Analyse granulométrique d’un Échantillon de Sol

Analyse granulométrique d’un Échantillon de Sol

Comprendre l’analyse granulométrique d’un Échantillon de Sol

Un projet de construction nécessite une analyse du sol pour déterminer sa composition et ses propriétés.

Une étude granulométrique est demandée pour caractériser un échantillon de sol prélevé sur le site.

Objectifs de l’Exercice :

  • Déterminer la distribution granulométrique de l’échantillon.
  • Classer le sol selon les normes en vigueur.
  • Évaluer l’adéquation du sol pour le type de construction envisagé.

Données Fournies :

  1. Description de l’Échantillon :
    • Poids total de l’échantillon sec : 500 g.
    • Origine : sol superficiel, profondeur de prélèvement 0-30 cm.
  2. Résultats du Tamisage :
    • Tamis 20 mm : 10 g.
    • Tamis 10 mm : 40 g.
    • Tamis 2 mm : 100 g.
    • Tamis 0.5 mm : 150 g.
    • Tamis 0.063 mm : 180 g.
    • Passant 0.063 mm : 20 g.
  3. Données Complémentaires :
    • Humidité naturelle du sol : 12%.
    • Densité des grains : 2.65 g/cm³.

Questions :

  1. Analyse Granulométrique :
    • Construire la courbe granulométrique en représentant les pourcentages passants en fonction des diamètres des tamis.
    • Calculer les pourcentages pondéraux de chaque fraction granulaire.
  2. Classification du Sol :
    • Utiliser la courbe granulométrique pour classer le sol (sable, limon, argile, etc.).
    • Discuter de la présence de graviers, sables, limons ou argiles.
  3. Interprétation pour la Construction :
    • Évaluer la perméabilité du sol basée sur la granulométrie.
    • Discuter de l’adéquation du sol pour supporter des fondations ou d’autres structures.
  4. Considérations Supplémentaires :
    • Comment l’humidité naturelle et la densité des grains influencent-elles les propriétés du sol?
    • Quelles précautions prendre pour un sol avec les caractéristiques obtenues?

Correction : analyse granulométrique d’un Échantillon de Sol

1. Calcul des Pourcentages Pondéraux de Chaque Fraction Granulaire

Nous calculons les pourcentages pondéraux pour chaque taille de tamis :

  • Tamis 20 mm :
    \[ \frac{10 \, \text{g}}{500 \, \text{g}} \times 100 = 2\% \]
  • Tamis 10 mm :
    \[ \frac{40 \, \text{g}}{500 \, \text{g}} \times 100 = 8\% \]
  • Tamis 2 mm :
    \[ \frac{100 \, \text{g}}{500 \, \text{g}} \times 100 = 20\% \]
  • Tamis 0.5 mm :
    \[ \frac{150 \, \text{g}}{500 \, \text{g}} \times 100 = 30\% \]
  • Tamis 0.063 mm :
    \[ \frac{180 \, \text{g}}{500 \, \text{g}} \times 100 = 36\% \]
  • Passant 0.063 mm :
    \[ \frac{20 \, \text{g}}{500 \, \text{g}} \times 100 = 4\% \]

2. Construction de la Courbe Granulométrique

Pour la courbe granulométrique, nous devons tracer les pourcentages cumulatifs passants en fonction des diamètres des tamis.

  • Cumul des pourcentages :
    • 20 mm : 100% – 2% = 98%
    • 10 mm : 98% – 8% = 90%
    • 2 mm : 90% – 20% = 70%
    • 0.5 mm : 70% – 30% = 40%
    • 0.063 mm : 40% – 36% = 4%
    • < 0.063 mm : 4% – 4% = 0%
courbe granulometrique

3. Classification du Sol

La courbe montre une forte décroissance initiale, indiquant un pourcentage significatif de particules plus grosses que les sables fins.

Le plat de la courbe après le tamis de 2 mm suggère une quantité moins importante de fines particules.

Voici les déductions que nous pouvons faire :

  • Graviers (> 2 mm): Le sol contient une faible quantité de graviers, comme l’indique le pourcentage initial de particules retenues par le tamis de 20 mm.
  • Sables (0.063 mm – 2 mm): La majorité du sol est composée de sable, ce qui est évident par la grande quantité de matière passant les tamis de 2 mm et retenue par les tamis plus fins jusqu’à 0.063 mm.
  • Limons et argiles (< 0.063 mm): Il y a très peu de particules de taille inférieure à 0.063 mm, indiquant une faible présence de limons et d’argiles.

4. Interprétation pour la Construction

  • Perméabilité:

Le sol sableux est généralement bien drainant, ce qui implique une bonne perméabilité.

C’est avantageux pour des structures nécessitant un drainage efficace pour éviter la pression de l’eau souterraine.

  • Fondations:

Les sols sableux, s’ils sont bien compactés, peuvent fournir un support adéquat pour les fondations.

Cependant, en raison de la faible cohésion, ils peuvent nécessiter des fondations plus profondes ou des traitements de sol pour améliorer la stabilité.

5. Considérations Supplémentaires

  • Humidité naturelle et densité des grains:
    • L’humidité naturelle du sol affecte sa compaction et sa portance. Un sol humide peut se compacter davantage, mais peut également subir des changements de volume avec des variations d’humidité.
    • La densité des grains influence la capacité de charge du sol. Un sol avec une densité de grains élevée tend à être plus stable et capable de supporter des charges plus lourdes.
  • Précautions:
    • Évaluer la variation de l’humidité du site tout au long de l’année pour anticiper les changements de volume du sol.
    • Considérer le compactage du sol comme une étape clé de la préparation du site.
    • Si nécessaire, étudier la possibilité de stabiliser le sol avec des additifs ou en utilisant des techniques de renforcement du sol pour les fondations.

Analyse granulométrique d’un Échantillon de Sol

D’autres exercices de géotechnique:

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