IDENTIFICATION GEOTECHNIQUE DES SOLS

CLASSIFICATION DES SOLS

 Pour situer un sol dans un groupe de classification, il faut connaître les caractéristiques suivantes : – la granularité du sol qui est la répartition pondérale des grains selon leurs dimensions ; – les limites de consistance (Atterberg) qui sont des valeurs particulières de la teneur en eau du sol marquant son passage aux divers états : solide, plastique, et liquide. Les résultats obtenus au niveau de chaque puits manuel pour chaque type de sol ont permis de considérer les valeurs moyennes obtenues avec les différents essais

 Classification LCPC du sol étudié 

Généralités

 Les systèmes de classification des sols sont nés du besoin des ingénieurs civils de disposer de renseignements suffisamment fiables sur le comportement des sols pour pouvoir prendre des décisions rapides et efficaces, surtout dans les domaines de la construction routière et des infrastructures des pistes d’atterrissage ou des barrages. Les systèmes de classification des sols ont pour but de ranger les sols en familles présentant les mêmes caractéristiques géotechniques ou des caractéristiques très voisines. Ils permettent de grouper de très nombreux échantillons recueillis au cours d’une campagne de sondages et d’établir des coupes géotechniques du terrain. Ces coupes sont précieuses pour l’ingénieur. Elles viennent compléter les données de la géologie, qui n’entraînent pas celles de la géotechnique : des sols de même origine géologique peuvent avoir des propriétés géotechniques très différentes, et réciproquement. Cependant, un système de classification ne peut remplacer ni la reconnaissance géotechnique sur le site ni les essais de mesure des propriétés mécaniques du sol, sur place ou en laboratoire Il existe de très nombreux systèmes de classification des sols : – les uns sont basés sur l’aptitude du sol pour une utilisation particulière en génie civil. Ces classifications présentent en général l’inconvénient de ne pouvoir être étendues à d’autres usages que celui pour lequel elles ont été établies ; 30 – les autres sont basés sur certains essais d’identification. Parmi ces systèmes, plusieurs se réfèrent uniquement à la granularité du sol (diagramme triangulaire, par exemple) et diffèrent par les seuils granulométriques adoptés. D’autres utilisent simultanément la granularité et la plasticité du sol. On décrira ici l’une de ces classifications, dite « classification des laboratoires des ponts et chaussées » ou « classification LPC », qui n’est autre que la classification USCS (Unified Soil Classification System), adaptée aux seuils granulométriques utilisés en France (1965), puis la classification LPC modifiée pour mieux décrire les sols contenant des matières organiques (1974/1980). La classification des sols pour les terrassements routiers, qui est utilisée en France pour les études de terrassements et est souvent utilisée dans les rapports d’études géotechniques de tracés, sera ensuite présentée. (Lo, 2010) 

 Principe 

La classification des sols est basée sur l’analyse granulométrique et les limites d’Atterberg. Elle permet de fournir une définition rapide d’un sol, mais ne donne qu’une idée globale de son comportement mécanique. En France, on utilise la classification du Laboratoire des Ponts et Chaussées (avec des mailles de tamis en mm, cm, et mètres). Cette classification est proche de celle utilisée aux USA classification USCS (Unified Soil Classification System). La coupure granulométrique à 0,080 mm permet de séparer les sols grenus des sols fins : – un sol grenu est constitué de plus de 50 % de grains ayant un diamètre supérieur à 0,080 mm – un sol fin est constitué de plus de 50 % de grains ayant un diamètre inférieur à 0,080 mm On définit un sol par deux symboles. Le premier symbole tient compte de la nature des éléments constituant le sol : – G pour Grave, quand la grave constitue la fraction principale du sol; – S pour Sable, quand le sable constitue la fraction principale du sol; – L pour Limon, quand le limon constitue la fraction principale du sol; – A pour Argile, quand l’argile constitue la fraction principale du sol; – T pour Tourbe, quand la tourbe constitue la fraction principale du sol; – O pour Organique, quand l’échantillon contient des éléments organiques, même en faible quantité. Le deuxième symbole tient compte de la granulométrie – b : pour bien graduée, c’est à dire granulométrie bien étalée, sans prédominance d’une fraction particulière; – m : pour mal graduée, c’est à dire pour une granulométrie discontinue avec prédominance d’une fraction particulière. (Dr. Guettouche Amar, 1975/1980) 

Interprétation des résultats

 L’identification permet de prévoir l’ordre de grandeur de certaines propriétés physiques et mécaniques des sols comme la cohésion, la perméabilité…C’est aussi un excellent indicateur de la déformabilité, de la résistance et de l’ouvrabilité (aptitude au compactage) du sol utilisé comme support (sol de fondation) ou matériau de construction. Elle permet aussi de renseigner sur la susceptibilité du sol à l’érosion ou à la capillarité. Les limites de consistance des sols fins dépendent de la dimension des particules et des propriétés physico-chimiques des minéraux argileux qui les composent. C’est ainsi que le sol étudié est fin puisque la fraction fine (grains dont le diamètre est inférieur à 0,080mm) est supérieure à 50% de l’échantillon total, d’après la classification du LCPC, avec une valeur moyenne des coefficients de Hazen de 35,15 pour Cu et 6,77 comme Cc. Ce qui correspond à une granularité étalée et un échantillon mal gradué. Concernant l’indice de plasticité moyen de l’échantillon, sa valeur est de 10,3 avec une teneur en eau moyenne de 8,32 %. La valeur moyenne de ES montre que le sol est de type argileux avec un risque de gonflement et de retrait (ES moyen est inférieur à 20). Et enfin, la perméabilité moyenne est de 4,73. 10-4 cm /s, ce sol a un drainage plus ou moins bon et par conséquent la zone est imperméable pour des travaux de Génie civil. 

 Sensibilité des sols étudiés aux variations d’humidité 

Ainsi, la classification des sols fins fait appel à deux critères fondamentaux, à savoir le pourcentage des passants aux tamis 0,080 mm, la valeur de l’indice de plasticité et la limite de liquidité. De plus, les sols sont classés d’après la valeur des deux coefficients : Cu et Cc. D’après la valeur moyenne de l’indice de plasticité et celle de la limite liquidité, cet échantillon de sol est une argile peu plastique (Ap-m) en considérant le Diagramme de Casagrande de la classification LCPC. A cet effet, les valeurs des limites d’Atterberg de même que celle de l’indice de plasticité permettent de savoir si un sol sera très sensible aux variations de son humidité ou non ; un sol limoneux ou sableux, à faibles limites de consistance, perdra rapidement sa résistance si sa teneur en eau augmente même peu, alors qu’un sol argileux ne sera que peu sensible aux variations de son humidité. 

 Conclusion Générale et Recommandations

 Ainsi, au terme de notre étude expérimentale, nous pouvons conclure que le sol étudié est de type argileux comportant plus d’éléments fins avec une granulométrie étalée et mal graduée. Ce sol est plus ou moins dense et peu imperméable Les argiles sensibles aux phénomènes de retrait et présentes sous le niveau d’assise des fondations nécessite la mise en œuvre d’une structure parfaitement rigidifiée en béton armé d’une part et la pose de film de polyane d’autre part qui se justifient afin d’éviter les remontées capillaires et la pollution de la nappe. De plus, concernant la réalisation de cette décharge contrôlée, il revient à l’ingénieur de structure de préciser, une fois le projet établi, la limite acceptable des tassements vis à vis de la structure, en général inférieure à 5 cm. Pour la contrainte liée à la nappe : aucune venue d’eau n’a été relevée au droit des puits manuels, sur les profondeurs reconnues (-3,00 m). Il n’est toutefois pas exclu que soient rencontrées des venues d’eau au sein des formations de surface à la faveur des conditions météorologiques et ou en période hivernale. L’entreprise qui réalisera ce projet devra prendre des dispositions constructives pour assurer la bonne tenue des parois des fouilles.