Calcul du Coefficient de Foisonnement en Terrassement
Contexte : La gestion des volumes, un enjeu majeur des chantiers de terrassement.
En Génie Civil, lors de l'excavation de sols, un phénomène physique incontournable se produit : le foisonnementAugmentation du volume apparent d'un matériau après son extraction du sol. Les grains, initialement compactés, se réarrangent et créent plus de vides, ce qui augmente le volume total.. Le volume de terre extrait est toujours supérieur à son volume initial en place. La maîtrise de ce concept est essentielle pour un conducteur de travaux afin de planifier avec précision la logistique d'un chantier : estimation du nombre de camions pour l'évacuation des déblais, gestion des stocks de matériaux, et équilibre des volumes entre déblais et remblais. Cet exercice vous guidera dans le calcul de ce coefficient et de ses conséquences pratiques.
Remarque Pédagogique : Cet exercice illustre un principe fondamental de la géotechnique et de la gestion de chantier. Nous partirons de mesures de densité (caractéristiques intrinsèques du sol) pour en déduire des volumes et des quantités logistiques. C'est le quotidien de l'ingénieur travaux : transformer des données de laboratoire en décisions opérationnelles sur le terrain.
Objectifs Pédagogiques
- Comprendre et appliquer le principe de conservation de la masse.
- Calculer le volume foisonné d'un matériau à partir de ses densités.
- Déterminer le coefficient de foisonnement, un ratio clé en terrassement.
- Appliquer ce coefficient à un problème concret de logistique (rotation de camions).
- Calculer le volume final après compactage pour la réutilisation en remblai.
Données de l'étude
Schéma du Cycle de Terrassement
Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
---|---|---|---|
Volume à excaver (en place) | \(V_{\text{place}}\) | 1500 | \(\text{m}^3\) |
Masse volumique du sol en place | \(\rho_{\text{place}}\) | 1.8 | \(\text{t/m}^3\) |
Masse volumique du sol foisonné | \(\rho_{\text{foisonné}}\) | 1.4 | \(\text{t/m}^3\) |
Masse volumique après compactage | \(\rho_{\text{compacté}}\) | 2.0 | \(\text{t/m}^3\) |
Capacité d'un camion-benne | \(V_{\text{camion}}\) | 12 | \(\text{m}^3\) |
Questions à traiter
- Calculer la masse totale de terres à excaver.
- Calculer le volume total des terres une fois foisonnées.
- Déterminer le coefficient de foisonnement du matériau.
- Calculer le nombre de rotations de camions nécessaires pour évacuer la totalité des déblais.
- Si ces terres étaient réutilisées en remblai, quel serait leur volume final une fois compactées ?
Les bases de la Mécanique des Sols
Avant de commencer la correction, rappelons quelques concepts fondamentaux du terrassement.
1. La Conservation de la Masse :
C'est le principe le plus important : la masse de matière sèche ne change pas, que le sol soit en place, foisonné ou compacté. Seul le volume des vides (et donc le volume total) change. La masse est le pivot de tous nos calculs de conversion de volume.
\[ M_{\text{terres}} = V_{\text{place}} \times \rho_{\text{place}} = V_{\text{foisonné}} \times \rho_{\text{foisonné}} = V_{\text{compacté}} \times \rho_{\text{compacté}} \]
2. Le Foisonnement :
Lorsqu'on creuse, on déstructure le sol. Les grains se réarrangent de manière moins dense, l'air occupe plus de place entre eux. Le volume augmente, la masse volumique diminue. Le coefficient de foisonnement \(C_f\) est le rapport entre le volume foisonné et le volume en place.
\[ C_f = \frac{V_{\text{foisonné}}}{V_{\text{place}}} \]
Puisque la masse est conservée, on peut aussi l'exprimer comme le rapport des masses volumiques :
\[ C_f = \frac{\rho_{\text{place}}}{\rho_{\text{foisonné}}} \]
3. Le Tassement (ou Compactage) :
Le tassement est le phénomène inverse du foisonnement. Lorsqu'on réutilise des terres en remblai, on les compacte pour chasser l'air, augmenter leur densité et leur portance. Le volume final compacté est généralement inférieur au volume initial en place. Le coefficient de tassement est \(C_t = V_{\text{compacté}} / V_{\text{place}}\).
Correction : Calcul du Coefficient de Foisonnement
Question 1 : Calculer la masse totale de terres à excaver
Principe (le concept physique)
Le principe fondamental ici est la définition même de la masse volumique (\(\rho\)), qui est le rapport d'une masse (\(M\)) sur un volume (\(V\)). Pour trouver la masse totale des terres à déplacer, il suffit de multiplier le volume qu'elles occupent dans leur état initial (en place) par leur masse volumique dans ce même état. Cette masse restera constante tout au long du processus (excavation, transport, compactage).
Mini-Cours (approfondissement théorique)
La masse volumique utilisée ici est une masse volumique "humide" ou "apparente", car elle inclut la masse des grains solides et la masse de l'eau contenue dans les pores. Le principe de conservation de la masse s'applique à cette masse totale. En géotechnique plus avancée, on travaille souvent avec la masse des grains secs et la teneur en eau, mais pour les calculs de volume courants en terrassement, la masse volumique apparente est suffisante.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Imaginez que vous devez déménager une bibliothèque. Le nombre de livres (la masse) ne change pas. Ce qui change, c'est le volume qu'ils occupent : bien rangés sur l'étagère (état "en place"), en vrac dans des cartons (état "foisonné"), ou peut-être très serrés dans un garde-meuble (état "compacté"). Le calcul de la masse est la première étape pour savoir "combien de matière" on manipule réellement.
Normes (la référence réglementaire)
Les méthodes de détermination des masses volumiques des sols en laboratoire et in situ sont rigoureusement encadrées par des normes (par exemple, la série de normes NF P94 en France). Ces protocoles garantissent que les valeurs utilisées pour les calculs sont fiables et reproductibles.
Formule(s) (l'outil mathématique)
La relation de base est :
Hypothèses (le cadre du calcul)
On suppose que la masse volumique en place est homogène sur l'ensemble du volume à excaver. En réalité, elle peut varier légèrement avec la profondeur, mais on utilise une valeur moyenne représentative pour les calculs de terrassement généraux.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
- Volume en place, \(V_{\text{place}} = 1500 \, \text{m}^3\)
- Masse volumique en place, \(\rho_{\text{place}} = 1.8 \, \text{t/m}^3\)
Astuces(Pour aller plus vite)
Vérifiez toujours la cohérence de vos unités avant de calculer. Ici, nous avons des \(\text{m}^3\) et des \(\text{t/m}^3\). En les multipliant, les \(\text{m}^3\) s'annulent, et le résultat est bien en tonnes (\(\text{t}\)). Cette simple vérification permet d'éviter de nombreuses erreurs.
Schéma (Avant les calculs)
État Initial du Sol
Calcul(s) (l'application numérique)
On applique directement la formule.
Schéma (Après les calculs)
Masse de Sol Calculée
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Nous devons déplacer 2700 tonnes de matériau. Cette valeur est la base de tous les calculs suivants. Elle est indépendante du foisonnement ou du tassement. C'est la quantité de "matière" brute à gérer sur le chantier.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
L'erreur la plus commune est de confondre les différentes masses volumiques. Il est impératif d'utiliser la masse volumique correspondant au volume considéré. Ici, pour le volume en place, on utilise la masse volumique en place.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- La masse est le produit du volume par la masse volumique.
- La masse totale d'un sol excavé reste constante, quel que soit son état (en place, foisonné, compacté).
- C'est la première valeur à calculer car elle sert de pivot pour les conversions de volume.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Pour les très grands projets de terrassement comme le creusement du Canal de Panama, la gestion des déblais était le défi principal. Des millions de tonnes de roches et de terres ont dû être excavées et transportées, nécessitant la création de voies ferrées et de systèmes de convoyage uniquement dédiés à cette tâche.
FAQ (pour lever les doutes)
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer(pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
Si le volume à excaver était de 2000 m³ avec la même densité, quelle serait la masse totale en tonnes ?
Question 2 : Calculer le volume total des terres une fois foisonnées
Principe (le concept physique)
En utilisant le principe de conservation de la masse calculée à la question 1, on peut déterminer le nouveau volume qu'occupera cette masse de terre. Après excavation, la masse volumique du sol diminue (\(\rho_{\text{foisonné}}\)) car des vides se sont créés. Pour une même masse, un matériau moins dense occupe logiquement un volume plus important.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
L'augmentation de volume est due à la réorganisation des grains de sol qui passent d'un état dense et imbriqué à un état lâche et désordonné. Le volume des vides (remplis d'air) augmente considérablement, tandis que le volume des grains solides reste constant. C'est cette augmentation du volume des vides qui constitue le foisonnement.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Pensez à un pot de sucre en poudre. Si vous le versez dans un autre récipient, le volume de sucre versé semblera plus grand que le volume qu'il occupait dans son pot d'origine, car les grains se sont aérés. C'est exactement le même phénomène, mais à l'échelle d'un chantier.
Normes (la référence réglementaire)
Les guides techniques de terrassement (comme les GTR en France) fournissent des fourchettes de coefficients de foisonnement pour différents types de matériaux. Ces valeurs permettent de faire des pré-estimations, mais doivent toujours être confirmées par des essais spécifiques au chantier.
Formule(s) (l'outil mathématique)
On réutilise la même formule, mais en l'isolant pour trouver le volume :
Hypothèses (le cadre du calcul)
On suppose que la masse volumique foisonnée est une valeur moyenne stable, obtenue après que le matériau ait été manipulé par les engins d'excavation et chargé dans les camions. Cette valeur est généralement mesurée sur des échantillons représentatifs.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
- Masse totale des terres, \(M_{\text{terres}} = 2700 \, \text{t}\) (du calcul Q1)
- Masse volumique du sol foisonné, \(\rho_{\text{foisonné}} = 1.4 \, \text{t/m}^3\)
Astuces(Pour aller plus vite)
Puisque \(\rho_{\text{foisonné}}\) est plus petit que \(\rho_{\text{place}}\), le résultat de la division (\(V_{\text{foisonné}}\)) doit obligatoirement être plus grand que le volume de départ (\(V_{\text{place}}\)). Si ce n'est pas le cas, vous avez probablement inversé les masses volumiques dans votre calcul.
Schéma (Avant les calculs)
Transformation du Sol
Calcul(s) (l'application numérique)
On divise la masse totale par la nouvelle masse volumique du matériau à l'état foisonné.
Schéma (Après les calculs)
Comparaison des Volumes
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Le volume initial de 1500 m³ est devenu un volume de près de 1929 m³. C'est cette augmentation de plus de 400 m³ qu'il faut gérer pour le transport. Ignorer le foisonnement conduirait à une sous-estimation drastique des moyens logistiques nécessaires.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Attention à ne pas diviser le volume en place par la masse volumique foisonnée. C'est une erreur conceptuelle. Il faut toujours passer par la masse, qui est l'invariant du système.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- Le volume foisonné se calcule en divisant la masse totale par la masse volumique foisonnée.
- Le volume foisonné est toujours supérieur au volume en place.
- C'est ce volume qui doit être utilisé pour dimensionner les moyens de transport et les zones de stockage.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Dans les tunnels creusés au tunnelier, la gestion du volume foisonné des déblais est un processus continu et critique. Les matériaux extraits sont évacués en continu par des tapis convoyeurs dont la vitesse et la capacité doivent être parfaitement synchronisées avec l'avancement de la machine pour éviter tout "bourrage".
FAQ (pour lever les doutes)
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer(pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
Avec une masse de 2700 t, si la masse volumique foisonnée était de 1.2 t/m³ (sol plus aéré), quel serait le volume foisonné ?
Question 3 : Déterminer le coefficient de foisonnement
Principe (le concept physique)
Le coefficient de foisonnement est un simple ratio qui quantifie l'augmentation de volume. Il permet de passer rapidement du volume en place au volume foisonné sans avoir à recalculer la masse à chaque fois. C'est un coefficient très utilisé sur les chantiers pour des estimations rapides. Il peut être calculé soit à partir des volumes (si on les connaît), soit directement à partir des masses volumiques.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
Le coefficient de foisonnement est directement lié à l'indice des vides du sol, qui est le rapport du volume des vides sur le volume des grains solides. En passant de l'état en place à l'état foisonné, l'indice des vides augmente, ce qui se traduit mathématiquement par un coefficient \(C_f\) supérieur à 1.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Ce coefficient est un excellent outil de communication sur un chantier. Dire "on a un foisonnement de 1.3" est plus rapide et plus parlant pour un professionnel que de détailler toutes les masses volumiques. C'est un raccourci pratique qui résume le comportement du matériau.
Normes (la référence réglementaire)
Les cahiers des charges des projets de terrassement (CCTP) spécifient souvent les coefficients de foisonnement à utiliser pour les métrés et les paiements, basés sur les résultats de l'étude géotechnique. Ils deviennent alors une donnée contractuelle.
Formule(s) (l'outil mathématique)
Deux méthodes équivalentes existent, grâce à la conservation de la masse :
Hypothèses (le cadre du calcul)
Les calculs supposent que les mesures des volumes et/ou des masses volumiques sont représentatives et précises. Toute erreur de mesure se répercutera directement sur la valeur du coefficient.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
- Volume en place, \(V_{\text{place}} = 1500 \, \text{m}^3\)
- Volume foisonné, \(V_{\text{foisonné}} \approx 1928.6 \, \text{m}^3\)
- Masse volumique en place, \(\rho_{\text{place}} = 1.8 \, \text{t/m}^3\)
- Masse volumique foisonnée, \(\rho_{\text{foisonné}} = 1.4 \, \text{t/m}^3\)
Astuces(Pour aller plus vite)
Utiliser le rapport des masses volumiques est souvent plus direct, car ce sont des données d'entrée du problème. Cela évite d'utiliser des résultats de calculs précédents, ce qui limite la propagation d'éventuelles erreurs d'arrondi.
Schéma (Avant les calculs)
Ratio des Volumes
Calcul(s) (l'application numérique)
Méthode 1 : Avec les volumes
Méthode 2 : Avec les masses volumiques (plus précis)
Schéma (Après les calculs)
Coefficient Calculé
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Un coefficient de 1.286 signifie que le volume du sol augmente de 28.6% après excavation. Cette valeur est typique pour des sols limoneux ou argileux. Les sables foisonnent moins (environ 10-15%), tandis que les roches fragmentées peuvent avoir un foisonnement très important (jusqu'à 50-60%).
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Ne jamais inverser le rapport ! Le coefficient de foisonnement est toujours supérieur à 1. Si vous obtenez une valeur inférieure à 1, vous avez divisé le volume en place par le volume foisonné (ou \(\rho_{\text{foisonné}}\) par \(\rho_{\text{place}}\)).
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- Le coefficient de foisonnement est un nombre sans dimension, toujours supérieur à 1.
- Il représente le facteur multiplicatif entre le volume en place et le volume foisonné.
- Il dépend de la nature du sol et de sa compacité initiale.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Certains matériaux très organiques comme la tourbe peuvent avoir des coefficients de foisonnement extrêmement élevés, dépassant parfois 2.0. Leur manipulation est très complexe car ils sont légers, compressibles et leur volume varie énormément avec la teneur en eau.
FAQ (pour lever les doutes)
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer(pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
Si \(\rho_{\text{place}}\) = 2.1 t/m³ et \(\rho_{\text{foisonné}}\) = 1.5 t/m³, quel est le coefficient de foisonnement ?
Question 4 : Calculer le nombre de rotations de camions
Principe (le concept physique)
La planification logistique doit se baser sur le volume réel à transporter, c'est-à-dire le volume foisonné. On divise simplement le volume total foisonné par la capacité volumique d'un camion. Comme on ne peut pas faire une fraction de voyage, le résultat doit toujours être arrondi à l'entier supérieur.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
La logistique de chantier est un problème d'optimisation. Le calcul du nombre de rotations est la première étape. Ensuite, l'ingénieur doit estimer la durée d'un cycle (chargement, trajet aller, déchargement, trajet retour) pour déterminer la cadence nécessaire et le nombre de camions à allouer simultanément au projet pour respecter les délais.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
C'est ici que le calcul théorique a l'impact le plus direct sur le budget et le planning du chantier. Chaque voyage de camion a un coût (chauffeur, carburant, usure). Une erreur de calcul sur le nombre de rotations se chiffre immédiatement en milliers d'euros et en jours de retard potentiels.
Normes (la référence réglementaire)
La réglementation sur les transports (Code de la route) impose des limites de Poids Total Autorisé en Charge (PTAC) pour les camions. En plus de la contrainte de volume, le conducteur de travaux doit s'assurer que le volume de terre chargé ne fait pas dépasser au camion son PTAC, surtout avec des matériaux denses.
Formule(s) (l'outil mathématique)
Le nombre de camions est :
Hypothèses (le cadre du calcul)
On suppose que chaque camion est rempli à sa capacité volumique maximale. En pratique, on peut prévoir une marge de sécurité (par exemple, ne charger qu'à 95% de la capacité) pour éviter les débordements.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
- Volume foisonné, \(V_{\text{foisonné}} \approx 1928.6 \, \text{m}^3\) (du calcul Q2)
- Capacité d'un camion, \(V_{\text{camion}} = 12 \, \text{m}^3\)
Astuces(Pour aller plus vite)
Pour un calcul rapide de tête, vous pouvez multiplier le volume en place par le coefficient de foisonnement (\(1500 \times 1.286\)) pour obtenir le volume foisonné, puis diviser par la capacité du camion. Cela évite de repasser par le calcul de la masse.
Schéma (Avant les calculs)
Planification du Transport
Calcul(s) (l'application numérique)
On doit donc prévoir 161 voyages. Le dernier camion ne sera pas complètement plein.
Schéma (Après les calculs)
Nombre de Rotations
Réflexions (l'interprétation du résultat)
161 rotations représentent un effort logistique conséquent. Cette donnée permet au chef de chantier de commander le bon nombre de camions, de planifier les itinéraires et les créneaux de déchargement, et d'estimer les coûts et durées associés à l'évacuation des déblais.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
L'erreur critique serait d'utiliser le volume en place (1500 m³) pour ce calcul. Cela donnerait 125 camions, soit une sous-estimation de 36 voyages ! Sur un grand chantier, une telle erreur aurait des conséquences financières et calendaires désastreuses. N'oubliez jamais d'arrondir à l'entier supérieur.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- Le calcul du nombre de camions se base TOUJOURS sur le volume foisonné.
- Le résultat doit être arrondi à l'entier supérieur.
- Ce calcul est une application directe et concrète du concept de foisonnement.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Aujourd'hui, des logiciels de planification de chantier, souvent liés à des modèles 3D du terrain (BIM), automatisent ces calculs. Ils peuvent optimiser les trajets des engins et l'équilibre déblai/remblai sur l'ensemble du site pour minimiser les transports et les coûts.
FAQ (pour lever les doutes)
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer(pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
Si le volume foisonné était de 2250 m³ et les camions avaient une capacité de 15 m³, combien de voyages seraient nécessaires ?
Question 5 : Calculer le volume final après compactage
Principe (le concept physique)
De la même manière que pour le foisonnement, on utilise la conservation de la masse. Si les 2700 tonnes de terres sont réutilisées pour un remblai et compactées jusqu'à atteindre une nouvelle masse volumique (plus élevée), le volume final qu'elles occuperont sera réduit. Ce calcul est crucial pour savoir si les déblais d'un site peuvent suffire à combler les remblais du même site (équilibre déblai/remblai).
Mini-Cours (approfondissement théorique)
Le compactage vise à atteindre une densité cible, souvent exprimée en pourcentage de la densité maximale obtenue en laboratoire lors d'un essai Proctor. Cet essai détermine la teneur en eau optimale pour laquelle un sol atteint sa compacité maximale sous une énergie de compactage donnée. Atteindre la densité requise garantit la stabilité et la portance du remblai.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
C'est le calcul qui "boucle la boucle" du cycle de terrassement. On part d'un volume, on le foisonne pour le transporter, puis on le compacte pour sa destination finale. Comparer le volume de départ et le volume d'arrivée permet de savoir si le chantier est excédentaire (il reste des terres à évacuer) ou déficitaire (il faut importer des terres).
Normes (la référence réglementaire)
Les normes de construction (par exemple, pour les couches de forme routières) imposent des objectifs de compactage stricts (ex: "atteindre 95% de l'Optimum Proctor Normal"). Le contrôle du compactage sur chantier, via des essais à la plaque ou au pénétromètre, est une étape qualité indispensable.
Formule(s) (l'outil mathématique)
On utilise la même relation que pour la question 2 :
Hypothèses (le cadre du calcul)
On suppose que l'objectif de masse volumique compactée est atteint de manière uniforme sur toute l'épaisseur du remblai. Cela dépend de la qualité de la mise en œuvre (épaisseurs des couches, nombre de passes de compacteur).
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
- Masse totale des terres, \(M_{\text{terres}} = 2700 \, \text{t}\) (du calcul Q1)
- Masse volumique du sol compacté, \(\rho_{\text{compacté}} = 2.0 \, \text{t/m}^3\)
Astuces(Pour aller plus vite)
Comme \(\rho_{\text{compacté}}\) (2.0) est supérieur à \(\rho_{\text{place}}\) (1.8), on sait que le volume final sera inférieur au volume initial. C'est un bon moyen de vérifier rapidement la plausibilité de son résultat.
Schéma (Avant les calculs)
Objectif de Compactage
Calcul(s) (l'application numérique)
Schéma (Après les calculs)
Cycle Complet des Volumes
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Le volume final de 1350 m³ est inférieur au volume initial de 1500 m³. Cela signifie que si l'on doit combler une excavation de 1500 m³ avec ce même matériau, il manquera 150 m³ de remblai. Il faudra donc prévoir un "apport" de matériaux extérieurs. Ce phénomène, appelé "déficit de remblai", est courant avec les sols fins qui se compactent à une densité supérieure à leur densité d'origine.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Ne pas confondre le volume compacté avec le volume en place. Le fait qu'un matériau provienne d'un site ne garantit pas qu'il pourra combler un trou de même volume sur ce même site. Le rapport des densités est la clé.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- Le volume compacté dépend de la masse totale et de la masse volumique cible après compactage.
- Il est souvent différent (généralement inférieur) du volume en place.
- La comparaison \(V_{\text{compacté}}\) vs \(V_{\text{place}}\) est essentielle pour l'équilibre déblai/remblai.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Pour les grands barrages en terre, le contrôle du compactage est l'une des opérations les plus critiques. Des millions de mètres cubes de matériaux sont mis en place par couches successives, et chaque couche doit atteindre une densité précise pour garantir l'imperméabilité et la stabilité de l'ouvrage sur le long terme.
FAQ (pour lever les doutes)
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer(pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
Avec une masse de 2700 t, si la densité compactée visée était de 1.9 t/m³, quel serait le volume final en m³ ?
Outil Interactif : Planification de Chantier
Modifiez les caractéristiques du sol et du chantier pour visualiser leur impact sur la logistique.
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Résultats Clés
Le Saviez-Vous ?
Le "père" de la mécanique des sols moderne est Karl von Terzaghi (1883-1963). Cet ingénieur et géologue autrichien a révolutionné la compréhension du comportement des sols. C'est lui qui a développé la théorie de la consolidation, expliquant comment les sols argileux se tassent sous une charge en expulsant l'eau, un concept fondamental pour la construction de tous les grands ouvrages.
Foire Aux Questions (FAQ)
Le coefficient de foisonnement est-il toujours le même pour un type de sol donné ?
Non, il peut varier. Pour un même type de sol (par exemple, un limon), le coefficient de foisonnement dépendra de son état initial : un sol très compact et dense foisonnera plus qu'un sol déjà lâche. C'est pourquoi les études géotechniques en laboratoire sont cruciales pour obtenir des valeurs précises pour un chantier spécifique.
Comment mesure-t-on la masse volumique d'un sol sur le terrain ?
Plusieurs méthodes existent. Pour le sol en place, on peut utiliser un densitomètre à membrane ou à sable. Pour le sol foisonné dans la benne d'un camion, la méthode la plus simple est de peser le camion à vide puis en charge sur un pont-bascule, et de diviser la masse nette par le volume de la benne.
Quiz Final : Testez vos connaissances
1. Un sol rocheux très compact est dynamité. Son coefficient de foisonnement sera probablement...
2. Pour un projet, le volume de déblais foisonnés est de 1000 m³ et le volume de remblais compactés nécessaire est de 800 m³. On peut conclure que le chantier est...
- Masse Volumique (ρ)
- Masse d'un matériau par unité de volume. En terrassement, on distingue la masse volumique en place, foisonnée et compactée. Unité : t/m³ ou kg/m³.
- Foisonnement
- Augmentation du volume apparent d'un sol après son extraction, due à la décompaction et à l'augmentation de l'indice des vides.
- Coefficient de Foisonnement (Cf)
- Ratio, supérieur à 1, entre le volume foisonné et le volume en place. Il quantifie le "gonflement" du matériau.
D’autres exercices de terrassement:
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