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Albert Atterberg 1846-1916
Principe
Les limites d’Atterberg permettent de caractériser le comportement des sols fins et de les classifier. Les principaux paramètres à déterminer lors de cet essai sont la limite de liquidité (Wl) et la limite de plasticité (Wp). La différence entre Wl et Wp correspond à l’indice de plasticité (Ip).
La teneur en eau est le facteur qui va faire varier la consistance d’un sol. En effet, plus un sol est humide, plus il va tendre vers un état liquide et inversement, plus il est sec, plus il tendra vers un état solide. Entre les deux, le sol est dans un état plastique. Wl correspond donc à la teneur en eau à laquelle le sol passe d’un état liquide à un état plastique et Wp est la teneur en eau à laquelle le sol passe d’un état plastique à un état solide. Enfin, la valeur de l’Ip obtenue permettra de caractériser le sol étudié selon le GTR.
Mode opératoire
L’essai doit s’effectuer sur la fraction 0/400 µm du sol étudié. Pour cela on malaxe du sol dans de l’eau, puis on passe la solution au tamis de 400 µm en récupérant le passant dans un bac et en le laissant décanter.
Enfin, on siphonne l’eau claire avant de faire sécher le dépôt dans une étuve à une température de 50°C. Une fois que l’on obtient une pâte plus ou moins solide, on la travaille afin de la rendre homogène et on peut commencer l’essai.
Détermination de la limite de liquidité (Wl)
- Coupelle de Casagrande
La première méthode pour déterminer Wl nécessite l’utilisation de la coupelle de Casagrande. En effet, après avoir étalé le matériau dans la coupelle en prenant le soin d’éliminer les bulles d’air, puis l’avoir rainuré à l’aide d’un outil biseauté, il faut appliquer des chocs à répétition sur la coupelle jusqu’à ce que la rainure se referme sur une longueur de 10mm. Plus le matériau est humide, plus la rainure se refermera rapidement, et inversement.
Arthur Casagrande 1902-1981
Il est nécessaire de réaliser 5 fois cette opération avec 5 teneurs en eau différentes pour obtenir une droite correspondant à la teneur en eau en fonction du nombre de coups. La teneur en eau associée à 25 coups représente la limite de liquidité Wl.
- Cône
Une autre méthode pour déterminer Wl est celle du cône tombant. Le but est de libérer un cône qui va tomber verticalement et s’enfoncer ensuite dans le matériau placé juste en dessous. Le matériau est préalablement homogénéisé et étalé dans un petit pot, en évitant les bulles d’air, et dont la surface doit être lisse et arasé. L’appareil est également muni d’un petit capteur de déplacement qui nous indique la profondeur de pénétration du cône dans le matériau. Plus le matériau est humide, plus le cône va s’enfoncer, et inversement.
Comme avec la méthode de la coupelle de Casagrande, on répète l’opération 5 fois avec 5 teneurs en eau différentes et on obtient une droite représentant la teneur en eau en fonction de la pénétration du cône. La limite de liquidité Wl correspond à la teneur en eau associé à une pénétration du cône de 20mm.
Détermination de la limite de plasticité (Wp)
Afin de déterminer la limite de plasticité, il est nécessaire de travailler avec un matériau relativement sec et malléable dans le but de pouvoir en faire une boulette. Ensuite, en roulant le matériau sous la paume de la main, on confectionne une ficelle d’une épaisseur d’environ 3mm et d’une longueur de 5 à 10 cm. La limite de plasticité est atteinte si en repliant la ficelle sur elle-même, elle commence à se rompt. La valeur de la limite de plasticité correspond à la teneur en eau de la ficelle. Pour plus de précision, on répète l’opération une deuxième fois et on fait une moyenne des 2 valeurs.
Attention! Cette manipulation demande un doigté et une appréciation juste du comportement des sols que seules de multiples manipulations et recoupages avec ses pairs permettent d'obtenir.
Trop humide
Trop sec
Bonne teneur en eau
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