Si vous vous interrogez sur l’utilité d’une étude de sol avant construction, je vous invite à consulter cet article. Si au contraire, vous êtes conscient que l’étude de sol est une étape fondamentale pour comprendre les contraintes du sol et dimensionner les fondations de votre future maison, l’éclairage qui va suivre, vous intéressera doublement. Il concerne les limites d’Atterberg (un essai répandu en étude de sol). C’est le premier épisode d’une série d’articles sur les études de sol visant à vulgariser certains essais réalisés par des géotechniciens professionnels.
Les limites d’Atterberg pour étudier la plasticité d’un sol
Les limites d’Atterberg sont des paramètres géotechniques destinés à identifier un sol et à caractériser son état au moyen de son indice de consistance. Elles permettent de fournir des données essentielles sur la mécanique des sols. Les limites d’Atterberg consistent à estimer l’étendue du domaine de plasticité et éventuellement de cohésion des sols plus ou moins argileux, tels que limons, glaises et sable argileux.
Les limites d’Atterberg et la recherche de l’indice de plasticité
L’indice de plasticité permet de comprendre le sol au travers d’une valeur indiquant dans quelle mesure des particules d’argile sont présentes dans un matériau. La détermination de l’indice de plasticité repose sur les limites de consistance appelées également limites d’Atterberg. Il s’agit des teneurs en eau auxquelles un matériau passe de l’état solide à l’état plastique, puis de l’état plastique à l’état liquide.
Limite de liquidité : Évaluation de la teneur en eau de l’échantillon de sol grâce à l’appareil de Casagrande
La première étape de l’essai consiste à rechercher la teneur en eau pour laquelle une rainure pratiquée dans un échantillon de sol placé dans une coupelle se referme sur 1 cm lorsque celle-ci et son contenu sont soumis à 25 chocs répétés.
- Le laborantin pèse plusieurs récipients qui accueilleront des échantillons en vue de déterminer la teneur en eau.
- Puis, il utilise l’appareil de Casagrande (un appareil à secousses) pour réaliser son essai.
- Il a préalablement tamisé l’échantillon de sol en sorte d’obtenir une pâte homogène inférieure à 400 microns.
- 70 grammes de matériaux sont ajoutés et étalés dans la coupelle de Casagrande
- Une rainure de 2 mm de large, tracée avec un outil adapté, sépare le matériaux en 2 parties.
- Des chocs sont appliqués à un rythme régulier afin que la rainure se referme sur une longueur de 1 cm.
- Les chocs sont comptés.
- Plus le sol est humide et moins il faudra de chocs pour obtenir le résultat
- Un échantillon est, enfin, prélevé dans la zone qui s’est refermée afin de déterminer la teneur en eau
Limite de plasticité : Recherche de teneur en eau sur un échantillon de sol roulé
La seconde étape de l’essai vise également à rechercher la teneur en eau pour laquelle un rouleau de sol, de dimension fixée et conctionnecté manuellement se fissure.
- Le laborantin confectionne un rouleau de sol jusqu’à obtenir un diamètre de 3 mm.
- Lorsque le rouleau se brise ou bien se morcelle, il détermine sa teneur en eau.
- On parle de la limite de plasticité du matériau.
- Cet essai sensible étant sensible aux manipulations de l’opérateur, ce dernier réalise plusieurs mesures sur différents échantillon et détermine ainsi une valeur moyenne.
- Enfin, les échantillons sont placés dans des pots et pesés avant d’être séché dans une étuve jusqu’à masse constante (température du four 110°C)
- Ils sont ensuite pesés à nouveau.
Les résultats obtenus grâce aux limites d’Atterberg
A la fin des 2 étapes, toutes les teneurs en eau sont estimées. Puis une régression linéaire de la limite de liquidité peut être calculée et la valeur moyenne des teneurs en eau de la limite de plasticité peut également être établie. Le résultat : l’indice de plasticité est la différence de teneur en eau entre la limite de liquidité et la limite de plasticité.
Un vidéo pédagogique sur les limites d’Atterberg
Ce qu’il faut retenir sur les limites d’Atterberg
Les limites d’Atterberg sont des essais empiriques ne nécessitant que peu de matériel. En revanche, le mode opératoire doit être rigoureusement respecté afin d’obtenir des résultats exploitables. Ce test est principalement utilisé dans le domaine de la construction de routes. Les résultats sont, en effet, à pondérer concernant les sols intacts sous maison. Car la réalisation du test ne porte que sur une fraction du sol dont les particules sont inférieures à 400 microns. Par ailleurs, il faut encore ajouter que les limites d’Atterberg sont réalisées sur des échantillons de sol remaniés alors que les sols sous les maisons sont intacts avec un squelette et une histoire. Les limites d’Atterberg fournissent donc une information trop éloignée de la réalité du fonctionnement d’ensemble du sol en place sous une maison.
