens production et travers 12 KN/m 30 % Pour le bas Valeur sens production et travers 6 KN/m 30 % Permittivité Ouverture de filtration G G ,05 s µm 0,03 s µm * GRILLES PLASTIQUES Maille : 1 mm Résistance à la traction: 6 kn/m * FILM IMPERMEABLE nature épaisseur : polyéthylène basse densité : 200 µm ou résistance équivalente 29

30 Géosynthétiques - Géogrilles - films (DTU 64-1 mars 2007) * CARACTERISTIQUES DES GEOGRILLES de séparation sable-gravier de collecte * FILM IMPERMEABLE nature épaisseur : polyéthylène basse densité : 400 µm ou résistance équivalente 30

31 Dispositifs drainés Transition granulométrique Règles de Terzaghi Sable Couche de transition d 15 couche de transition = 5 d 85 couche filtrante Gravier d50 couche drainante d50 d50 couche de transition 10 couche drainante 5 31

32 Transition granulométrique Règles de Terzaghi d 15 couche de transition = 5 d 85 couche filtrante Couche filtrante 0,3 1,5 Couche de transition 1 32

33 Géotextile à l interface couche filtrante-couche drainante Pose d un géotextile en fond de filtre drainé Risque de colmatage par blocage des fines, développement de biomasse 33 Source D. Colin

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35 Colmatage des filtres filtre colmaté Couleur de l eau noire typique d un milieu en anaérobie (précipitation de sulfures Destruction d un filtre colmaté Cause: sable trop fin avec fines 35 SourceR. Philip & D. Colin

36 Mauvaises conceptions (réalisations) Filtre à sable vertical Absence de géosynthétique «en bas» sur terrain fissuré Ne pas utiliser les bandes pour le géotextile «en haut» 36