Soutenance mémoire
Généralités sur les granulats routiers
Définitions et présentation générale
La norme française définit le granulat comme un ensemble de grains minéraux, de dimensions comprises entre 0 et 80 mm, destiné notamment à la confection des mortiers et des bétons ainsi qu’à celle des couches de roulement, de base et de fondation des chaussées et aux voies ferrées. Ils sont appelés fillers, sablons, sables, gravillons, graves ou ballast suivant leurs dimensions. Les granulats peuvent être d’origines diverses :
– Naturelle comme les alluvions ou les formations résiduelles,
– Provenir du concassage des roches massives comme le basalte, le calcaire, les grès ;
– Artificiels ou provenant de sous-produits industriels.
Nomenclature et Classification
La norme française définit la classification des granulats d’après les dimensions de leurs grains exprimée en ouvertures de tamis à mailles carrées en millimètres. Un granulat est dit :
• d/D s’il satisfait aux conditions suivantes :
Refus sur le tamis de maille D et tamisât au tamis de maille d, compris :
– entre 1 et 15 % si D > 1,58d,
– entre 1 et 20 % si D ≤ 1,58d.
Refus nul sur le tamis de maille 1,58D, tamisât au tamis de maille 0,63d < 3 %, d étant ≥ 0,5mm.
• 0/D s’il satisfait aux conditions suivantes :
Refus sur le tamis de maille D compris entre 1 et 15 %,
Refus nul sur le tamis de maille 1,58D.
Il existe six classes granulaires principales caractérisées par les dimensions extrêmes d et D des granulats rencontrés :
– les fillers 0/D avec D < 2 mm et au moins 70 % de passant à 0,063 mm,
– les sablons 0/D avec D ≤ 1 mm, et moins de 70 % de passant à 0,063 mm ;
– les sables 0/D avec 1 < D ≤ 6,3 mm ;
– les graves 0/D avec D > 6,3 mm ;
– les gravillons d/D avec d ≥ 1 mm et D ≤ 125mm ;
– les ballasts d/D avec d ≥ 25 mm et D ≤ 50 mm.
La norme française distingue deux types de Graves non traitées (GNT), selon leur mode d’élaboration :
– GNT type A obtenue en une seule fraction directement sur une installation de criblage et concassage, permettant d’obtenir une compacité minimale à l’OPM de 80 %.
– GNT type B obtenue par mélange de deux (ou plusieurs) fractions granulométriques différentes. Elles sont malaxées et humidifiées en centrale, permettant d’obtenir une compacité minimale à l’OPM de 80 % pour la catégorie B1 et 82 % pour la catégorie B2. Ce type de GNT permet d’obtenir une meilleure qualité de mise en oeuvre.
Les fuseaux granulométriques
Bien qu’elle soit appliquée dans ce paragraphe à l a granulométrie, elle doit être étendue à l’ensemble des propriétés des granulats (Equivalent de sable, etc.). Le fuseau granulométrique est la zone délimitée par deux courbes granulométriques enveloppes. On distingue :
– Le fuseau de spécification propre à la technique considérée, qui définit la zone dans laquelle doit se situer les fuseaux de tolérance.
– Le fuseau de fabrication, qui contient 95 % des courbes granulométriques du matériau fabriqué. Un fuseau de fabrication est entièrement inclus dans le fuseau de régularité. Sa définition requière au moins 15 valeurs afin d’être suffisamment représentatif et est établit par le producteur de granulats.
– le fuseau de régularité, ou de tolérance, qui définit l’étendue de la zone dans laquelle doit se situer 95 % des courbes obtenues au cours du contrôle.
Les différentes approches pour l’étude des matériaux non liés
En fonction de l’échelle d’observation, il y a différentes approches qui peuvent être adoptées pour la détermination et l’étude des caractéristiques mécaniques des matériaux de chaussées.
L’approche microscopique
L’observation pour cette approche se f ait à l ’échelle des granulats. On observe les caractéristiques géométriques et physiques des grains (Gidel, 2001 et Habiballah, 2005). Les observations à relever à l’échelle granulaire afin de déterminer les caractéristiques mécaniques de la grave non traitée sont les suivantes :
– Les caractéristiques liées à la géométrie globale des grains : la granularité, la taille des grains et leur forme,
– Les caractéristiques liées à l’état de surface sont généralement la rugosité, l’angularité et la forme des grains ;
– Les caractéristiques mécaniques des grains sont évaluées selon leurs duretés et leurs résistances. La dureté des granulats est un facteur à p rendre en compte dans la classification des matériaux non liés des chaussées souples. En absence de liant, les granulats sont amenés à supporter plus d’efforts d’attrition et de fragmentation. La résistance à ce g enre d’agression repose sur la nature minéralogique des granulats. Cette résistance est mesurée par l’essai Los Angles (LA) et par l’essai Micro-Deval en présence d’eau.
Caractéristiques géométriques des granulats routiers (Tourenq et Denis, 1982 in Gaye, 1995)
Les matériaux constituant les différentes couches d’une chaussée peuvent être des matériaux concassés ou roulés. Cependant, afin de disposer d’un angle de frottement le plus fort possible, il est nécessaire d’exiger un indice de concassage d’autant plus élevé que le trafic est plus important et la charge légale à l’essieu plus lourde. Les caractéristiques géométriques principales des granulats routiers sont : l’état de surface, l’angularité, la forme et la granularité.
Etat de surface des granulats
Dans le cas des roches polycristallines (Ø > 1 mm), la rugosité dépend de la structure de la roche. Si le grain est monominéral (Ø < 1 mm), la surface est généralement lisse. Pour les roches polycristallines, la rugosité dépend de la dimension « d » des cristaux. Plus une roche a un « grain fin », plus sa cassure est lisse. Par contre, les roches à « gros grain » ont toujours des surfaces rugueuses. L’état de surface des grains joue un rôle au niveau de la maniabilité des matériaux, de la stabilité des assises non traitées et de la microrugosité des couches de surfaces. Cependant, l’action du trafic tend à polir la surface des grains, mais il est admis qu’une bonne microrugosité assure généralement une bonne adhérence à faible vitesse.
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Table des matières
Introduction Générale
1ère Partie : Synthèse bibliographique
Chapitre 1. – Généralités sur les granulats routiers
1. – Définitions et présentation générale
2. – Nomenclature et Classification
3. – Les fuseaux granulométriques
4. – Les différentes approches pour l’étude des matériaux non liés
5. – Caractéristiques géométriques des granulats routiers
5.1. – Etat de surface des granulats
5.2. – Angularité des granulats
5.3. – La forme des granulats
6.4. – La granularité des granulats
6. – Le Compactage des matériaux
7. – Dimensionnement des structures de chaussées
7.1. – Les modèles empiriques et semi empiriques de dimensionnement
7.2. – Les méthodes rationnelles de dimensionnement
Chapitre 2. – Rhéologie des matériaux granulaires
1. – Interaction entre les grains
2. – Ecoulement des grains en cisaillement plan homogène
2.1. – Les régimes d’écoulement
2.2. – Les lois de comportement
3. – Comportement expérimental des matériaux granulaires
3.1. – Notion de résistance au cisaillement
3.2. – Evaluation du comportement mécaniques des graves non traitées avec le triaxial à chargement répété
3.3. – Conclusion
Chapitre 3. – Mélange et compacité granulaires
1. – Les mélanges granulaires
1.1. – Les mélanges binaires
1.2. – Les mélanges ternaires
2. – La compacité granulaire
2.1. – Mélange de deux granulats secs
2.2. – L’effet de paroi
2.3. – L’effet d’interférence
2.4. – Conclusion
2ème Partie : Identification et Caractéristiques des matériaux – Evaluation de la qualité DEA Géosciences 3 Makhaly BA
Chapitre1. – Esquisses géologiques de la Presqu’île du Cap-Vert
Introduction
1. – Les formations basaltiques
2. – Les formations calcaires
3. – Les Silexites
Chapitre2. – Les caractéristiques mécaniques des granulats
1 – Essais caractéristiques de la fabrication
1.1. – Analyse granulométrique
1.2. – Le coefficient d’aplatissement
1.3. – L’Equivalent de Sable
2. – Les essais caractéristiques des propretés intrinsèques
2.1. – Masses volumiques
2.2. – Résistance à l’usure et aux chocs
2.2.1. – Essai Los Angeles
2.2.2 – Essai Micro – Deval
3. – Essai Proctor – Essai CBR
Conclusion générale et Discussions
REFERECES BIBLIOGRAPHIQUES
