Dispositif expérimental

Le dispositif expérimental se compose de :

- Appareillage spécifique : L’appareillage spécifique comporte :

 Socle de compactage : Il est constitué d’un bloc de plastique présentant une surface plane horizontale de 40 cm × 60 cm et une épaisseur de 2 cm ;

 Moule PROCTOR : Le moule est constitué d’un corps, d’une embase et d’une rehausse. Le corps du moule a 102 mm de diamètre et 116 mm de hauteur.

 Dame PROCTOR normal : La dame PROCTOR normal est constituée d’un mouton cylindrique de 51 mm de diamètre, dont la masse est 2490 g ; le mouton coulisse dans un fourreau qui lui autorise une hauteur de chute de 305 mm.

 Règle à araser : elle est constituée par une lame acier dont les formes et les dimensions doivent être conformes aux indications portées sur la Figure I - 8.

- Appareillage d’usage courant : pour l’appareillage courant, un tamis à mailles carrées de dimension nominale 2 mm, une balance dont la portée maximale est 10 kg et la précision est 1 gramme, des récipients hermétiques, etc., sont préparés.

Figure I - 8 : Appareillage spécifique pour l’essai PROCTOR

Dame PROCTOR normal

Moule PROCTOR

Règle à araser

Chapitre I : Caractérisation détaillée du sol 14 I.2.5.2 Procédure expérimentale

- Préparation: avant le compactage du sol, il faut d’abord : 1) préparer le mélange du sol ; 2) solidariser le moule, l’embase et la rehausse ; 3) lubrifier les parois du moule avec de la graisse ; selon les étapes suivantes :

 préparer le mélange du sol : La totalité du matériau prélevé est tamisé à 2 mm, et seulement le tamisat est conservé pour l’exécution de l’essai ; le matériau doit être mis dans l’étuve jusqu’à un état hydrique jugé suffisamment sec pour commencer l’essai (ici, on le laisse dans l’étuve pendant au moins 24 heures) ; une certaine quantité d’eau est mise au centre du matériau, dont la masse est 1500 grammes ; on mélange doucement avec une pelle ; après le mélange, le matériau est conservée dans une boîte ou un sac hermétique au moins de 24 heures pour être homogénéifié ; le mélange du matériau constitue la phase la plus délicate de cet essai.

Note : l’une des difficultés souvent rencontrées est l’incorporation de l’eau au sein du

matériau, surtout pour les sols argileux car la mouture forme des boulettes dans lesquelles la teneur en eau est différente des autres endroits.

 solidariser le moule, l’embase et la rehausse : cette étape est principalement pour

protéger qu’il n’y a pas de décalage entre le corps, l’embase et le rehausse du moule pendant le compactage.

 lubrifier la paroi du moule : le paroi du moule doit être lubrifié par de la graisse pour que l’on puisse retirer l’échantillon compacté plus facilement.

- Compactage : Introduire alors la quantité de matériau pour que la première couche après compactage soit légèrement plus haute que le tiers de la hauteur du moule ; compacter cette couche avec la dame PROCTOR normal en appliquant respectivement 15 coups ou 25 coups ou 35 coups par couche suivant le schéma à droite ; répéter l’opération autant de fois pour la deuxième et la troisième couche.

- Araser et retirer l’échantillon : Après compactage de la dernière couche, retirer la rehausse, le matériau doit alors dépasser du moule d’une hauteur de 1 ou 2 centimètres en pratique ; cet excédent est arasé soigneusement au niveau du moule en opérant radicalement du centre vers la périphérie du moule ; ensuite, on retire l’échantillon.

Note : il faut faire attention quand on arase et retire l’échantillon, car on risque de détruire

l’échantillon ; surtout pour l’échantillon relativement sec, les liaisons entre couches ne sont pas assez fortes.

- Peser : on pèse immédiatement la masse de l’échantillon compacté ; et on prend une quantité de l’échantillon qui a été arasée pour déterminer la teneur en eau de l’échantillon.

- Expression des résultats :

La densité sèche est obtenue par la formule :

(1 ) V

m m

V w

  



Chapitre I : Caractérisation détaillée du sol 15

Avec ρd densité sèche de l’échantillon ms masse des grains solides

V volume de moule PROCTOR

w teneur en eau de l’échantillon compacté

De plus, il convient de faire figurer également sur la courbe PROCTOR les courbes d’équation :

r s d s r w

S

S w



 _







Avec Sr degré de saturation du sol ρs densité des grains solides ρw densité de l’eau

I.2.5.2 Résultats

La Figure I - 9 présente les courbes PROCTOR pour trois énergies de compactage différentes, 15, 25, et 35 coups par couche. En ce qui concerne la forme du côté sec (de 20% à 30%) de la courbe à 25 coups, on trouve qu’il y a un palier horizontal, que l’on n’observe généralement pas dans les autres résultats de la bibliographie. Pour cela, on remarque que :

- En raison de l’hétérogénéité du matériau et de la disparité de l’énergie appliquée, il est peut-être normal d’avoir une certaine dispersion dans les points mesurés qui donnent une forme horizontale ;

- Il est possible que la forme de courbe soit horizontale quand l’échantillon est très sec, car la succion est très élevée et l’influence du compactage devient de plus en plus faible sur la densité sèche.

Le Tableau I - 5 présente les valeurs des teneurs en eau optimales, et les densités sèches optimales pour ces 3 énergies. On observe qu’avec l’augmentation de l’énergie de compactage, la densité sèche optimale augmente, et la teneur en eau optimale diminue.

Tableau I - 5 : Résultats de l’essai PROCTOR

Énergie de compactage wopt (%) ρd opt (g/cm3) 15 coups par couche (3 couches) 40.0 1.26 25 coups par couche (3 couches) 37.5 1.33 35 coups par couche (3 couches) 33.5 1.37

Le Tableau I - 6 présente la comparaison avec les corrélations de BIAREZ et FAVRE (1977) et de FLEUREAU et al. (2002). Les valeurs obtenues à l’OPN ne sont guère cohérentes avec celles déduites des corrélations. Il y a plusieurs possibilités pour expliquer les résultats, mais il semble que, la complexité du sol soit un facteur essentiel.

Tableau I - 6 : Corrélations de BIAREZ et FAVRE (1977) et de FLEUREAU et al. (2002)

wL

BIAREZ et FAVRE, 1977 FLEUREAU et al., 2002 wOPN (%) ρd OPN (g/cm³) wOPN (%) ρdOPN (g/cm³)

Chapitre I : Caractérisation détaillée du sol 16

Figure I - 9 : Résultats de l’essai PROCTOR

1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 Dens ité ( g / c m 3) Teneur en eau (%) Sr = 1 Sr = 0.9 Sr = 0.8 Sr = 0.7 Sr = 0.6 N = 15 N = 25 N = 35

Chapitre I : Caractérisation détaillée du sol 17