Propriétés Mécaniques et Physiques des Sols
Chapitre 1. Quelques notions générales
Chapitre 2. Etude des constituants élémentaires des sols
Chapitre 3. étude de l'état des sols
Chapitre 4. Classification des sols
Chapitre 5. Compactage des sols
5.1. Considérations générales
5.2. Essais de compactage au laboratoire
5.2.1. Les essais Proctor
5.2.2. Compactage statique ou quasi statique
5.2.3. Compactage par pétrissage (essai Harvard miniature)
5.2.4. Autres dispositifs
5.2.5. Conclusion
5.3. Types de sols et résultats du compactage
5.4. Quelques notions simples sur le compactage sur chantier
5.5. Propriétés mécaniques et hydrauliques des sols compactés
5.6. Conclusion
Chapitre 6. Contraintes dans les sols
Chapitre 7. L'eau dans le sol
Chapitre 8. Déformation des sols
Chapitre 9. Résistance au cisaillement
Annexes
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5.2.1. Les essais Proctor

Mise au point en 1933 par un ingénieur américain, cette méthode est toujours utilisée.

Il s’agit d’un essai normalisé, empirique mais dont la reproductibilité et la longue utilisation constituent des éléments forts pour son utilisation pratique.
On utilise en pratique deux types de moules (Proctor et CBR) de taille différente suivant la granulométrie du sol à étudier et deux valeurs d’énergie de compactage standardisées (Proctor normal ou Proctor modifié) qui correspondent en général respectivement au corps du remblai et aux couches les plus superficielles dans le cas des pistes et chaussées.

L’appareillage spécifique utilisé comprend :

  • un socle de compactage,
  • deux modèles de moule,
  • un moule est constitué de trois éléments essentiels (fig.5.5) (une embase, un corps de moule (définissant le volume de référence), une rehausse)
  • deux modèles de dames de compactage manuelles suivant l’énergie choisie (ceci peut être remplacé par un dispositif mécanisé),
  • une règle à araser.

Fig 5.5 : Schéma d'un moule de compactage (type Proctor ou C.B.R.)
Proctor : H = 116.5 mm, D = 101.5 mm, C.B.R. : H = 152 mm D = 152 mm

Le tableau 5.1 donne les conditions expérimentales essentielles.

Caractéristiques
de l’essai

Proctor normal

Proctor modifié

Moule

Masse de la dame (g)

Diamètre du mouton (mm)

Hauteur de chute (mm)

Nombre de couches

Nombre de coups/couche

Volume  éprouvette (cm3)

Proctor

2490

51

305

3

25

933

CBR

2490

51

305

3

56

2758

Proctor

4535

51

457

5

25

933

CBR

4535

51

457

5

56

2758

Tableau 5.1. Caractéristiques des essais de compactage Proctor

On peut décrire ce compactage comme un compactage dynamique par impact, puisque l’énergie est transmise au sol par la chute d’une dame. L’obtention d’un optimum nécessite la réalisation de cinq mesures au minimum à différentes teneurs en eau encadrant l’optimum supposé : les écarts de teneur en eau entre essais successifs sont de 2% environ en valeurs absolues. La réalisation d’un essai à la teneur en eau naturelle du sol semble intéressante bien que non recommandé par la norme.

Pour estimer la gamme de teneur en eau à étudier, on utilise souvent des relations empiriques établies par différents auteurs (tableau 5.2). On peut retenir d’une manière globale que  est légèrement inférieur à et que  .

Auteurs

Relations

Nature des sols

Kumbasar et Togrol


Sols terrains argileux et limon

Woods - Litchiser


Sols de l’Ohio

Cruz


Sols résiduels Brésil

ETH


Sols inconnus

Bolle


Limon et argiles peu plastiques

Schön

Sols plastiques

Tableau 5.2 – Quelques corrélations entre les limites d’Alterberg et l’optimum Proctor

Nous ne préciserons pas la mise en œuvre pratique si ce n’est que deux points semblent fondamentaux :

  1. la rigueur dans le suivi du mode opératoire ;
  2. la préparation du sol à différentes teneurs en eau qui nécessite du soin et du temps afin d’obtenir un mélange homogène.
Les résultats d’un essai Proctor ne doivent pas se limiter aux valeurs optimales, mais doivent comporter la courbe expérimentale complète : en effet suivant les sols, la forme de la courbe est différente. Pour une courbe assez « plate », une variation donnée de teneur en eau n’entraîne qu’un faible changement de compacité, ce qui n’est pas le cas d’une courbe pour laquelle l’optimum est marqué d’une manière plus nette. En effet, dans la pratique puisqu’on définira contractuellement un objectif de compactage en référence à un pourcentage donné du , cette forme de courbe est importante.
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