Caractérisation géotechnique des matériaux basalte, quartzite, silexite, calcaire et grès

Les granulats sont le constituant de base de tous travaux de Génie Civil. Il est donc important de maîtriser l’ensemble de leurs propriétés (et influences) ; tant du point de vue de leurs élaborations, que de leurs utilisations (mise en œuvre) ; et ce, afin de maîtriser au mieux le coût tout en respectant des critères de qualité. La genèse des gisements conditionne les propriétés intrinsèques (résistance, porosité, etc.) des granulats. Par contre, les caractéristiques géométriques (granularité, forme, etc.) et de propreté sont fonction du processus d’élaboration. Dans ce chapitre, il s’agira de caractériser les granulats selon les normes NF EN 933-1, NF EN 933-3, NF P 18 540, NF EN 933-8, NF EN 933-9+A1, NF EN 1097-3, NF EN 1097-6, NF EN 1097-1 et NF EN 1097-2.

Essai d’évaluation de la quantité d’éléments calcaires présents dans le silexite

Cet essai consiste à évaluer la quantité d’éléments calcaires présents dans un échantillon de silexite 8/16 donné. On effectue une pesée de trois kilogrammes de silexite 8/16. Par triage manuel, on sélectionne les éléments calcaires et on rapporte leur masse par 3 kg (masse totale silexite 8/16 + éléments calcaires). On répète cette opération à cinq reprises et on calcule la moyenne. Le tableau ci-après (Tableau 11) nous donne les résultats obtenus. Ces résultats montrent que dans un échantillon de silexite 8/16, il y a environ 21 % d’éléments calcaires. En effet, les silexites sont des roches hypersiliceuses se présentant sous forme de rognons ou groupées en passés plus ou moins horizontaux dans les niveaux phosphatés de la région de Taïba. Ces niveaux phosphatés se sont formés à partir du Paléocène pour se développer ensuite à la base de l’Eocène. De l’Oligocène au Mio-Pliocène, une émersion des couches provoque une forte altération. Cette altération de type latéritique a provoqué la formation des phosphates alumino-calciques et alumineux sauf en quelques endroits où le dépôt reste intact sous forme de phosphate tricalcique.

Détermination de la granularité — Analyse granulométrique par tamisage

L’essai (NF EN 933-1) consiste à diviser et à séparer un matériau en plusieurs classes granulaires de dimensions décroissantes au moyen d’une série de tamis (Illustration 1, figure1). Les masses de grains retenues sur les différents tamis sont rapportées à la masse initiale de matériau. Les pourcentages cumulés à travers chaque tamis sont présentés sous forme numérique (Annexe A.1) et si nécessaire sous forme graphique (Figures 4, 5 et 6). La figure 5 représentant les courbes granulométriques du Basalte 3/8, Quartzite 3/8, Silexite 3/8 et Calcaire 3/8, montre une granulométrie continue sur toutes les classes granulaires. On note une présence de 10 % de silexite de diamètres inférieurs à 3 mm. Les classes 0/3 des granulats (basalte, quartzite et silexite) ainsi que le mélange quartzite 0/3 + sable présentent une granulométrie étalée. Le basalte (3/8 et 8/16), le quartzite (0/3, 3/8 et 8/16), le silexite 8/16, le calcaire (3/8 et 5/15) et le sable de dune sont bien gradués (continuité bien répartie) par opposition aux autres classes granulaires des mêmes matériaux.

La finesse d’un sable peut être caractérisée par le module de finesse MF selon la norme NF P 18 540. Le module de finesse d’un sable est égal au 1/100e de la somme des refus cumulés exprimés en pourcentages, sur différents tamis (0,16 – 0,315 – 0,63 – 1,25 – 2,5 et 5 mm). De préférence, pour qu’un sable soit admis dans la composition du béton, son module de finesse doit être compris entre 2,20 et 2,80 (Tableau 13). Silexite 0/3 2,512 AB Grès 0,853 CD Bétons courants Ces résultats montrent que le basalte 0/3, le mélange basalte 0/3 + sable de dune, le quartzite 0/3, le mélange quartzite 0/3 + sable dune, le silexite 0/3 et le sable de dune peuvent être utilisés dans les bétons d’ouvrages d’art et de bâtiment et aussi dans les bétons courants car ayant un code A et B. Par contre le sable de dune et le grès ne peuvent être utilisés que dans les bétons courants.

L’essai s’effectue sur les gravillons entre 4 et 14 mm et entre 25 et 50 mm (NF EN 1097-1). Il consiste à mesurer l’usure produite par le frottement entre les granulats et par une charge abrasive dans un cylindre rotatif dans des conditions définies (Illustration 5, Figures 10 et 11). Les valeurs du coefficient micro-Deval des échantillons de basalte (3/8 et 8/16), quartzite (3/8 et 8/16) et de silexite sont inférieures à 25 % donc ces granulats satisfont aux spécifications de la norme NF P 18 545. Cependant, les échantillons de calcaire 3/8 et 5/15 ont des valeurs du coefficient micro-Deval supérieures à 25 % et ne répondent donc pas aux exigences de cette norme.