thése fin 2012

Résistance au cisaillement de l’argile stabilisé

Introduction générale :

La Géotechnique est l'ensemble des activités liées aux applications de la mécanique des sols, de la Mécanique des Roches et de la Géologie de l'ingénieur. La Mécanique des Sols étudie plus particulièrement le comportement des sols sous leurs aspects résistance et déformabilité.Le comportement mécanique d’un sol est en grande partie contrôlé par sa résistance au cisaillement. L’étude du comportement mécanique d’un sol, ou encore son comportement en contrainte-déformation permet en autres, de déterminer sa charge portante sous des sollicitations induites par une structure ou un ouvrage. L'analyse de la résistance au cisaillement d'un sol est nécessaire pour calculer la stabilité externe des ouvrages ; par exemple, les murs de soutènement, les pentes et/ou talus naturels ou artificiels, etc.La stabilisation des sols au ciment et à l'aide d’un résidu d’un matériau inerte à savoir la poudre de marbre est la méthode la plus ancienne et populaire de l'amélioration du sol. L’objectif des recherches présentées dans ce mémoire est d’analyser l’effet de l’ajout de ciment et la poudre de marbre sur l’argile de ben azzouz. Ce mémoire se structure à une introduction et une conclusion ; et 3 chapitres

Le premier chapitre propose une reconnaissance théorique sur les argiles. Le deuxième chapitre représente les différentes caractéristiques de l’argile et de poudre de marbre et de ciment utilisé ainsi que le mode opératoire concernant les différents.

Dans le troisième chapitre présent les résultats des essais de limite d’atterberg et des essais de cisaillement direct (tableaux, courbes).

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1-1 Nature des minéraux argileux.

Selon le climat, l'origine des minéraux est variable - Origine d’héritage: à partir de la roche-mère

- Origine de transformation: à partir d'autres minéraux argileux - Origine néoformation: formés à partir des ions transportés par

l'eau du sol La nature de la roche-mère joue un rôle important sur la finalité des argiles :

- Une altération d'une roche acide (comme le granite), donne plutôt de la kaolinite- Une altération d'une roche basique (comme le basalte), donne plutôt des smectites.

La topographie (qui commande le drainage), intervient également sur la finalité : - sur une pente, où le drainage et le lessivage sont bons, la formation de kaolinite défavorisée.

- dans une cuvette, milieu confiné où se concentrent les solutions, se forment plutôt des smectites.

1-2 Propriétés et rôle des minéraux argileux Les propriétés bien particulières des minéraux argileux sont dues à la

petite taille, la structure en feuillets et la charge négative des particules. Elles forment avec l'eau des solutions colloïdales qui floculent lorsque les charges de surface des particules sont neutralisées par des ions.

Ce phénomène est réversible: les particules retrouvent l'état dispersé lorsque les ions sont éliminés par rinçage. Les argiles fixent l'eau par adsorption à leur surface et augmentent de volume par gonflement. Elles constituent ainsi une réserve d'eau. L'argile sèche développe une tension de succion importante pour l'eau qui peut s'opposer à celle des racines des plantes. Avec adjonction croissante d'eau, la tension de succion diminue, l'ensemble eau-argile devient plastique, puis visqueux et finalement les particules d'argile se dispersent dans l'eau en formant une solution colloïdale. L'argile imprégnée d'eau qui se dessèche se rétracte et se casse par des fentes de retrait. Les argiles confèrent au sol sa structure et ses propriétés mécaniques. Elles sont associées au autres composants et constituent les complexes argilo-humiques (ou organo-minéral); leur teneur peut atteindre 50%. Elles sont généralement à l'état floculé, généralement par l'action des ions Ca++ et H+, ce qui donne au sol ses qualités agronomiques : bonne aération entre les agrégats, retrait modéré à la dessiccation, bonne perméabilité à l'air et l'eau. En revanche, les sols dont les argiles sont dispersées, et non floculées, présentent des caractères défavorables à la culture: mauvais état structural, mauvaise circulation de l'air et de l'eau, retrait important à la dessiccation, forte

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adhérence aux outils travaillant le sol. Les mêmes inconvénients se retrouvent dans les sols saturés par l'ion

sodium, comme dans les polders; leur mise en culture exige au préalable un lessivage du sol par les eaux douces, de façon à éliminer le Na+ qui est remplacé par les ions Ca++ fourni sous forme de sulfate (gypse)

1-3 : GENERALITES ET TERMINOLOGIE 1-3-1 : Définition

Les argiles sont des roches composées principalement de silicates en feuillets (Phyllosilicates) d’Aluminium, plus ou moins hydratés. Les plus abondants des roches sédimentaires : 50% des sédiments (69 % des sédiments continentaux). Constituants principaux des sols. Les argiles sont formées de particules fines, de l'ordre de quelques µm (micromètre).

1-3-2 : Propriétés et utilisation * Absorption d’eau

L’absorption de l’eau est un élément important dans la caractérisation des argiles, puisque la plasticité en découle. Plasticité: c’est la déformation souple sous l'effet des contraintes, rôle de couche savon pour glissements des matériaux à toute échelle (glissement de terrain, nappe tectonique) compaction importante: c’est l’expulsion d'une grande quantité d'eau. Les pores diminuent, la roche devient imperméable.

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Figure 1.1 : Description des différents niveaux de porosité dans les argiles (d’après Griffith et Jos, 1991).

*Pouvoir adsorbant.Dispersion dans l'eau et floculation: les particules fines des argiles

restent en suspension dans l'eau agitée; elles décantent dans l'eau immobile avec une vitesse de chute très faible (Loi de Stockes). En eau salée, les particules fines s'agglomèrent (floculation) et précipitent plus rapidement.

Loi de Stockes:V = C d2

v: vitesse de chute d: diamètre de la particuleC: constante de Stockes dépendant de la différence de densité entre particule et liquide, de la viscosité du liquide et de l'accélération de la pesanteur

Les intérêts économiques qui suscitent la caractérisation des argiles sont :

* Le ciment (avec calcaire) * La céramiques: poteries, briques, tuiles * La pharmacie, cosmétique: excipient neutre, absorbant. * Les pigments: ocre (argiles + oxydes de fer)

*Terminologie - Lutites: Sédiments fins (grains < 64 µm):

- Limons de 1/16 mm à 1/256 mm, soit de 64 à 4 µm; surtout quartz

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- Argiles: > 1/256 mm - Siltites: limon (silt) induré (grés à grains très fins) - Argilites: argiles compactées - Shales: argiles compactées fissiles

1-3-3 : COMPOSITION MINERALOGIQUE

Principaux composantsLes principales minéraux argileux (Phyllo silicates) dominants sont :

- Quartz: microquartz d'origine éolienne; jusqu’à 30% de la roche. - calcédoine, opale: forme mal cristallisée et hydratées de la silice; origine organique (qui peut être plantes ou plancton). - oxydes et hydroxydes de fer: hématite, goethite. - sulfure de fer (pyrite) en milieu réducteur - gibbsite (oxyde d'aluminium) sous climat chaud et humide) - carbonates (calcite, dolomite) - matière organique: éléments figurés: pollens, spores, débris ligneux et matière amorphe (décomposition par bactéries). La quantité de matière organique (M.O) qui intervient est associée au degré d'oxydation du fer, donc influe sur la couleur de l’argile :

- M.O. abondante, milieu réducteur, fer réduit (ferreux), couleur noir, gris, vert. - M.O. absente: fer oxydé rouge.

Les argiles très riches en M.O. évoluée en profondeur (kérogène) forment les roches mères d'hydrocarbures.

1-4 : Les minéraux argileuxCe sont des phyllosilicates d'aluminium dont les feuillets sont

constitués de couches d'octaèdres Al(OH) 6 et de couches de tétraèdres SiO4 reliées par les atomes O et OH mis en commun. La distance inter-réticulaire

(d) sépare 2 feuillets successifs. Les substitutions d'atomes sont fréquentes dans les feuillets. L’édifice cristallin peut être désorganisé (la cristallinité est moins bonne).D'autre part, il y a des déséquilibres au niveau des charges; ce déséquilibre est compensé par adsorption de cations dans l'espace interfoliaire (capacité d'échange des argiles).

D’après la structure du feuillet, on distingue principalement les argiles 1/1 (1 couche tétraédrique+1 couche octaédrique) et les argiles 2/1 (2 tétra. Pour 1 octaédrique).

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Figure 1. 2: structure des minéraux argileux.

a) la Kaolinite (1/1, d=7A°) n [(Si2O5) Al2 (OH) 4]Elle est constituée d'une succession de couches alternées de silice

(tétraèdre) et d’alumine (octaèdre) (figure 1.3), dont la liaison se fait par substitution de certain OH_ par des oxygènes O2.

Les liaisons entre feuillets de kaolinite sur l’effet composé de liaisons hydrogène et de forces de Van der Waals qui confèrent à l’ensemble une structure stable qui n’est pas affectée par la présence d’eau. La particule kaolinite comporte 100 à 150 feuillets qui lui donnent une épaisseur de 0,1 mm et une largeur de 1 mm ; l’épaisseur d’un feuillet est d’environ 7.2 Sa surface spécifique totale de l’ordre de 10 à 20 m²/g. Pas de substitution dans les couches. Le feuillet est neutre. La kaolinite se forme dans les sols bien drainés, par pH acide, surtout en climat subtropical et tropical. Ses cristaux sont souvent grands (jusqu'à 15 µm).

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b-les Illites (2/1, d=10A°) (n [(Si4-n AlnO10) Al2 KH(OH)4])Le feuillet élémentaire est composé d’une couche d’alumine entre deux

couches de silice. Dans les couches de silice, un ion Si4+ sur quatre est remplacé par un ion Al3+. Le déficit de charge qui en résulte est compensé par les ions K+ qui assurent des liaisons assez fortes entre les feuillets. On peut aussi rencontrer dans le feuillet de silice certaines substitutions isomorphes partielles d’Al3+ par Mg2+ et F2+ ainsi que de silicium par l'aluminium.

Les particules d'illite sont plates de forme moins régulière que celle des particules de kaolinite. Elles ont diamètre moyen variant entre 0,1 _m et 3 _m et une épaisseur de l'ordre de 0,01_m à 0,3 _m. L’illite a une surface spécifique totale de l'ordre de 65 à 100 m²/g. Association d'une CO (alumineuse) et deux CT (siliceuses). Mais il peut y avoir des substitutions (remplacement de Si par Al). Des cations (K+) sont adsorbés dans l'espace interfoliaire afin de compenser le déséquilibre des charges. C'est le minéral ubiquiste par excellence. Sa structure est proche de la muscovite (plus d'eau, moins de K+). c) les Smectites (2/1, d= 14 A°). L'empilement des feuillets est désordonné; chaque feuillet est tourné dans son plan par rapport au précédent. Les substitutions d'atomes sont importantes. Ce désordre et la faible charge des feuillets facilitent leur écartement et l'adsorption des molécules variées (eau, cations, molécules organiques) au niveau de l'espace interfoliaire qui s'écarte (d = 18 A°). Les smectites, ou montmorillonites, sont généralement calciques, plus rarement sodiques. Elles sont formées dans les sols mal drainés plutôt alcalins. Les feuillets de smectites peuvent s'intercalés régulièrement ou irrégulièrement avec d'autres feuillets argileux, souvent illitiques. L'ensemble forme des interstratifiés.

La présentation générale des argiles nous a permis de replacer les smectites par rapport à leurs structures dans la gamme des argiles. Les smectites et notamment la montmorillonite présentent un comportement différent d’autres argiles : sa structure se modifie au cours de son hydratation.

La montmorillonite, décrite par Mauduyt (1847), dans la localité de Montmorillon (Dans la Vienne, en France) (Bailey, 1991 ; Deer et al. 1965), fait partie de la classe chimique des phyllosilicates. Les feuillets sont composés essentiellement des atomes de

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silicium, oxygène, aluminium et magnésium. Les substitutions peuvent se produire aléatoirement dans les feuillets : on remplace certains aluminiums par des atomes de charge inférieure (comme par exemple le magnésium pour la montmorillonite contenue dans MX80). Un déficit de charge du feuillet apparaît et il est nécessaire d’insérer des cations compensateurs dans la structure, pour obtenir un composé neutre .Les cations compensateurs les plus communs pour la montmorillonite naturelle sont le sodium (Na+) et le calcium (Ca2+).

Certaines impuretés, telles que du potassium, peuvent se trouver sous forme de traces dans ce composé. Le groupe d’appartenance est le groupe des smectites (composés ayant un fort pouvoir absorbant d’eau et des capacités d’échange de cation). De fait, en présence d’eau, la montmorillonite est « gonflante », c’est à dire qu’elle absorbe l’eau dans l’espace entre les feuillets, appelé espace interfoliaire, et dans toute autre porosité accessible. En présence d’eau, les cations sont à l’état hydraté. Cet état modifie les forces électriques et provoque un éloignement des feuillets les uns des autres, d’où le gonflement. L’influence de l’état d’hydratation de l’argile sur le gonflement de la structure peut être comprise qualitativement en considérant les forces électrostatiques existant entre le cation interfoliaire et la surface. Ces forces diminuent lorsque des molécules d’eau viennent écranter les interactions électrostatiques. On peut donc relier les notions d’hydratation des argiles et de gonflement avec les interactions électrostatiques.

Une formule structurale typique d’une montmorillonite est : (Na,

0.5Ca) 0.6 (Al, Mg) 4 Si8 O20 (OH) 4, nH2O.

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Figure 1.3 : Schéma de la montmorillonite (Yan et al. 1996)

Par définition des phyllosilicates, la structure de base de la montmorillonite est formée par un tétraèdre de SiO4 et un octaèdre de AlO6. Les substitutions ont principalement lieu dans les couches octaédriques par un remplacement des ions Al3+parMg2+.

Quant aux cations compensateurs, leur position dépend de leur taille : les sites favorables pour les cations interfoliaires dépendent de la nature du cation et sont fonction de la charge du feuillet. Généralement les cations compensateurs vont se retrouver au sein d’une cavité hexagonale.. Donne la distribution des tétraèdres, la position des oxygènes basaux et la position favorable pour un cation compensateur.

e) la Glauconie Minéral vert ferrifère proche de l'illite exclusivement formé en milieu marin peu profond. f) les Chlorites (2/1, d= 14 A°). L'espace interfoliaire est garni par une couche composée de Mg et OH.

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L'Al est remplacé localement par le Fe. Les chlorites existent en plus grands cristaux dans les roches magmatiques; elles sont également formées pendant la diagénèse des roches sédimentaires. On les retrouvent en éléments détritiques dans les sols sous climat peu agressif.

g) la Vermiculite (2/1, d= 12 A°) Fréquente dans les sols de la zone tempérée. La couche octaédrique contient du Fe et du Mg. La vermiculite est proche des illites et chlorite mais montre des propriétés gonflantes.

h) Les argiles fibreuses : Les feuillets sont discontinus et forment des rubans. Les principaux types sont la sépiolite et l'attapulgite ou paligorskite. On les trouve dans les milieux confinés.

Figure 1.4: cristaux de chlorite et de kaolinite vus au microscope électronique à balayage 2-1: Caractéristiques des matériaux :

Les matériaux utilisés dans notre recherche sont : l’argile de la carrière de Ben Azzouz (wilaya de Skikda) et le ciment de la cimenterie de Hdjar Es-soud (wilaya de Skikda).et la poudre de marbre de fil fila (wilaya de Skikda)

2-1-1 : Caractéristique du ciment utilisé :

Située à 94 km à l’Est de Constantine, la Société des Ciments de Hadjar Soud (S.C.H.S) est implantée sur le territoire de la wilaya de SKIKDA

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au lieu dit : Hadjar Soud, équidistante d’Annaba et de Skikda.Ses expéditions et ses approvisionnent sont facilités de par le

raccordement de la cimenterie au réseau ferré national.D’une capacité annuelle de 900.000 tonnes de ciment, la cimenterie,

produit une large gamme de ciment.

Le ciment CPJ-CEM II/A 42,5 R est un ciment portland composé obtenu par le mélange finement broyé de clinker et d’ajouts Du sulfate de calcium est ajouté sous forme de gypse, en tant que régulateur de prise.

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Le ciment CPJ-CEM II/A 42,5 R de l’ERCE répond aux exigences de la norme NA 442 : 2000.

Caractéristiques Physiques :

Caractéristiques Mécaniques :La limite inférieure de la résistance à la compression à jeune âge (02 jours) est = 20,0 N/mm² et les résistances à la compression font apparaître une valeur moyenne des résultats à 28 jours d’âge voisine 52,5 N/mm².Les valeurs limites garanties sont :

Caractéristiques Chimiques :

La teneur en chlorures (Cl-) = 0,1%

La teneur en sulfates (SO3) dans le ciment = 4,0%

= 40,0 N/mm² à 28 jours.

= 18,0 N/mm² à 02 jours.

Stabilité mesurée sur éprouvette de pâte pure = 10 mm.

Retrait à 28 jours d’âge sur mortier normal = 1000µm/m

Temps de début de prise mesuré sur pâte pure = 60 minutes


2-1-2 : Caractérisation de l’argile utilisée :

L’argile provient du gisement de Si Messaoud, situé dans la daïra de ben Azzouz à 48km au sud Est de la ville de Skikda, chef lieu de Wilaya. La figure si dessous montre le plan de situation du gisement. Dans ce gisement, les réserves en calcaire pour agrégats ont été estimées à un total de 76 million de tonnes et les argiles qui sont considérées. Comme déchet industriel sont estimées à 10% des réserves. Soit environ 7,6 millions de tonnes selon un rapport déjà établi par MEZGHACHE et BOUIMA en 2007. Cette argile est de couleur rouge utilisée essentiellement dans la fabrication de pierre de bordure, de briques et de tuiles .Ces industries ne consomment qu’une infime partie des stocks immenses. Afin de dégager ses différents sites et éviter une quelconque atteinte à l’environnement cher de nos jours à l’état algérien, la direction de l’entreprise nationale des Granulats a eu l’idée de valoriser ce produit dans la construction routière.

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Désignation :Ciment Portland Composé – Rapide -

Identification : CPJ-CEM II/A 42,5 R

Composition :Le ciment de Hdjar Essoud est composé de Clinker : 80 à 94% et

des ajouts : 06 à 20% (laitier, pouzzolane, calcaire)


Figure 2.1 : Implantation de la carrière de Ben Azzouz.

2-1-3 : Caractéristique de la poudre de marbre utilisé :

1-Introduction : Le mot marbre dérive du mot latin « marmor » qui vient lui-même du grec marmaros ou marmorique qui signifie blanc et éclatant [19].

On appelle marbre toue roche calcaire de texture assez dense pour permette un bon polissage [20].

Le marbre désigne un carbonate de calcaium à tissu compact ou cristallin qui se laisse rayer et réagit aux acides plus ou moins siliceux ou argileux, il se présente en épaisseur homogène ou diversement mélangée à d’autres matières [19]Un marbre est un calcaire ayant subi un faible métamorphisme, la densité Du marbre est élevée en moyenne de 2,7 .en atmosphère sèche, ils sont pratiquement inaltérables, bien que leur dureté soit médiocre dans l’air humide Ou légèrement acide, ils ont tendance à s’effriter [20] . Le degré de pureté du marbre est responsable de sa couleur et de son aspect, Ces couleurs proviennent essentiellement d’oxydes métalliques du fer, il est blanc si la roche dont il provient était uniquement composée de calcite [19][20]. La classification des marbres est fondée sur les teintes ou les dessins : outre le blanc ils existent des variétés, beiges, roses, gris, jaunes, vertes, violettes ou noires.[20]. La production marbrière en France est faible et on constate une régession par rapport à des pays comme l’Italie, le Portugal, la Grèce et la Grande-Bretagne [20].

Les produits marbrière algériens sont extraits et transformés

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conformément aux normes européennes : italienne et françaises en particuliers. Les procèdes utilisés en Algérie pour le travail du marbre sont ceux utilisés dans le monde :

-formation et sciage des masses au fil hélicoïdal, au fil diamanté et la haveuse pour l’abatage et le tranchage des masses brutes de marbres naturels en carrières. -transformations en produits finis au moyen de lames et disques, débitage secondaire et ponçage avec des pierres ponces.

Le marbre en Algérie est exploité par l’entreprise nationale du marbre «ENAMARBRE » par six(06) carrières à blocs, cinq(05) carrières de granulat et dérivés de marbre et cinq(05) unités de transformation. Le taux de déchets jusqu'à la fin de l’année 2003 est de 50.000m³(carrière à bloc) et 12000t dérives de marbre à Oran ; 10.000m³ (carrière à bloc) à Guelma et 8000m2(usine de transformation) Le marbre de la carrière de FIL-FILA : Provenance :

Le marbre est une roche métamorphique compacte provient de l’exploitation de l’entreprise nationale de marbre (ENA-MARBRE) de la carrière de Fil-Fila qui se trouve à 25Km à l’Est de la ville de Skikda.

La carrière de Fil-Fila est divisée en deux carrières :*carrière à blocs*carrière dérivés (CHATT)

Carrière à blocs : L’exploitation se fait par sciage des masses par fils diamantés qui sont débités pour obtenir des blocs bruts naturels de marbre.

Les blocs bruts sont traités pour avoir une forme régulière (enlèvement de tranche extérieure) et transformer à l’usine en dalle et carreaux.

Le marbre de la carrière à blocs de fil-fila est divisé selon leurs caractéristiques en trois types :

Marbre blancMarbre grisMarbre réséda vertLeurs caractéristiques pétrographiques-minéralogiques ; physico-

mécaniques et chimiques sont présentes dans le tableau

2/1-déchet :Les déchets de carrière à blocs sont les blocains, chutes et moellons

ayant différentes formes géomètriques, le taux de déchets est de 56% de la production pour l’année 2003 ; le stock jusqu’à la fin 2003 est de l’ordre de 70 000 m. Les déchets d’usine de transformation ce sont les chutes

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de tailles des blocs et les chutes des carreaux et dalles et poudre de marbre, le taux de déchets est de 22 m²/m pour l’année 2003. Le stock jusqu’à la fin 2003 est de l’ordre de 20 000m.

2/2-recyclage des déchets : Actuellement le recyclage des déchets est limité sur une partie des

rebus de masses et de blocs de marbre de la carrière à blocs, par une entreprise prive. Le produit de recyclage de déchets est un sous produit de marbre «granulats et poudre» les déchets de l’usine de transformation sont exploités partiellement en revêtement de sol extérieur pour les chutes de carreaux et en construction de carreaux de granito, en peinture pour la poudre de marbre.

2/3-l’aspect environnemental : Absence totale de toute culture environnementale dans la carrière de fil-

fila Dans l’usine : L’eau et les déchets de sciage sont recyclés dans une station d’épuration.

2/4-granulats de rebuts de masse et de blocs de marbre :Obtenu par concassage et broyage des blocains et de chutes de blocs.la

répartition granulométrique en mm : 1/5- 5/10- 9/12- 10/18.Les granulats utilisés comme matière première pour la fabrication du carrelage et revêtement des surfaces. Poudre de marbre de dimensions standards en mm : 0/3- 0/0- et de 30 à 02 microns. 3/carrière dérivée :

L’exploitation de la carrière dérivée de CHATT (fil-fila) se fait par abattage à l’explosif, des moellons de dimension variant de (80-100 cm), qui sont concassés, broyés pour obtenir des granulats dont la granulométrie varie de 0-18 MM. Poudre de marbre : obtenue après broyage et pulvérisation du marbre de dimension variant de 30 à 02 microns. Les dérivés de marbre sont deux types :

-dérivés de marbre blanc.-dérivés de marbre gris.

3/1-déchets : Le déchet de la carrière dérivée est un tout venant, (marbre de différentes classes granulaires), le taux de déchets est de 19% de la production pour l’année 2003 ; le stock jusqu’à la fin 2003 est de l’ordre de 18000t

3/2-recyclage des déchets :

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Le tout venant de la carrière de CHATT (fil-fila) sont destinés à la construction des routes. [15][16][17][18] [19].

Caractéristiques Type de marbreBlanc gris Résédavert

Caractéristiques pétrographiques-minéralogiquesNature pétrographique

Couleur

CalcaireMicrocristalin

Blanche

CalcaireMicrocristalinGris sombre

CalcaireMicrocristalin

Gris avec veinnles vertes

Aspect homogène Non homogène Non homogèneTexture Massive massive -

Structure microcristalin microcristalin -Composition méniralogique

Calcite 100% 96% 94%Quartz - 3% 3%

Oxyde de fer - 0.1% -Caractéristiques physico-mécaniques

Masse volumique en g/cm3 2.736 2.746 2.752Compacité en % 98.03 99.70 98.70

Porosité en % 1.96 0.30 1.30Coefficient d’absorption d’eau en % 0.39 0.11 0.16

Coefficient de saturation en % 0.87 0.50 0.77Résistance à la compression à l’état sec

en kg/cm² 961 1378 949

Résistance à la compression après refroidissement et réchauffement en

kg/cm²Résistance à l’usure en g/cm²

9661.82

10260.719

10470.996

Résistance au choc en kg cm/cm 40 56 83.50Caractéristiques chimiques

Ca co3 99.05 97.73 97.22Mgo 1.03 0.99 3.05Cao 54.86 54 51.05

Fe2o3 0.04 0.22 0.04Al2o3 0.08 0.56 0.08Sio2 0.15 0.9 0.15P.C 44.26 43.65 44.26

Tableau 2 : caractéristique pétrographiques-minéralogiques ; physico-mécaniques et chimique de la carrière de FIL-FILA (ENA- Marbre)

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2-2 : Méthodes : 2-2-1 : Limites d'Atterberg:

En géotechnique, les limites d’Atterberg définissent à la fois un indicateur qualifiant la plasticité d’un sol, mais aussi l’essai qui permet de définir ces indicateurs. Cet essai a été établi par l’agronome suédois Atterberg. La teneur en eau d’un sol peut en effet beaucoup varier au cours des opérations de terrassements.

Pour la fraction fine (graviers exclus), la cohésion tient à la présence d'eau : parfaitement sec, le matériau serait pulvérulent. Au-dessus d'une certaine teneur (limite de plasticité), on peut le pétrir en forme de boudin, de boulette ou de fil. Pour une teneur plus forte (limite de liquidité), il forme un liquide, visqueux, qui ne conserve pas la forme qu'on lui a donnée. La détermination, soigneusement normalisée, de ces deux teneurs caractéristiques appelées limites d'Atterberg, est un élément important d'identification, et permet déjà de prévoir certaines propriétés.

*Consistance d’un sol :La consistance d'un sol fin ou cohérent peut être appréciée par un essai

de résistance mécanique (essai de rupture en compression simple, essai de poinçonnement ou de pénétration). Cette consistance varie considérablement avec la teneur en eau du sol. En faisant décroître progressivement la teneur en eau d'un échantillon de sol on constate que le sol passe successivement par plusieurs états:

Etat liquide à teneur en eau élevée :Le sol se comporte comme un liquide. Sa résistance au cisaillement est

nulle et il se répand lorsqu'on le déverse. Les grains du sol sont pratiquement séparés par I’ eau.

Etat plastique : Le sol est stable naturellement mais, dès qu'un effort lui est appliqué, il

est le siège de déformations importantes, en grande partie non réversibles sans variation notable de volume et sans apparition de fissures. Par trituration il perd sa consistance.

Certains sols, dits thixotropes, ont la propriété de récupérer avec le temps une partie de leur résistance;

Etat solide : Le sol a le comportement d'un solide, l'application

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http://fr.wikipedia.org/wiki/Teneur_en_eau_(Milieux_poreux)

http://fr.wikipedia.org/wiki/Thixotropie

http://fr.wikipedia.org/wiki/Teneur_en_eau_(Milieux_poreux)

http://fr.wikipedia.org/wiki/Sol_(g%C3%A9otechnique)


d'un effort n'entraîne que de faibles déformations. Le passage à l'état solide s'effectue au départ avec réduction du volume ou retrait, puis à volume constant donc sans retrait

*Indicateurs : Limite de liquidité :

La limite de liquidité (w l) caractérise la transition entre un état plastique et un état liquide. C'est la teneur en eau pondérale, exprimée en pourcentage, au-dessus de laquelle le sol s'écoule comme un liquide visqueux sous l'influence de son propre poids.

Formule de la teneur en eau pondérale: Masse d'eau (g)/Masse de sol sec (g)

Limite de plasticité : La limite de plasticité (w p) caractérise la transition entre un état solide

et un état plastique. Cette limite indique la teneur en eau pondérale, en pourcentage, maximale pour travailler un sol et éviter la compaction. En dessous de cette limite, le sol est friable ou facilement travaillable d'un point de vue agronomique. Indice de liquidité :

Il = (W-W p) / (I p) (L’ambe et Whitman)

Indice de densité : Id = (e max - e) / (e max – e mini)

Indice de plasticité : Il mesure l'étendue de la plage de teneur en eau dans laquelle le sol se trouve à l'état plastique, I p = w l – w p Principaux seuils indicatifs : -Ip non mesurable : sol non argileux ; -Ip<12 : sol peu argileux ; -Ip=12-25 : sol moyennement argileux ; -Ip=25-40 : sol argileux ; -Ip>40 : sol très argileux.

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Suivant la valeur de leur indice de plasticité. Les sols peuvent se classer comme suit :

Indice de plasticité Degré de plasticité

0 < I P < 5Non plastique (l’essai perd sa signification dans cette zone de valeurs)

5 < I P < 15 Moyennement plastique

15 < I P < 40 Plastique

I P > 40 Très plastique

Tableau 2.1: classification des sols d’après IP (selon Khaled meftah, cours mécaniques des sols : septembre 2008)

La plasticité est une propriété caractéristique des éléments très fins ou

argileux du sol, en relation avec l'existence de couches d'eau adsorbée avec ou sans électrolytes dissociés. On conçoit donc que les limites d'Atterberg et l'indice de plasticité d'un Sol varient non seulement avec l'importance de sa fraction argileuse mais également avec la nature des minéraux argileux et des cations adsorbés. À titre d'exemple, les valeurs les plus fortes de cet indice sont obtenues avec les montmorillonites et plus particulièrement celles chargées du cation sodium (Na+).

Indice de consistance : Il s’agit d’un indicateur dérivé : I c = (w l - w) / I p,

(Terzaghi et peck)Où w=w normale de l'échantillon.

*Equipement nécessaire pour faire l’essai de la limite: 1-pour la préparation du sol :-tamis à mailles carrées de400µm d’ouverture -bac de manutention (30*20*8cm)récipient de 21.

2- pour la détermination de W l : Appareil de casagrande.il est constitué d’une coupelle normalisée,

montée sur un support métallique avec manivelle le tout étant fixé sur un

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socle en bois bakélisé. L’ensemble permet de faire tomber la coupelle d’une hauteur de10 mm sur le bloc dur chaque choc entrainant la fermeture progressive de la rainure pratiquée dans l’échantillon de sol celle-ci ayant été effectuée à l’aide de l’outil à rainurer.

L’appareil est livré avec deux coupelles l’une ayant une surface lisse. (Majorité des essais) et l’autre une surface rugueuse pour les échantillons sableux qui ont tendance à glisser sur la surface de la coupelle lors de chaque choc. 3-Pour la détermination de w p :

-une plaque lisse en marbre pour le malaxage du sol et la confection des rouleaux de sol.

-une plaque de verre et sa cale pour l’évaluation du diamètre du rouleau de sol.

4-pour la mesure du teneur en eau w : -une étuve de dessiccation pouvant être réglée à 105° et à50°-une balance permettant les pesées avec une incertitude maximale de 1/1000 de la pesée. -des capsules en verre ou boites de pétri.des spatule, une truelle.

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A : Outil à rainurer B: Appareil de casa grande C:Des outils à malaxer

D : Balance E : Etuve

Figure (A, B, C, D, E) : Appareillage d’un essai de la limite d’Atterberg (selon laboratoire de LNHC Skikda)

*Conduite de l’essai : 1-préparation de l’échantillon :

*prendre un échantillon représentatif du sol et l’imbiber dans un récipient plein d’eau pendant 24 heures.

*tamiser le matériau imbibé par voie humide à l’aide d’un tamis de (400µm). L’ensemble du tamisât et des eaux de lavage étans ensuite décanté pendant 12 heure.

*l’eau claire surnageant est siphonné en prenant garde de ne pas entrainer des particules solides fines.

*l’eau excédentaire étant évaporée à l’étuve à50°c jusqu’à obtenir un mortier mou

*Après séchage le sol en va mélanger avec des différents pourcentages de la poudre de marbre (0, 2, 4, 6,8) % et le mettre à imbiber pendant

24heures.

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Figure 2.2: Les étapes pour la préparation de l’échantillon.

2-Détermination de la limite de liquidité wl :Mise en place de l’échantillon .il est mis en place à la spatule, de façon

bien homogène. L’épaisseur au centre est de 15à20mm, le pourtour étant sensiblement horizontal.

Al’ aide de l’outil à rainurer, on creuse ensuite une rainure dans le mortier contenu dans la coupelle, puis on trouve la manivelle afin de provoquer le choc de celle-ci sur le bloc de bois dur.

Par définition ; wl est la w qui correspond à la fermeture de la rainure sur 1cm de longeure 25 chocs.

L’échantillon doit être à une w légèrement supérieure à la wl, afin de pouvoir commencer l’essai avec une fermeture du sillon en 15 coups environ.Description de l’essai.

1. faire une rainure dans l’axe de la coupelle, l’outil étant sensiblement perpendiculaire à celle-ci 2-trouver la manivelle, de manière très régulière raison de deux chocs

par seconde. On observe le fond de rainure et on compte le nombre de

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chocs nécessaire pour que celle-ci se referme sur 1cm environ. Wl est w de l’échantillon lorsque la fermeture se produit en 25 chocs.

3 -recommencer l’opération 4à5 fois avec des teneurs en eau décroissantes et telle que le nombre de choc à chaque essai soit compris entre 15 et 35 ; -si le nombre de chocs n a été inférieur à 15.laisser sécher un peu, -si le nombre de chocs n est supérieur à 35, humidifier légèrement et bien homogénéiser le sol avant de reprendre l’essai pour chaque essai tel que 15<n<35.déterminer la teneur en eau w. 4-détermination de la teneur en eau w : -prélever un peu de mortier de part et d’autre de la rainure. -placer l’ensemble du prélèvement sur un verre de montre de poids T.

-peser immédiatement, soit w-mettre à l’étuve à 60°c jusqu’à dessiccation complète et poids stable (25 h environ).

-peser l’échantillon sec immédiatement à la sortie de l’étuve ou alors après refroidissement pans un dessiccateur.wd. -En déduire la teneur en eau w de l’échantillon :

w= ((w-T)-wd-T))/ (wd- T)*100W : teneur en eau en %T : poids de la tare,W : poids de l’échantillon humide, y compris la tare,Wd : poids de l’échantillon sec, y compris la tare. Expression des

résultats la limite de liquidité est déterminée à partir de la représentation graphique de la teneur en eau w, mesurée à chaque essai, en fonction du logarithme du nombre de coups correspondant.la limite de liquidité est la teneur en eau lue sur le graphique pour n=25 coups.

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Figure 2. 3 : Les étapes d’un essai de la limite de liquidité

3-détermination de la limite de plasticité WP :La limite de plasticité WP et inférieur à wl, il faut donc laisser sécher

l’échantillon un peu plus. Quand sa teneur en eau est correcte. Faire une boulette de mortier grosse comme noisette (environ 12 mm de diamètre)

Et en faire un cylindre en le roulant sur la plaque de marbre propre, lisse et sèche. Ceci se fait à la main, ou en utilisant une plaque plane, par un mouvement alternatif d’environ un aller et retour par seconde.

Par définition, la limite de plasticité est la teneur en eau du cylindre qui se brise lorsque son diamètre atteint 3mm. Cette teneur en eau doit être déterminée immédiatement après le test selon la procédure décrite lors de la détermination de wl.Le cylindre terminé doit avoir de 10à 15cm de longueur. Dans la pratique, procéder ainsi :

-confectionner le cylindre de 3mm,-s’il se brise avant d’atteindre ce diamètre, la teneur en eau est trop

faible : -s’il ne s’est pas brisé, le soulever en son milieu de 15à20mm.la limite de plasticité est atteinte si la rupture se produit pendant ce soulèvement, -si la rupture ne se produit pas, laisser la teneur en eau diminuer, L’essai, lorsqu’il est probant, sera effectué une deuxième fois.les teneur en eau obtenues ne devront pas s’écarter de plus de 2%de la valeur moyenne.

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Cylindre de 3mm de diamètre se brisant en tronçons de 10à20mm.

Figure 2.4: Limite de plasticité

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Figure 2.5 Abaque de plasticité de Casagrande

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2-2-2:Essai de cisaillement rectiligne non consolidé non drainé. (nf p94-071-1)

La boite de cisaillement, appelée également boite de gasagrande, est des tinées a l’essai de cisaillement rectiligne (ou direct) dans lequel la surface de rupture de l’échantillon est imposée suivant le plan horizontal.

Le but cet essai est de déterminer les caractertiques mécaniques d’un sol à la rupture, savoir sa cohésion C et son angle de frottement en fonction des conditions de la vitesse de cisaillement considérées * Principe de l’essai

L’essai consiste a’ placer un échantillon de sol intact ou remanie’ entre deux demi –boites. L échantillon est soumis à une charge verticale P qui engendre une contrainte normale à sa section transversale.il est ensuite cisaillé en imposant une vitesse de déplacement horizontal à l’une des deux demi-boit. Le schéma de principe de l’essai est présenté sur la figure la demi-botte inférieur est déplacée horizontalement (à l’aide d’un moteur) à une vitesse constant V, alors que la demi-boit supérieur est maintenue fixée à un anneau dynamométrique qui mesure l’effort de cisaillement ph .au cours de l’essai, le déplacement horizontal Δι et l’effort ph (engendre par la réaction du sol sur le plan horizontal) sont mesurés à des intervalles de temps choisis.

*APPAREILLAGE : Ill existe différents modèles pour l’appareil de cisaillement direct en fonction

de la géométrie et des dimensions de la boite de cisaillement. Dans la suite on va décrire l’appareillage existant au laboratoire de L.N.H.C (Skikda).

Figure 2.6 : Schéma de la boite de Casagrande lors d’un essai de cisaillement directe

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La boite de cisaillement :Une boit de cisaillement comporte les éléments suivent : -deux demi-boites (l’une inférieure, l’autre supérieure), carré

intérieurement, de même section droite. La demi-boite supérieure est équipée de deux vis permettant un léger soulèvement par rapport à la demi- boite inferieur ; -Deux vis de solidarisation des deux demi- boites de telle façon qu’elles aient intérieurement le même axe de symétrie ; -Un socle étanche support de la demi-boit inférieure ; -Des plaques minces perforées pour assurer le Drainage ; -un piston rigide glissant librement dans la demi –boite supérieure. A sa partie supérieure le piston est muni, en son centre d un logement pour la

rotule transmettant l effort vertical P. La boite de cisaillement et son socle reposent sur un bâti indéformable muni d un système de rails permettant le dèplacemable horizontal de la demi –boite inférieure.

Le dispositif de cisaillement :

Il assure le cisaillement de l échantillon à vitesse de dépiècement constante ; il est constitué (figure2)

Vue de la boite de Casagrande.

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Figure 2.7: Appareil de cisaillement à la boite (essai en cours).

-d’un chariot porte - boite, entrainé d’un mouvement de translation à vitesse constante et réglable, entrainant lui-même la demi- boite Inférieure ; -d’un système de levier – étrier par lequel le piston de la boite permet d’exercer la charge verticale à l’aide de masses marquées, -d’ un anneau dynamométrique ; fixé à la demi- boite supérieure, dont les lectures permettent de calculer l’effort de cisaillement développé sur le plan horizontal ; On utilise de même, un appareillage d’usage courant constitué de :-une étuve, -une balance de précision égale à 0.01g -une trousse coupante, une scie à fil d’acier et un couteau ; -deux comparateurs au centième du millimètre, avec une course de 10mm ; -un chronomètre -des tares ; -Du papier filtre ;

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L’essai est conduit comme suite 1.Préparation de l’échantillon :

-prendre un échantillon de sol et le passer au tamis de 2mm. -mélanger 400gr de sols avec successivement 0% ,2%, 4% et 6% de poudre de marbre seulement. Ensuite on mélangera des échantillons pesant 400gr de sol et 0% ,2%, 4% et 6% de poudre de marbre avec successivement 0%, 2%, 4% et 7% de ciment.

2. Mise en place de l’échantillon: Assembler les deux demi-boites avec 2 goupilles : pas de pierres poreuses. Placer le fond strié dans les encoches prévues (positionner les stries perpendiculaires au sens de déformation). Mettre l’échantillon bien tassé (jusqu’à 3mm de l’arase supérieure)Placer le piston de chargement (positionner les stries ⊥ au sens de déformation)

3. Mise en place dans la boite : La demi-boite inférieure doit être bloquée dans le chariot par les vis de blocage. La demi-boite supérieure est solidaire de l’anneau dynamométrique (un écrou à visser) Mettre en place le dispositif de chargement de la boite.Appliquer sur le dispositif prévu la charge désirée (bras de levier avec un rapport de 10). Vérifier le bon positionnement des comparateurs (boite et anneau) Enlever

les vis de fixation des demi-boites. 4-Mise en marche :

-Chronomètre à zéro -Comparateurs à zéro Réglage de la vitesse d’essai sur le pupitre de contrôle. Relevez seulement les déplacements du comparateur de l’anneau toutes les 15 secondes.

5- Fin de l’essai : -Lorsque la contrainte de cisaillement est devenue constante

(Ou déformation relative = 10%) -Couper le moteur appuyant sur la touche « stop » du pupitre de contrôle-Relever la valeur du déplacement de la boite sur le pupitre de contrôle ainsi que sur le comparateur correspondant. -Appuyer sur la touche « sortie (porte avec une flèche) » puis sur la touche « reset » du pupitre de contrôle -Remettre les vis de fixation des demi- boites (sans forcer), enlever la boite et nettoyer les appareils.

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Les résultats sont obtenus en utilisant les formules suivantes:

LA: Lecture Anneau.

DN: déformation nette.

(60: Diamètre de moule)

(Sm: section du moule’ carre=36cm, circulaire=28.3cm) Fn = La.K (K= 0.0841: coefficient d'anneau de raideur) τ =Fn/Sn DL: Déformation latérale

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3.1. Essais de Limites D’Atterberg : Les limite d’atterberg caractérisent les différents états de consistance d’un sol

fin, en effet, il existe trois états dans la consistance des argiles à distinguer : les états liquide, plastique ou solide.les résultats de limite de liquidité, limite de plasticité et indice de plasticité sont présentés dans le tableau ci- dessous :

Nf p n94-071-1

Essai de cisaillement

Poudre de marbre (%)

0 2 4 6 8

Tableau 3.1: Série d’essais de plasticité réalisée

Les résultats de l’essai sont présentés au tableau suivant :

Poudre de marbre

WL (%) WP (%) IP (%) IC (%)

0%

W% 1 2 31 2 3

22,54 1,25Moyenne=45.58

Nombre de coup

17 25 33 Moyenne=23.04

2%

W% 1 2 31 2 3

21,78 1,20Moyenne=43,61

Nombre de coup

16 24 32 Moyenne =21, 83

4%

W% 1 2 31 2 3

21,44 1,16Moyenne=42,34

Nombre de coup

19 27 35 Moyenne=20,9

6%W%

1 2 31 2 3

20,36 1,15Moyenne=40,72

Nombre de coup

17 25 33 Moyenne=20,36

8%W%

1 2 31 2 3

19,7 1,12Moyenne=39,49

Nombre de coup

18 26 34 Moyenne=19,79

Tableau 3.2: Récapitulatif des résultats des essais de plasticité

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*A l’état naturel (0% poudre de marbre = p.d.m) :

Figure 3.1 : Abaque de Casagrande non traitée (0% p.d.m)*Avec l’ajout de la poudre de marbre : On traite le sol par des différents pourcentages de la poudre de marbre (2, 4, 6,8)% et après on observe la variation de l’indice de plasticité et la limite de liquidité.

Figure 3.2 : Abaque de casagrande traitée à (2% p.d.m)

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Argil + 0% p.d.mWL=45, 58%WP=23, 04%IP=22 ,54%IC=1,25%

Argile+2% p.d.m WL=42, 34%WP=20, 9%IP=21,44%Ic=1,20




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Argile+4% p.d.m WL=42, 34%WP=20, 9%IP=21,44%Ic=1,16%

Argile+6% p.d.m WL=40, 72%WP=20, 36 %IP=20,36%Ic=1,15


Figure 3.5: Abaque de Casagrande traitée à (8% p.d.m)

Remarque : On utilisant l’ajout du poudre de marbre seul dans le sol argileux (meuble) le

sol s’amélioré d’un sensible de l’état moyenne de plasticité vers un sol peu plastique.

Réduction considérable pour le phénomène de gonflement (réduction de Ip <25% vers le gonflement faible).

Ic argile très consistante (>1%) vers une argile (=1). La teneure en eau diminue chaque l’augmentation du poudre de marbre.

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Argile+8%p.d.m WL=39, 49%WP=19, 79%IP=19,7%Ic=1,12


3-2 : Essais de cisaillement direct non consolidé non drainé UU: Ces essais de cisaillement comportent en général deux phases : -phase d’application de contraintes normales avec ou sans drainage ; -phase de rupture proprement dite. Les deux phases de l’essai de cisaillement non consolidé non drainé(UU) sont

réalisées à drainage fermé correspondant au comportement à court terme du sol. Les caractéristiques ainsi déterminées sont la cohésion apparente(Cu) et l’angle de frottement interne (φ). Les résultats de (Cu) et (φ) sont présentés dans le tableau ci- dessous :

Nf p 94-071-1 Essai de cisaillementCiment (%) 0 0 2 4 7Poudre de marbre (%)

0 2 4 6 2 4 6 2 4 6 2 4 6

Tableaux3 .3 : Série d’essais de cisaillement réalisée

Les résultats de l’essai sont présentés au tableau suivant :

Nfp94-071-1 Essai de cisaillementCiment (%) 0 0 2 4 7


0 2 4 6 2 4 6 2 4 6 2 4 6

CohésionC (bars)

0,03 0,03 0,19 0,29 0,15 0,24 0,3 0,16 0,26 0 ,31 0,17 0,27 0,32

Frottementφ (degrés) 5,37 7,29 14,65 18,72 8,09 16,26 18,97 11,28 17,01 19,48 12,68 17, 88 19,94

Tableau 3.4 : récapitulatif de cisaillement

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*A l’état naturel (0% poudre de marbre et 0% ciment) :

Figure 3.6 : Courbe contrainte-déformation (p.d.m :poudre de marbre)

Figure3.7 : la courbe intrinsèque

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Argile+0%p.d.m+ 0% ciment

Argile +0% p.d.m .0% ciment


*Avec l’ajout de la poudre de marbre : On traite le sol par des différents pourcentages de la poudre de marbre (2, 4, 6,) % et le ciment (2, 4,7) % et après on observe la variation de la cohésion et l’angle de frottement.

Figure 3.8 : Courbe contrainte-déformation traitée à 2% p.d.m et 0% ciment

Figure 3.9: la courbe intrinsèque traitée à 2% p.d.m et 0% ciment

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Argile+2% p.d.m+ 0%ciment





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Argile+2%marbre+2% ciment


Figure 3.12 :Courbe contrainte-déformation traitée à 2% p.d.m et 4% ciment

Figure3.13: la courbe intrinsèque traitée à 2% p.d.m et 4% ciment

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Argile+2% marbre +4% ciment




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Argile+2% p.d.m+ 7% ciment



Figure 3.16: Courbe contrainte-déformation traitée à 4% p.d.m et 0% ciment


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Argile+4% p.d.m +0% ciment


Figure 3.18:Courbe contrainte-déformation traitée à 4% p.d.m et 2% ciment


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Argile+4% p.d.m+2%ciment




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Figure3.23: la courbe intrinsèque traitée à 4% p.d.m et 7% ciment

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Argile+4% marbre +7% ciment




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Figure 3.26 :Courbe contrainte-déformation traitée à 6% p.d.m et 2% ciment


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Argile+6% p.d.m +2%ciment





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Argile+6%p.d.m+ 4%ciment





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Argile+6%p.d.m+ 7%ciment


0% Ciment :


0 2 4 6

CohésionC (bars)

0,03 0,03 0,19 0,29

Tableaux 3.5 : Série d’essais de cisaillement à 0% ciment.

Figure 3.32: courbe de cohésion 0% ciment.Poudre de marbre

(%)0 2 4 6

Frottement φ (degrés)

5,37 7,29 14,65 18,72

Tableaux 3 .6: Série d’essais de cisaillement à 0% ciment

Figure 3.33: courbe de frottement à 0% ciment.

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2% Ciment :


0 2 4 6

Cohésion C (bars)

0,03 0,15 0,24 0,3

Tableaux 3 .7: Série d’essais de cisaillement à 2% ciment.

Figure 3.34: courbe de cohésion à 2 % ciment.


0 2 4 6

Frottement φ(degrés)

5,37 8,09 16,26 18,97

Tableaux 3.7 : Série d’essais de cisaillement à 2% ciment.

Figure 3.35: courbe de frottement à 2 % ciment.

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4% Ciment :


0 2 4 6

Cohésion C(bars)

0,03 0,16 0,26 0 ,31

Tableaux 3 .8 : Série d’essais de cisaillement à 4% ciment.

Figure 3.36: courbe de cohésion à 4 % ciment.Poudre de marbre

(%)0 2 4 6

Frottement φ(degrés)

5,37 11,28 17,01 19,48

Tableaux 3.9: Série d’essais de cisaillement à 4% ciment.

Figure 3.37: courbe de frottement à 4 % ciment.

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7% Ciment :


0 2 4 6

Cohésion C(bars)

0,03 0,17 0,27 0,32

Tableaux 3.10: Série d’essais de cisaillement à 4% ciment.

Figure 3.38: courbe de frottement à 7% ciment.Poudre de marbre

(%)0 2 4 6

Frottement φ (degrés)

5,37 12,68 17, 88 19,94

Tableaux 3 .11: Série d’essais de cisaillement à 7% ciment.

Figure 3.39 courbe de frottement à 7 % ciment.

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Sol traité à (0.2 .4 .7)% ciment :

p, d, m % 0 2 4 6C (bars)

0%ciment 0,03 0,03 0,19 0,29C (bars)

2%ciment 0,03 0,15 0,24 0,3C (bars)

4%ciment 0,03 0,16 0,26 0,31C (bars)

7%ciment 0,03 0,17 0,27 0,32Tableaux 3 .12: Série d’essais traité à (0, 2,4, 7)% ciment.

Figure 3.40: courbe de cohésion traité à (0, 2,4, 7)% ciment.

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p, d, m (%) 0 2 4 6φ

(degrés) ,0%ciment 5,37 7,29 14,65 18,72

φ (degrés), 2%ciment 5,37 8,09 16,26 18,97

φ (degrés) ,4%ci

ment 5,37 11,28 17,01 19,48φ (degrés), 7%ciment 5,37 12,68 17,88 19,94

Tableaux 3.13: Série d’essais de sol traité à (0, 2,4, 7)% ciment.

Figure 3.41: courbe de frottement traité à (0, 2,4, 7)% ciment.

Remarque :

On utilise la poudre de marbre et le ciment en différent pourcentage on

constate l’augmentation des paramètres mécanique (c, φ) c'est-à-dire

l’augmentation de la portance du sol.

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Conclusion générale :

Dans cette étude en utilise une de plusieurs méthode de stabilisation des sols (stabilisation par liant hydraulique-ciment-et à l'aide d’un résidu d’un matériau inerte à savoir la poudre de marbre avec l’argile de Ben Azzouz et on montré que :

-Le traitement de cette argile à différent pourcentage de poudre de marbre diminue l’indice de plasticité et la limite de liquidité. Le sol s’amélioré d’un sensible de l’état moyenne de plasticité vers un sol peu plastique.

-Dans l’essai de cisaillement le traitement de l’argile avec le ciment et la poudre de marbre qui montrent une augmentation de la cohésion et l’angle de frottement c'est-à-dire l’augmentation de la portance du sol.

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Référence :

Normes françaises :

-Essai de limite d’atterberg/AFNOR/Mars 1993 (NF P 94-051). -Essai de cisaillement rectiligne à la boite (NF P 94-071-1) Aout 1994.

Hebhoub houria.

Granulats recycle de stabilisation pour béton hydraulique-mémoire magister.

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Documents

thése fin 2012