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Publication technique (Conseil national de recherches du Canada. Comité
associé de la mécanique des sols et de la neige), 1958-03-01
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https://doi.org/10.4224/40001172
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Guide d'identification sur place des sols pour les besoins de
l'ingénieur
Conseil national de recherches du Canada. Comité associé de la mécanique
des sols et de la neige
Le Comité Associé de la Mécanique des
Sois et de la Neige est un des 25 comités
(associés) établis par le Conseil National
des Recherches.
Il est formé d'un groupe de 20 personnes
nommées pour une periode de 3 ans. Sa
fonction consiste
à stimuler le travail de
recherche dans le domaine de la Mécanique
des Sols et de la Neige et
à promouvoir à
travers le Canada l'utilisation des résultats
obtenus grâce
à
ces recherches et grâce
à
d'autres recherches effectuées dans des
domaines connexes. Le Comité a des fonds
disponibles pour des bourses de recherche.
Toute demande de renseignements doit
être adressée au Secrétaire, Comité Associé
de la Mécanique des Sols et de la Neige,
Conseil National des Recherches, Ottawa,
Ontario, Canada.
CONSEIL NATIONAL DES RECHERCHES CANADA
COMITÉ ASSOCIÉ DE LA MÉCANIQUE DES SOLS ET DE LA NEIGE
GUIDE D'IDENTIFICATION
SUR PLACE
desSOLS
pour lesANALYZEO
Priz lacents Besoins de l'IngénieurTraduit"par M. P.-M. Bilodeau, Ministère de la Voirie, Québec.
Publication Technique 37F
Guide d'Identification sur Place des
Sols pour les Besoins de l'Ingénieur
Le but de la présente brochure est de faciliter la description des sols, tels qu'ils se présentent dans la nature, pour les besoins généraux de l'ingénieur.
Ce n'est pas un système de classification des sols. Cependant, quand cela est pos-sible, les termes employés correspondent à ceux du Système de Classification Uniforme des Sols (en usage aux États-Unis) et au Code Anglais.
2.
CE QUE SIGNIFIE LE MOT
"SOL"
Le mot sol, au sens de l'ingénieur, se rapporte à cette partie de la croûte ter-restre qui est formée de particules pouvant facilement être séparées lorsqu'elles sont agitées dans l'eau. Le sol tient son origine du roc et des matières organiques. Il a été formé par les procédés naturels de décom-position chimique et de désintégration physique. Il a pu, par la suite, être altéré par les agents atmosphériques ou biolo-giques.
3.
PRINCIPAUX GROUPES DE SOL
Les sols peuvent être divisés en trois groupes principaux: les sols à gros grains, les sols à grains fins et les sols organiques. (a) Les sols à Aras Arains sont ceux qui sont formés principalement de particules visibles à l'œil nu. D'autres subdivisions peuvent être faites d'après le diamètre des grains (comme suit):
Cailloux et blocs erratiques.-Particules dont le diamètre est d'au moins 3 pouces:
Les cailloux ont un diamètre de 3 à 8 pouces, les blocs erratiques ont un diamètre d'au moins 8 pouces;
Gravier.-Particules dont le diamètre varie de ce qui est retenu sur le tamis N° 4 (environ
Ji
de pouce) à 3 pouces; Sable.-Particules plus petites que lesmailles du tamis N° 4 et plus grosses que celles du tamis N° 200 (les particules plus petites que les mailles du tamis N° 200 ne sont pas visibles à l'œil nu). (b) Les sols à grains fins sont formés de particules non visibles à l'œil nu. La plasticité et la grosseur des grains ne peut dans ce cas être établies sans l'emploi de techniques spéciales. Pour l'identification sur place, les sols à grains fins peuvent être classés comme limon ou argile d'après leur comportement à certains essais décrits plus loin (procédés d'identification des sols sur place).
(c) Les sols organiques constituent une catégorie à part à cause de leur importante teneur en matières organiques. Les sols dont la composition organique est prépon-dérante peuvent être identifiés comme "matériaux organiques", terme qui com-prend la tourbe, le muskeg et la mousse. Les sols minéraux partiellement organiques portent le nom de la matière dont ils sont en grande partie formés, suivi du mot organique; exemple: marne organique.
4.
DESCRIPTION DES SOLS
(a) Sols à gros grains
Pour décrire d'une façon adéquate les sols à gros grains, ou sans cohésion, on doit
considérer la densité, la granulométrie etla forme dugrain.
Densité.-La densité d'un sol est évaluée sur place (dans la terre). Un sol peut être dense, de densité moyenne ou de faible densité. Il est difficile d'enfoncer un piquet de bois de 2 pouces x 2 pouces dans un sol dense, à plus de quelques pouces de profondeur. Le même piquet peut-être enfoncé facilement dans des sols de faible densité. Si les grains sont liés ou cimentés les uns aux autres, on ne peut établir la densité par cette méthode rudimentaire.
Granulométrie.-La granulométrie est le terme employé pour la distribution des grains d'après leur grosseur. Un sol uniforme est celui dont les particules d'égales grosseurs dominent, tandis qu'un sol bien calibré est un sol dont les particules varient beaucoup en diamètre sans avoir de grosseur prédominante. Le mot "uniforme" est employé quand il est évident qu'il y a une grosseur pré-dominante dans le sol, et le mot calibré s'il n'y a pas de grosseur prédominante. Forme des grains.-Les termes employés pour décrire la forme des grains sont les suivants: "angulaire", "peu angulaire" et "ronde".
Les particules angulaires ont des angles aigus et des surfaces relativement planes et rugueuses; les particules peu angulaires sont semblables aux premières mais elles ont des angles arrondis; les particules rondes ont les côtés légèrement arrondis et n'ont pas d'angle.
Autres notes à prendre.-On doit prendre note des stratifications ou des matières organiques contenues dans le sol. Si le sol contient des matêriaux fins, mais pas suffisamment pour créer de la cohésion, on doit aussi le noter.
(b) Sols à grains fins
Les termes employês pour décrire les sols à grains fins ou cohêsifs concernant la consistance dans les deux états non
re-maniés ou remaniés, la plasticité, la
structure, la couleuretl'odeur.
Consistance.-La consistance d'un sol varie en fonction de sa teneur en eau et de sa densité, La consistance peut être "dure", "rigide", "ferme" ou "molle". Occasion-nellement, les sols cohésifs sont "sensibles" c'est-à-dire qu'ils perdent beaucoup de rêsistance lorsqu'on les remue ou qu'on les remanie. Lorsqu'on décrit la con-sistance il est nécessaire d'indiquer s'il s'agit de sols àl'état naturel ou de sols
remaniés. On peut se faire une idée de l'adjectifàemployer pour définir la con-sistance d'un sol en essayant d'enfoncer le pouce dans ce sol. Il est difficile de faire une marque sur de l'argile dure ou sur du limon avec l'ongle du pouce. Les sols rigides sontimmédiatementmarqués par une pression modêrêedu pouce. Les
sols mous sont marqués facilement par le pouce et ils peuvent êtreremaniés par une pression légère du doigt.
Plasticité.-La plasticité d'un sol est son aptitude à changer de forme et à con-server cette nouvelle forme lorsque les pressions sont enlevées. Le degré de
plasticité d'un sol correspondà la gamme de la teneur en eau pour laquelle le sol reste plastique ou peut-être moulé. On
peut obtenir une indication de la plas-ticité d'un sol en le manipulant entre les doigts lorsque ce sol est près de la limite de plasticité. La limite de plasticité d'un sol correspond à la teneur en eau auquel un filet de
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de pouce de diamètre de ce sol peut être roulé sans fissure. Près de la limite de plasticité, les sols à plasticité élevée demandent une grande pression pour être roulés en filets. Les sols à plasticité moyenne peuvent être roulés en filets par un effort appréciable, tandis que les sols àfaible plasticité sont roulés sans effort. Les essais à sec permettent également de se faire une idée de la plasticité des sols. Les sols à plasticité élevée sont très durs lorsqu'ils sont sees et on ne peut les broyer par la pression des doigts. Les sols à plasticité moyenne peuvent être broyés entre les doigts mais difficilement. Leur résistance est moyen-neà sec. Les sols à faible plasticité sont peu résistantsà sec et on peut les broyer facilement entre le pouce et l'index. Structure.-La structure est le termeem-ployé pour décrire l'apparence d'une masse de sol. Les mots suivants sont généralement utilisés pour décrire les s t r u c t ure s: "stratifié", "fissuré", "lenticulaire", "friable" ou "à blocaux". La présence d'une nouvelle fracture peut être une indication de la structure. La
stratification est évidente lorsque l'on remarque des lits plus ou moins parallèles entre eux. Quandily a des stratifications
00
TABLEAU No l
Données de base pour l'identification des Sols sur les lieux
Principales Caractérisques
Divisions Subdivisions Identification sur les lieux à préciser
Cailloux et Leur diamètre dépasse 3 pces Densité Blocs --cailloux: de 3 pces à 8 pces Forme des erratiques -blocs erratiques: plus de 8 pces. particules
SOLS Granulométrie
Compris entre le tamis N° 4 (environU de Densité
à Gravier pee) et 3 pces, Forme des particules
GROS Stratification
GRAINS Granulométrie
Compris entre le tamis N° 4 et le tamis Densité
Sable N° 200. Les particules plus petites que le Forme des particules tamis N°200,ne sont pas visibles à l'oeil nu. Stratification
Matières organiques
Se dilate (réagit à l'essai de vibration). Se Consistance pulvérise facilement lorsqu'il est sec. Faible Non Remanié
SOLS à GRAINS FINS SOLS ORGA-NIQUES Limon Argile Partiellement organiques -argile organique -limon organique etc. Matériaux Organiques
résistance à sec. Grince entre les dents. Sèche rapidement. Aucun lustre n'apparaît lorsqu'il est humide et qu'on le lisse avec une lame de couteau.
Ne se dilate pas. A sec, possède une forte résistance. Lorsque humide, colle aux doigts et se lave difficilement. Ne grince pas entre les dents. Humide, elle devient lustrée si on la frappe avec la lame d'un couteau.
Selon la quantité de matières organiques, ces sols ont généralement quelques unes des caractéristiques de la partie inorganique: généralement très compressibles (spon-gieux) et odeur caractéristique.
Structure fibreuse-s-bruns ou noirs lorsque humides. Spongieux. Odeur caractéristique.
Remanié Plasticité Résistanceà sec Structure Consistance Non Remanié Remanié Plasticité Résistanceà sec Structure Consistance Non Remanié Remanié Plasticité Résistance à sec Structure Terrain organique comprenant muskeg, tourbe et sphagninées ou mousse
définies, peu espacées, de matériaux différents, la structure de cette masse est dite: "en couches" ou "lamelleuse". Les fissures se remarquent lorsque le sol se fracture le long de plans définis, sans entraîner de gros efforts. Près de la surface, on remarque, dans les cas de fissures, une légère décoloration le long des plans de fracture. Quand le sol se fracture le long d'une fissure, les faces de cette fracture sont propres et luisantes. Une structure lenticulaire est formée par l'inclusion dans la masse du terrain de cavités remplies de matériaux étrangers. Par exemple, une argile peut contenir dans sa masse de petites lentilles de sable. Une structure friable ou à blocaux est celle que l'on rencontre lorsqu'un sol
cohésif peut-être réduit facilement en petits blocs alors que ces blocs eux-mêmes sont plus résistants.
Couleur.-La couleur donne une indication du degré d'altération par l'action atmos-phérique; la couleur peut aussi aider à identifier des sols semblables dans une même région.
Odeur.-L'odeur d'un sol permet de déceler la présence de matières organiques.
(c) Les sols organiques
Les termes employés pour la description des sols inorganiques peuvent être utilisés pour décrire en partie les sols organiques. Pour les sols organiques, un système spécial de classification est nécessaire. Cette classification est donnée dans une
brochure semblable à la présente et basée sur une étude du Dr. N. W. Radforth.
5.
PROCÉDÉ D'IDENTIFICATION SUR
PLACE
La plupart des sols sont formés d'un mélange de particules de dimensions vari-ables. Il s'ensuit que le premier pas à faire est de déterminer les parties principales du sol étudié et ces caractéristiques domi-nantes. Ensuite il faut déterminer les autres parties importantes lesquelles modi-fient la nature de ce sol. Par exemple, un sable contenant du limon sera appelé "sable limoneux". Le tableau No 1 donne les principaux types de sols et leurs carac-téristiques pour faciliter leur identification. Les blocs erratiques, les cailloux, le gravier et le sable s'identifient par un examen visuel, leurs particules étant vi-sibles à l'œil nu. L'identification dépend donc de la grosseur des grains.
Les sols à grains fins ne peuvent être identifiés que par des méthodes plus in-directes. On peut avoir recours aux mé-thodes indiquées ci-dessous pour établir l'identité de ces sols:
(a) Essai de vibration
Lorsqu'on agite vigoureusement dans la main un échantillon humide de sol, la surface de cet échantillon deviendra lui-sante et laissera voir de l'eau libre. Si l'on presse alors l'échantillon entre les doigts, l'eau libre peut disparaître et la surface de l'échantillon devient alors mate;
dire qu'elle se dilate. Dans le cas des argiles, ce phénomène n'est pas visible mais avec les limons et les sables fins une réac-tion rapide et évidente se produit.
(b) Essai delustre
Pour savoir à quel type de solon a affaire, on peut y passer, en appuyant fortement, le plat d'une lame de couteau ou de l'ongle. Si l'on obtient une surface lustrée, on est en présence d'argile; si la surface est mate, c'est du limon.
(c) Essaiderésistanceà sec
Si l'on broie entre les doigts un petit morceau de sol sec à grains fins, la résistance offerte par ce sol est une indication des proportions relatives de limon ou d'argile. Lorsque le sol se réduit rapidement en poudre entre les doigts, la faible résistance qu'il offre révèle la présence de limon ou de limon sablonneux. Lorsque le sol se réduit difficilement en poudre, et facilement en petits morceaux, il s'agit d'une résistance moyenne. Une résistance de ce genre indique qu'on a affaire à de l'argile de plasticité moyenne ou à de l'argile limo-neuse. Lorsqu'on ne peut broyer un morceau de sol entre les doigts, la résistance à sec de ce sol est très élevée et on peut en con-clure qu'il s'agit d'argile très plastique.
En plus des essais mentionnés ci-dessus, l'argile humide colle aux doigts et ne se lave pas facilement, alors que le limon se lave facilement et peut se brosser lorsqu'il est sec. Si une petite quantité de sol est placée entre les dents la présence de grains
diquera du sable ou du limon mais si l'on découvre aucun grain, c'est une argile pure.
Les sols organiques sont très compres-sibles et spongieux. Les sols purement organiques sont facilement reconnus par leur structure fibreuse ou tressée. Les sols en partie organiques peuvent se comporter comme le limon ou l'argile, mais ils sont très compressibles et ils ont généralement une odeur caractéristique.
6.
NOM ET CONDITIONS DE SOLS
SPÉCIAUX
Chaque sol a une origme définie et plusieurs de ses caractéristiques dépendent du milieu où il a été formé. Dans certains cas, l'origine géologique peut seulement être établie par un spécialiste en la matière. Dans d'autres cas, la nature du sol est une indication de son origine, et l'on peut décrire le sol plus adéquatement en lui donnant un nom spécial.
(a) Terre arable
La terre arable est la couche de surface qui fait vivre les plantes. La terre arable est caractérisée par la présence de matières organiques. L'expression "terre arable" peut avoir une dénomination plus complète si on lui ajoute un qualificatif décrivant le sol inorganique prédominant.
(b) Remplissage
Le remplissage est un dépôt fait par l'homme de sols naturels ou de matériaux
de rebuts. On l'identifie par la présence d'herbage, de petites branches, de cendres, de briques, de verre, etc. Sous ces maté-riaux on note généralement une couche de terre arable ou un profil de sol naturel. Pour décrire un remplissage, le sol pré-dominant doit être indiqué; on dira un remplissage de sable et de gravier, d'argile, de déchets ou de cendre.
(c) Nom.s locaux
Souvent les habitants d'une région don-nent des noms locaux aux sols de cette région. Ces noms sont généralement très descriptifs; par exemple, nous avons "ventre de bœuf". Pour favoriser l'unifor-mité de la terminologie des sols, on ne tiendra pas compte des noms locaux. On pourra, cependant, les ajouter, entreparen-thèses, à la description normale.
(d) Gelé Perm.anente
Dans les territoires du Nord Canadien, le sol reste gelé à l'année. Ces régions sont connues comme régions de gelée per-manente. On trouve dans ces régions les mêmes sols qu'ailleurs, mais en plus de les identifier, on doit noter la présence de la gelée permanente et si possible la profon-deur de la "zone active", c'est-à-dire la profondeur à laquelle le sol dégèle durant l'été ainsi que l'épaisseur de la couche organique, s'il y en a une.
7.
AUTRES DONNÉS UTILES A LA
DESCRIPTION DES SOLS
Si la coupe verticale d'un forage ou de puits d'essai est examinée, les
ments suivants doivent être pris: date de l'observation, profondeur sous la surface, élévation de la surface, niveau de la table d'eau et emplacement du forage ou du puits d'essai. Une description sommaire de la méthode d'échantillonnage est néces-saire pour indiquer si l'échantillon peut être considéré comme non remanié.
8.
CARAOÉRISTIQUES
A
PRÉCISER
POUR DÉCRIRE UN SOL SUR LES
LIEUX
La liste des caractéristiques ci-dessous aidera l'ingénieur à décrire un sol. Elle contient les termes nécessaires à une des-cription adéquate. Tout terme descriptif additionnel, que l'on croira nécessaire, devrait être inclus pour compléter la description.
(a) Conditions de l'échantillonnage
sur les lieux
Echan ti1lon N° Lieu Détail de localisation Date Profondeur sous
la surface Altitude de la surface ForaAe Puits d'essai Excavation Autre Remarques sur la méthode d'échanti1lonnaAe Niveau de la table d'eau
(b) Description des sols à gros grains
Subdivision Cailloux et Blocs erratiques, Gravier, des Sols Sable
Dimension des plusArosses particules Forme du
Arain Angulaire Peu angulaire Arrondi
Granulo-métrie Densité Structure Couleur Odeur Uniforme Fin Faible Stratifié Non uniforme Moyen Gros Moyenne Forte Non stratifié Matériaux organiques Présencedeparticules fines
(c) Description des sols à grains fins Subdivision des Sols
Limon Limon
sablonneux Limonargileux Argilelimoneuse Argile
Consistance Dur Rigide Ferme Mou
Résistance à sec Aucune Réaction à l'essaide vibration Rapide Faible Lente Moyenne Elevé Aucune Réactionà
l'essaide Pas d'argile Présence d'argile
lustre
Réactionà Présence de l'essai entre limon ou
les dents ou de Sable
Pas de limon ou de Sable
Résistance
à la limite Faiblement Moyennement Fortement deplasticitéplastique plastique plastique
Structure Odeur Couleur Stratifié friable ou à blocaux Tacheté 16 Fissuré,
