UN MANUEL D ESSAIS DE GEOTECHNIQUE Mehrez KHEMAKHEM Zouheir Bouarada ISET de Sfax - BP 9 B - 3099 El Bustan Sfax - Tunisie Mail : mehrez.khemakhem@isetsf.rnu.tn Thématique : l enseignement de la géotechnique en Afrique Cet article abordera une présentation du contenu d un projet de manuel didactique en phase de finalisation intitulé «Essais et Mesures en Géotechnique». 1/ Présentation : Ce manuel traite d un grand nombre d essais de laboratoire ou in situ utilisés en géotechnique. L objectif étant de vulgariser la pratique des essais géotechniques et en particulier les plus importants pour le contexte Africain. Tous les essais seront traités conformément aux normes en vigueur. Le manuel comportera un fascicule et un CD. Il est constitué de trois éléments complémentaires : - Un document format papier qui reprend les essais un par un dans tous les détails de chacun et ceci conformément à la norme de l essai (exemple en annexe 1). - Un document en format Excel comportant la fiche de calcul de chaque essai (exemple en annexe 2). - Un document en PowerPoint résumant les essais un par un et comportant une animation vidéo de la pratique de chaque essai. Il servira comme aide pour la compréhension de la version papier. Il peut être aussi un outil de formation théorique avant de passer à la pratique (exemple en annexe 3). 2/ Contenu du manuel : Le manuel traite les parties suivantes : - Les différentes étapes et la réalisation d une compagne géotechnique - Les essais de laboratoire (Identification) : Analyse granulométrique par tamisage à sec après lavage, Analyse granulométrique par sédimentation, Masse volumique des particules solides, Détermination des limites d'atterberg (A la coupelle de Casagrande Au cône Au rouleau), Perméabilité à charge variable, Teneur en matières organiques, Teneur en carbonate, Bleu de méthylène, Limite de retrait - Les essais de laboratoire (Essais Mécaniques) : Essai œdométrique, Essai de cisaillement rectiligne à la boîte, Essai de gonflement à l'œdomètre, Essai de fluage à l'œdomètre Page 1 sur 8
- Les essais de la géotechnique routière (étude et contrôle) : Essai PROCTOR, Essai CBR, Masse volumique par densitomètre à membrane, Masse volumique par le cône de sable - Les essais in situ (les plus pratiqués) : Essais pressiométrique Ménard, L essai au pénétromètre statique, l essai au piézocône, l essai SPT La matière première de ce manuel est prête. Elle sera améliorée en contenu et surtout en présentation. D autres essais peuvent être joints à la liste. Ce manuel, s il trouvera des parrains ou sponsors, sera distribué gratuitement aux divers destinataires (étudiants, ingénieurs, techniciens, laboratoires,.) dans plusieurs pays francophones Africains (Tunisie, Algérie, Maroc, Sénégal, Congo, Cameroun, Mauritanie, Mali, Madagascar, ). ANNEXES : Ci-joint à cet article, un exemple de fichier Word, un diaporama, une vidéo liée au diaporama (cette vidéo n est qu un exemple, les vidéos du CD sont un peu différents avec une correction de l orthographe). Page 2 sur 8
ANNEXE 1 La masse volumique d'un matériau en place Méthode au densitomètre à membrane NF P 94-061-2 OBJECTIF : Déterminer in situ la masse volumique apparente des sols à l'aide d'un densitomètre à membrane. Cet essai est destiné aux sols de diamètre < 50 mm PRINCIPE : On mesure le volume d'un trou, de 1 à 3 litres, creusé dans le sol et connaissant le poids du matériau extrait, on détermine la masse volumique en place du matériau étudié. EQUIPEMENTS NECESSAIRES : Un densitomètre à membrane de volume minimal de 3000 cm3 composé comme l'indique la (fig.1). Figure 1 Des outils pour creuser (pèle, pioche, ) Des récipients pour recueillir les matériaux extraits du trou (de 3 à 5 litres) à fermeture étanche. Balance. Etuve MODE OPERATOIRE : Décaper le sol à l'endroit voulu jusqu'au niveau de la couche dont on veut mesurer sa masse volumique. Bien aplanir la surface suivant un carré de 30 cm de coté environ. Placer sur le sol la plaque de référence et la maintenir en place à l'aide des quatre clous - crochets (fig.2). Enlever la plaque de transport et fixer le densitomètre sur la plaque de référence. Baisser le piston en appuyant sur la poignée avec une pression minimale de 5 kpa et noter la lecture, soit (V 0 ) (fig.3). Retirer l'appareil et le poser sur la plaque de transport. Page 3 sur 8
Creuser le sol à l'intérieur de l'évidement de la plaque et recueillir soigneusement tout le terrain extrait du trou dans un récipient étanche. Le trou aura 12 à 15 cm de profondeur et la masse extraite > 1500 g. Ce matériau sera par la suite pesé, soit (M) (fig.4). Replacer l'appareil sur la plaque de référence et abaisser le piston pour appliquer la membrane contre les parois du trou. Noter la lecture, soit (V1) (fig.5). Déterminer au laboratoire la teneur en eau du sol, soit (w). Figure 2 Figure 3a Figure 3b Figure 4a Figure 4b EXPRESSION DES RESULTATS : Figure 5 Le volume du trou est : V = V 1 - V 0 ( cm 3 ) M La masse volumique (g / cm 3 ) V Si on connaît la teneur en eau : (g / cm 3 ) d 1 w Page 4 sur 8
ANNEXE 2 2Fiche de saisie sur Excel Page 5 sur 8
ANNEXE 2 2Fiche des résultats sur Excel Page 6 sur 8
OBJECTIF PRINCIPE EQUIPEMENT MODE ANNEXE 3 2Exemple de la diaporama ESSAIS DE LABORATOIRE DE GEOTECHNIQUE MASSE VOLUMIQUE D UN MATERIAU EN PLACE DENSITOMETRE A MEMBRANE NF P 94-061-2 OBJECTIF : Déterminer in situ la masse volumique apparente des sols à l'aide d'un densitomètre à membrane. OPERATOIRE RESULTATS PRINCIPE : On mesure le volume d'un trou, de 1 à 3 litres, creusé dans le sol et connaissant le poids du matériau extrait, on détermine la masse volumique en place du matériau étudié. Sommaire 1 ESSAIS DE LABORATOIRE DE GEOTECHNIQUE OBJECTIF PRINCIPE EQUIPEMENT EQUIPEMENTS NECESSAIRES: Des récipients pour recueillir les matériaux extraits du trou (de 3 à 5 litres) à fermeture étanche. Des outils pour creuser:( pèle, pioche,.. ) MODE OPERATOIRE RESULTATS Balance Etuve Densitomètre à membrane Sommaire 2 Page 7 sur 8
ESSAIS DE LABORATOIRE DE GEOTECHNIQUE MODE OPERATOIRE : OBJECTIF PRINCIPE EQUIPEMENT MODE OPERATOIRE RESULTATS Clique sur l image EXPRESSION DES RESULTATS : Le volume du trou est : La masse volumique: V = V 1 - V 0 ( cm 3 ) 1 w M = Masse du sol extrait du trou. d M V ( g / cm 3 ) ( g / cm 3 ) Sommaire 3 ESSAIS DE LABORATOIRE DE GEOTECHNIQUE EXEMPLE DE RESULTAT: OBJECTIF PRINCIPE EQUIPEMENT MODE OPERATOIRE RESULTATS Sommaire 4 Page 8 sur 8