La granulométrie

Claude PRECHEUR

finition

On appelle granulats les matériaux d’origine minérale, gravillons, sables, sablons et fillers qui entrent dans la composition des bétons. Ils sont spécifiés dans la norme XP P 18-545.
La norme prohibe les impuretés telles que le charbon, les scories, le mâchefer, les déchets de bois, les brindilles, les feuilles mortes, les débris végétaux, les débris de plastique, les algues dont le pourcentage doit être inférieur à 0,1 %. De même les granulats ne doivent pas contenir d’hydrocarbures, d’huiles végétales ou de matières organiques.
Pour la propreté des gravillons, il convient d’éviter surtout la présence de la gangue argileuse ou des poussières qui risquent de compromettre l’adhérence du mortier sur les graviers et par conséquence de diminuer la résistance.

Nature des granulats

Type de rochePrincipal minéral
Roches meubles
(les plus utilisés)
- Silice
- Mixte : silico-calcaires
Roches éruptives - Basaltes
- Granites
- Porphyres
- Diorites
Métamorphiques - Quartzites
- Schistes
- Marbres et Gneiss
Essai de propreté

L’essai de propreté consiste donc à déterminer le pourcentage d’éléments inférieur à 0,5 mm, conformément à la norme P 18-591, que ces éléments soient simplement mélangés ou adhérents à la surface des grains. La masse volumique réelle de ces granulats est comprise entre 2,5 et 2,9 g/cm3.

Lorsque le rapport ES est égal à 100 c’est-a-dire que h1 = h2, le sable est pur.
Pour déterminer la propreté du sable, il faut mesurer les hauteurs h1 et h2. La formule ESV = 100 \cdot \frac{h1}{h2} donne la valeur de propreté du sable.

  • Calcul pour la première éprouvette : ESV = 100 \cdot \frac{h1}{h2}\Rightarrow 100 \cdot \frac{7,3}{7,8} = 93,5, la valeur de ESV < 85 d’où le sable est très propre.
  • Calcul pour la deuxième éprouvette : ESV = 100 \cdot \frac{h1}{h2}\Rightarrow 100 \cdot \frac{7,3}{9,3} = 78,5, la valeur de 75<ESV < 85 d’où le sable est propre.
  • Calcul pour la troisième éprouvette : ESV = 100 \cdot \frac{h1}{h2}\Rightarrow 100 \cdot \frac{7,3}{13,7} = 53,3, la valeur de ESV < 75 d’où le sable est pollué.

Module de finesse


Analyse granulométrique par tamisage
Courbe granulométrique
  • Sable Fin : MF = 2,2 ;
  • Sable Normal : MF = 2,8 ;
  • Sable Grossier : MF = 3,6.


Exemple de lecture et d’interprétation de la courbe

Le module de finesse est plus particulièrement appliqué aux sables dont il est une caractéristique importante ; par exemple, le sable dont la courbe est tracée sur la figure a pour module de finesse Mf = 2,66 calculé ainsi.

Le module de finesse : il correspond à un coefficient près à la courbe en rouge.
La courbe montre qu’il y a 20 % de sable fin , 60 % de sable moyen et 20 % de gros sable.

Le module de finesse Mf est donné par la formule Mf = \frac{1}{100}\cdot \sum D , avec D la valeur en pourcentage des refus pour chaque diamètre de tamis.

DIAMETRE DE TAMISREFUS[%]
5 0%
2,5 8%
1,25 27%
0,63 57%
0,315 81%
016 93%
 \sum D 266%

\Rightarrow Mf = \frac{1}{100}\cdot \sum D = \frac{1}{100}\cdot 266 = 2,66

Comparaison de trois sables

La forme des courbes granulométriques apporte les renseignements suivants :

  • Les limites d et 0 du granulat en question.
  • La plus ou moins grande proportion d’éléments fins ; par exemple la courbe située au-dessus de celle du sable normal correspond à un sable à majorité de grains fins et c’est l’inverse pour celle située en dessous. En effet, ces trois sables sont des sables 0,15 mm mais les proportions de grains fins ( 0,5 mm) sont pour chacun d’eux : 25 %, 45 % et 60 %.
La continuité ou la discontinuité de la granulométrie

Les courbes de sables sont continues mais la courbe du gravier 5/31,5 présente une discontinuité ; en effet le palier s’étendant de 10 à 20 mm signifie que le granulat en question ne contient pas de grains compris entre 10 et 20 mm.

Influence du rapport massique G/S (dans la formulation des bétons courants)

G étant le pourcentage de gravillons inférieur à 4 mm et S le pourcentage de sable passant à 4 mm.
Le rapport G/S influe sur :

  • Compacité : légèrement plus élevée pour G/S supérieur à 1,2.
  • Résistance à la compression : meilleure pour G/S supérieur à 1,2.
  • Ouvrabilité : un peu moins bonne pour G/S supérieur à 1,2

Dans une formule de composition de béton pour un mètre cube, il est plus logique d’indiquer les quantités de composants d’après leur masse [Kg] (plutôt que des poids), car il faut la même masse pour faire un mètre cube de bé[...]

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  • Analyse granulométrique par tamisage
  • Comparaison de trois sables
  • La continuité ou la discontinuité de la granulométrie
  • Tracé de la courbe granulaire de référence
  • Essai de propreté
  • Courbe granulométrique
  • Exemple de lecture et d’interprétation de la courbe


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