Analyse Granulometrique Par Sedimentometrie.docx

Atelier de mécanique de sol I

Analyse granulométrique par sedimentometrie

Labidi Helmi Chebbi Haroun

1 But de l'essai : L'analyse granulométrique par sédimentométrie sert

pour

déterminer la

distribution en poids des particules d'un sol dont la plus grande dimension est égale à 80 microns. Pour

un sol intermédiaire elle

complète, donc,

l'analyse

granulométrique par tamisage, et permet de retrouver la courbe granulométrique complète

2 Principe de l'essai : La sédimentométrie consiste à mesurer la densité d'une suspension (particules solides immergées dans l'eau) en fonction de la vitesse de sédimentation (ou décantation) des particules. Le principe de la sédimentometrie est basé sur la loi de Stockes qui exprime, à partir de l'équilibre, la relation entre la vitesse de décantation (supposée constante) et le diamètre d'une particule supposée sphérique, cette loi s'écrit :

v : désigne la vitesse de chute de la particule; (exprimée en cm/s) Ps et Pw : désignent respectivement les masses volumiques des particules solides et du liquide (l'eau); exprimées en g/cm3 D : le diamètre de la particule; exprimé en cm 'lJ : la viscosité du liquide ; exprimée en poise g : : l'accélération de la pesanteur ; exprimée en cm/ s2.

3 Appareillage : - Le densimètre : c'est un appareil qui permet de mesurer la densité d'une suspension constituée de particules immergées dans l'eau; il est constitué d'une tige graduée ( du haut vers le bas entre les lectures 0,995 et 1,030 ou 1,050 selon le modèle) qui est terminée par une pointe en forme de torpille (figure 4.3.2). Le densimètre permet de mesurer la densité de la solution située entre son centre de poussée (gravité) G et le niveau supérieur de la solution où est 2

plongé le densimètre. Le centre G est localisé approximativement vers le milieu du bulbe du densimètre. - Des éprouvettes graduées de contenance égale à deux litres. - Une solution à 5% d'hexamétaphosphate de sodium appelée défloculant; - un agitateur mécanique à grande vitesse de rotation (10000 tr/mn); - un thermomètre; - un chronomètre; - une balance sensible au centigramme près ; - un tamis d'ouverture de maille égale à 80 microns; - une étuve; - un récipient.

4 Préparation de l'échantillon : L'échantillon de sol est obtenu après tamisage par voie humide à travers le tamis d'ouverture de maille 80 microns; puis on procède au séchage du tamisât à l'étuve à la température 105°C. On effectue, ensuite les opérations suivantes : - Prélever 80 grammes de sol sec et l'imbiber dans 500 cm3

d'eau distillée en

ajoutant 60 cm3

de défloculant dans une éprouvette de contenance un litre; on laisse

reposer . ce mélange pendant 24 heures durant lesquelles

l'hexamétaphosphate de sodium

agit pour détruire les liaisons existant entre les particules. Le mélange ainsi obtenu 3

est agité pendant 3 mn environ à l'aide de l'agitateur mécanique. Cette agitation a pour but de compléter la destruction de toutes les liaisons ( chimiques ou autres) existant entre les particules, - Verser la suspension dispersée dans une éprouvette graduée de contenance deux litres, et rincer soigneusement le récipient. Compléter par de l'eau distillée jusqu'à deux litres exactement. - Verser deux litres d'eau distillée dans une seconde éprouvette témoin et y plonger le thermomètre et le densimètre parfaitement propres. - Passer immédiatement à l'exécution de l'essai décrite ci-après.

Un exemple de densimètre

5 Mode opératoire : Elle comporte les opérations suivantes:

,

- En vue d'obtenir une concentration uniforme sur toute la hauteur de la solution, la mélanger vigoureusement par agitation manuelle. - Immédiatement après l'agitation manuelle, faire reposer l'éprouvette sur une paillasse et déclencher au même moment un chronomètre. - Introduire lentement le densimètre bien propre dans la suspension en le saisissant par l'extrémité supérieure de sa tige tout en essayant de limiter ses oscillations verticales. - Prendre une première série des lectures au densimètre à 15 s (si possible), 30 s, 1 mn et 2 mn sans retirer le densimètre de la suspension. La lecture de la densité est faite au sommet de ménisque au contact « eau-tige du densimètre ». - Retirer le densimètre immédiatement après la lecture faite à 2 mn et mesurer la température dans l'éprouvette d'eau distillée. 4

- Prendre une deuxième série des lectures au densimètre aux temps suivants : 5 mn, 10 mn, 20 mn, 40 mn, 60 mn, 120 mn, 240 mn et 24 heures ; le densimètre est introduit environ 15 s avant la lecture à faire, puis il est retiré immédiatement après la lecture. On mesure la température dans l'eau distillée après chaque lecture au densimètre. Remarque: Bien que le poids des grains solides W8 ait été mesuré avant le début de l'essai, à titre de contrôle on fait une deuxième détermination de W8 à la fin de l'essai en plaçant la solution à l'étuve jusqu'à dessiccation complète. C'est la deuxième valeur de Ws qu'on utilisera pour le calcul du pourcentage des tamisats cumulés.

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Partie théorique :

Sachant que : R1 (t)= R(t) – 1.5 ; 𝑮𝒔

P(t)= 2,5 𝑮𝒔−𝟏 R1(t) ; Gs=2.7 ; P’(t) = 0.296*P(t) ; Temps

R(t)

(min)

(ml)

0.5

R1 (t) (ml)

P(t) (%)

P’(t) (%)

Hr (ml)

D( μm)

24

22.5

89.34

26.44

1030

183.98

1

23

21.5

85.36

25.26

1060

131.97

2

22

20.5

81.39

24.09

1120

95.92

5

21

19.5

77.42

22.91

1308.26

65.57

10

19

17.5

69.47

20.65

1608.26

51.4

20

18

16.5

65.5

19.38

2208.26

42.59

40

16

14.5

75.56

22.36

3408.26

37.41

80

15

13.5

53.59

15.86

5808.26

34.54

120

14

12.5

49.62

14.68

8208.26

33.52

240

13

11.5

45.65

13.51

15408.26

32.48

5

1440

10

8.5

33.74

9.98

31.58

87408.26

Calcul du diamètre équivalent D :

D= K √

𝐻𝑟

k= 0.0314 ;

𝑡

la courbe en échelle logarithmique P’(t)= f(D) ; Droite D1

Droite D2

Droite D3

point A

0

1000

point B

30

1030

Droite D2

Abscisse

Ordonnée

point A'

0

1008,26

point B'

30

1038,26

1045 1040

1035 1030 1025 1020

D1

1015

D2

1010 1005 1000 995 0

5

10

15

20

6

25

30

35

Courbe granulométrique 30

Tamisats cumulés

25

20

15 Courbe granulométrique 10

5

0 1

7

10 Diamétre ( μm)

100

Conclusion :

L'analyse granulométrique par sédimontometrie est généralement utilisé pour les sols fins afin de déterminé l'homogénéité des dimensions du sols c'est un essai de laboratoire qui doit comporter des résultats fiable avec une exactitude considérer .

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