EGC

Classification des sols selon USCS

Classification des Sols selon USCS en Géotechnique

Classification d'un Sol selon la Norme USCS

Contexte : Le langage des sols, essentiel en Génie Civil.

En géotechnique, un sol n'est pas simplement "de la terre". Ses propriétés mécaniques (résistance, compressibilité, perméabilité) varient énormément selon la taille de ses grains et sa plasticité. La classification des sols est la première étape de toute étude géotechnique : elle permet de "donner un nom" au sol et d'anticiper son comportement. La norme USCSUnified Soil Classification System. C'est une norme internationale, d'origine américaine, très utilisée pour décrire les sols à des fins d'ingénierie. est un langage universel pour les ingénieurs, permettant de regrouper les sols en catégories aux propriétés similaires. Cet exercice vous guidera dans la classification d'un échantillon de sol à partir de résultats de laboratoire.

Remarque Pédagogique : Cet exercice est une application directe d'une méthodologie normalisée. Nous allons suivre un "arbre de décision" logique, basé sur des critères chiffrés (pourcentages de grains, indices de plasticité), pour aboutir à une classification unique. C'est une compétence fondamentale pour tout ingénieur ou technicien en génie civil, car une erreur de classification peut avoir des conséquences graves sur la conception d'un ouvrage.

Objectifs Pédagogiques

  • Calculer les pourcentages des différentes fractions granulométriques (graviers, sables, fines).
  • Distinguer un sol à comportement grenu (grossier) d'un sol à comportement fin.
  • Utiliser l'abaque de plasticitéAussi appelé diagramme de Casagrande, il permet de classifier les sols fins en fonction de leur limite de liquidité (LL) et de leur indice de plasticité (IP). pour classifier les sols fins.
  • Appliquer la méthodologie complète de la classification USCS.
  • Se familiariser avec les symboles et désignations de la norme (ex: SW, CH, ML).

Données de l'étude

Une analyse en laboratoire a été menée sur un échantillon de sol prélevé en vue de la construction d'une fondation. Les résultats de l'analyse granulométrique et des essais aux limites d'Atterberg sont les suivants :

Paramètre Symbole Valeur Unité
Pourcentage passant au tamis de 2 mm \(P_{2\,\text{mm}}\) 95 \(\%\)
Pourcentage passant au tamis de 0.080 mm \(P_{80\,\mu\text{m}}\) 62 \(\%\)
Limite de Liquidité \(w_L\) 58 \(\%\)
Limite de Plasticité \(w_P\) 23 \(\%\)

Questions à traiter

  1. Calculer les pourcentages de graviers (%G), de sables (%S) et de fines (%F) dans l'échantillon.
  2. Déterminer si le sol est à comportement grenu (grossier) ou fin. Justifier la réponse.
  3. Calculer l'Indice de Plasticité (\(I_P\)) du sol.
  4. En utilisant l'abaque de plasticité, déterminer le symbole de groupe du sol.
  5. Donner la classification USCS complète du sol (symbole et désignation).

Les bases de la Classification USCS

Avant de corriger l'exercice, revoyons les trois étapes clés de la classification USCS.

1. Analyse Granulométrique :
On sépare les grains du sol par taille à l'aide d'une colonne de tamis. La norme USCS définit trois grandes familles :

  • Graviers (G) : Grains retenus par le tamis de 2 mm.
  • Sables (S) : Grains passant le tamis de 2 mm mais retenus par le tamis de 80 µm (0.080 mm).
  • Fines (F) : Grains passant le tamis de 80 µm. Ce sont les limons (M) et les argiles (C).

2. Sol Grenu ou Sol Fin ? La règle des 50% :
C'est la première grande décision. On regarde le pourcentage de fines (%F) :

  • Si %F < 50%, le sol est grenu (grossier). Son comportement est dominé par les contacts entre les gros grains (sables et graviers).
  • Si %F ≥ 50%, le sol est fin. Son comportement est dominé par les propriétés des fines (plasticité, cohésion).

3. L'Abaque de Plasticité pour les Sols Fins :
Si le sol est fin, on utilise ses limites d'Atterberg (\(w_L\) et \(I_P\)) pour le classer. On place le point de coordonnées (\(w_L\), \(I_P\)) sur le diagramme de Casagrande. Sa position par rapport à la "Ligne A" (\(I_P = 0.73(w_L-20)\)) et à la verticale \(w_L=50\%\) donne sa classification (Argile C ou Limon M, de faible L ou forte H plasticité).

Correction : Classification d'un Sol selon la Norme USCS

Question 1 : Calculer les pourcentages de graviers, sables et fines

Principe (le concept physique)

La première étape consiste à répartir 100% de la masse du sol en trois catégories de taille : les gros éléments (graviers), les éléments moyens (sables) et les très petits éléments (fines). Cette répartition est la "carte d'identité" granulométrique du sol.

Mini-Cours (approfondissement théorique)

L'analyse granulométrique par tamisage consiste à faire passer un échantillon de sol sec à travers une série de tamis aux mailles de plus en plus fines. Le poids du matériau retenu sur chaque tamis permet de construire une courbe granulométrique cumulative, qui représente le pourcentage de sol plus fin qu'une taille donnée.

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

Considérez ces trois fractions (G, S, F) comme les ingrédients de base d'une recette. La proportion de chacun va dicter la "texture" et le comportement final du sol. C'est pourquoi cette première étape est si fondamentale.

Normes (la référence réglementaire)

Cette procédure est standardisée par la norme ASTM D422 (ou son équivalent ISO 17892-4). Les tailles de coupure (2 mm et 0.080 mm) sont des conventions définies dans la norme de classification USCS (ASTM D2487).

Formule(s) (l'outil mathématique)

Les pourcentages se déduisent des pourcentages de "passants" aux tamis clés :

\[ \%G = 100\% - P_{2\,\text{mm}} \]
\[ \%S = P_{2\,\text{mm}} - P_{80\,\mu\text{m}} \]
\[ \%F = P_{80\,\mu\text{m}} \]
Hypothèses (le cadre du calcul)

On suppose que l'échantillon de sol est représentatif du terrain, qu'il a été correctement séché et que le processus de tamisage a été mené jusqu'à refus (c'est-à-dire qu'aucun grain supplémentaire ne passe à travers les mailles).

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
  • Pourcentage passant au tamis de 2 mm, \(P_{2\,\text{mm}} = 95\%\)
  • Pourcentage passant au tamis de 80 µm, \(P_{80\,\mu\text{m}} = 62\%\)
Astuces(Pour aller plus vite)

Une vérification simple et rapide est de s'assurer que la somme des trois pourcentages est bien égale à 100%. Si ce n'est pas le cas, une erreur de calcul a été commise.

Schéma (Avant les calculs)
Processus de Tamisage
Échantillon de Sol> 2mm (G)Graviers> 80µm (S)Sables< 80µm (F)Fines
Calcul(s) (l'application numérique)
\[ \begin{aligned} \%G &= 100\% - P_{2\,\text{mm}} \\ &= 100\% - 95\% \\ &= 5\% \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} \%S &= P_{2\,\text{mm}} - P_{80\,\mu\text{m}} \\ &= 95\% - 62\% \\ &= 33\% \end{aligned} \]
\[ \%F = P_{80\,\mu\text{m}} = 62\% \]

Vérification : \(5\% + 33\% + 62\% = 100\%\). Le compte est bon.

Schéma (Après les calculs)
Répartition Granulométrique
G=5%S=33%F=62%Composition du Sol
Réflexions (l'interprétation du résultat)

Le sol est majoritairement composé de fines (62%), avec une fraction sableuse non négligeable (33%) et très peu de graviers (5%). Cette composition suggère que le comportement du sol sera probablement dominé par la plasticité des fines.

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

L'erreur la plus commune est de mal calculer la fraction sableuse. Rappelez-vous que %S n'est pas directement une valeur lue, mais la différence entre deux passants. Une autre erreur est de confondre le tamis de 80 µm (0.080 mm) avec un tamis de 0.8 mm.

Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
  • La classification commence toujours par la détermination des pourcentages %G, %S, %F.
  • Le pourcentage de fines (%F) est le paramètre le plus important car il dicte la suite de la classification.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

En géologie, la distinction entre limon (silt) et argile (clay) est uniquement basée sur la taille des grains (les argiles sont plus fines que les limons). En géotechnique, cette distinction est basée sur la plasticité, ce qui est beaucoup plus pertinent pour le comportement mécanique.

FAQ (pour lever les doutes)
Pourquoi la limite est-elle fixée à 80 µm ?

Cette taille (correspondant au tamis américain N°200) est considérée comme la limite approximative de visibilité des grains à l'œil nu. En dessous, les particules sont "impalpables" et leur comportement est plus influencé par les forces de surface que par la gravité.

Résultat Final (la conclusion chiffrée)
La composition du sol est : 5% de graviers, 33% de sables et 62% de fines.
A vous de jouer(pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)

Si un sol a un P(2mm)=80% et un P(80µm)=30%, quels sont ses %G, %S, et %F ?

Question 2 : Déterminer si le sol est grenu ou fin

Principe (le concept physique)

Cette étape cruciale détermine le comportement dominant du sol. Si plus de la moitié du sol est constituée de fines (particules invisibles à l'œil nu), ce sont leurs propriétés électrochimiques (plasticité) qui vont gouverner le comportement global. Si les fines sont minoritaires, le comportement sera "granulaire", dicté par la friction entre les grains de sable et de gravier.

Mini-Cours (approfondissement théorique)

La résistance au cisaillement des sols grenus est principalement due à la friction interne (angle de frottement φ'), tandis que celle des sols fins est dominée par la cohésion (c'). Le seuil de 50% de fines est l'endroit où l'on considère que la matrice fine est suffisante pour "noyer" les grains grossiers, les empêchant de se toucher et de développer une structure granulaire continue.

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

C'est la bifurcation la plus importante de l'arbre de classification. Une erreur ici vous envoie sur une branche de calculs complètement différente. Prenez toujours le temps de bien vérifier cette étape.

Normes (la référence réglementaire)

La norme USCS (ASTM D2487) fixe le seuil de décision à 50% de fines. C'est une convention internationale. Un sol avec 49% de fines est classé comme grenu, tandis qu'un sol avec 51% de fines est classé comme fin, même si leur apparence est similaire.

Formule(s) (l'outil mathématique)

Il s'agit d'une condition logique :

\[ \begin{cases} \text{Si } \%F \ge 50\% \Rightarrow \text{Sol Fin} \\ \text{Si } \%F < 50\% \Rightarrow \text{Sol Grenu} \end{cases} \]
Hypothèses (le cadre du calcul)

On suppose que le calcul du pourcentage de fines de la question précédente est exact.

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
  • Pourcentage de fines, %F = 62% (calculé à la Q1)
Astuces(Pour aller plus vite)

Pensez à une pâte à gâteau. Si vous avez plus de 50% de farine (les fines), le résultat se comportera comme une pâte. Si vous avez moins de 50% de farine et beaucoup de pépites de chocolat (les grains), le résultat se comportera comme un tas de pépites juste un peu collantes.

Schéma (Avant les calculs)
La Balance de Décision
Fines62%Grains38%
Calcul(s) (l'application numérique)

On compare notre valeur au seuil :

\[ 62\% \ge 50\% \Rightarrow \text{Le sol est un sol fin.} \]
Schéma (Après les calculs)
Arbre de Décision
Sol%F < 50%Sol Grenu%F ≥ 50%Sol Fin
Réflexions (l'interprétation du résultat)

Puisque le pourcentage de fines est supérieur à 50%, le sol est classé comme un **sol fin**. Cela signifie que pour la suite de la classification, nous n'allons plus nous intéresser à la répartition des sables et graviers, mais uniquement aux propriétés de plasticité de la fraction fine.

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

Ne jamais se fier à l'apparence visuelle seule pour cette étape. Un sable très fin peut contenir plus de 50% d'éléments impalpables et être classé comme "sol fin". Seul le résultat du tamisage à 80 µm fait foi.

Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
  • La règle des 50% de fines est le premier et le plus important critère de tri de la classification USCS.
  • Un sol fin est un sol dont le comportement est dicté par sa fraction fine.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

Certains sols "frontière", avec un pourcentage de fines entre 45% et 55%, peuvent présenter des comportements complexes, à la fois granulaires et cohésifs. Ils sont souvent les plus difficiles à modéliser pour les ingénieurs.

FAQ (pour lever les doutes)
Un sol peut-il avoir l'air sableux mais être classé comme fin ?

Oui. Un sol peut être composé de sable fin et d'une grande quantité de limon non plastique. Au toucher, il semblera granuleux, mais si le passant à 80 µm est supérieur à 50%, il sera classé comme sol fin (probablement un limon, ML ou MH).

Résultat Final (la conclusion chiffrée)
Le sol est un sol fin car son pourcentage de fines (62%) est supérieur à 50%.
A vous de jouer(pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)

Un sol est composé de 25% de graviers, 35% de sables et 40% de fines. Est-il grenu ou fin ?

Question 3 : Calculer l'Indice de Plasticité (IP)

Principe (le concept physique)

L'indice de plasticité représente la gamme de teneur en eau sur laquelle le sol se comporte de manière "plastique" (comme de la pâte à modeler). C'est la différence entre la teneur en eau où il devient liquide (Limite de Liquidité, wL) et celle où il devient friable (Limite de Plasticité, wP). Un IP élevé indique un sol très argileux, qui gonfle et se rétracte beaucoup avec les variations d'humidité.

Mini-Cours (approfondissement théorique)

Les limites d'Atterberg sont déterminées expérimentalement. La limite de liquidité est la teneur en eau pour laquelle une rainure dans une coupelle de sol se referme après 25 chocs. La limite de plasticité est la teneur en eau à laquelle un rouleau de sol de 3 mm de diamètre se fissure. Ces tests, bien qu'empiriques, sont très reproductibles et corrélés à de nombreuses propriétés mécaniques.

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

L'IP est un bien meilleur indicateur du caractère "argileux" que le simple pourcentage de fines. Un sol peut avoir 80% de fines mais être un limon pur, avec un IP très faible ou nul. Un autre sol avec seulement 30% de fines, mais des fines très actives (argile gonflante), peut avoir un IP très élevé.

Normes (la référence réglementaire)

Les méthodes de test pour déterminer les limites de liquidité et de plasticité, et donc l'indice de plasticité, sont définies par la norme ASTM D4318.

Formule(s) (l'outil mathématique)
\[ I_P = w_L - w_P \]
Hypothèses (le cadre du calcul)

On suppose que les essais d'Atterberg ont été réalisés sur la fraction du sol passant le tamis de 425 µm (N°40), conformément à la norme, et que les valeurs sont fiables.

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
  • Limite de Liquidité, \(w_L = 58\%\)
  • Limite de Plasticité, \(w_P = 23\%\)
Astuces(Pour aller plus vite)

Un IP élevé (> 20-25%) doit immédiatement vous alerter sur des problèmes potentiels en génie civil : forte compressibilité, potentiel de gonflement/retrait important, faible résistance au cisaillement à l'état humide.

Schéma (Avant les calculs)
États de Consistance d'un Sol Fin
Teneur en eau (w)SolidePlastiqueLiquidewP = ?wL = ?
Calcul(s) (l'application numérique)
\[ \begin{aligned} I_P &= w_L - w_P \\ &= 58\% - 23\% \\ &= 35\% \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)
Plage de Plasticité du Sol
Teneur en eau (w)SolideIP = 35%LiquidewP = 23%wL = 58%
Réflexions (l'interprétation du résultat)

Un indice de plasticité de 35% est une valeur élevée. Cela suggère que le sol a un comportement très argileux. Il sera probablement très sensible à l'eau, sujet au gonflement et au retrait, et aura une faible perméabilité mais une bonne cohésion à sec.

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

Assurez-vous que la limite de liquidité est bien supérieure à la limite de plasticité. Si ce n'est pas le cas, ou si la limite de plasticité ne peut être déterminée, le sol est considéré comme non-plastique (NP) et son IP est nul.

Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
  • L'Indice de Plasticité \(I_P = w_L - w_P\) mesure la plage de teneur en eau du comportement plastique.
  • Un IP élevé est caractéristique des argiles.
  • Un IP faible ou nul est caractéristique des limons.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

La bentonite, une argile utilisée pour les boues de forage ou les barrières d'étanchéité, est une argile dite "gonflante" avec un IP qui peut dépasser 500% ! Elle peut absorber plusieurs fois son poids en eau.

FAQ (pour lever les doutes)
Que signifie un IP négatif ?

Un IP ne peut pas être négatif. Si les mesures donnent \(w_P > w_L\), cela signifie que le sol n'a pas de phase plastique. Il passe directement de l'état solide à l'état liquide. Il est classé comme "Non Plastique" (NP) et son IP est considéré comme étant 0 pour les calculs.

Résultat Final (la conclusion chiffrée)
L'Indice de Plasticité du sol est \(I_P = 35\%\).
A vous de jouer(pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)

Un sol a une wL de 42% et une wP de 25%. Quel est son IP ?

Question 4 : Déterminer le symbole de groupe du sol

Principe (le concept physique)

Pour les sols fins, la classification se fait en positionnant le sol sur un graphique standardisé, l'abaque de plasticité de Casagrande. Ce graphique sépare les argiles (C), qui sont plastiques, des limons (M), qui sont peu ou pas plastiques. Il sépare également les sols de faible plasticité (L, pour Low) de ceux de forte plasticité (H, pour High).

Mini-Cours (approfondissement théorique)

La "Ligne A" est une droite empirique qui sépare les argiles inorganiques (au-dessus) des limons inorganiques et des sols organiques (en dessous). La "Ligne U" est une autre droite qui représente la limite supérieure de la relation IP-wL pour la plupart des sols naturels. Un point qui tomberait au-dessus de la Ligne U indiquerait une erreur de mesure probable.

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

L'abaque de plasticité est l'outil le plus puissant de l'ingénieur géotechnicien pour "sentir" un sol fin. La position d'un sol sur ce diagramme donne des indications précieuses sur sa compressibilité, sa perméabilité et sa résistance au cisaillement, bien avant d'effectuer des essais plus complexes.

Normes (la référence réglementaire)

L'abaque de plasticité, ses équations et les zones de classification sont formellement définis dans la norme ASTM D2487.

Formule(s) (l'outil mathématique)

Équation de la Ligne A :

\[ I_{P(\text{Ligne A})} = 0.73(w_L - 20) \]

Critères de classification :

\[ \begin{cases} \text{Si } w_L < 50\% \Rightarrow \text{Faible plasticité (L)} \\ \text{Si } w_L \ge 50\% \Rightarrow \text{Forte plasticité (H)} \end{cases} \]
\[ \begin{cases} \text{Si } I_{P(\text{sol})} > I_{P(\text{Ligne A})} \Rightarrow \text{Argile (C)} \\ \text{Si } I_{P(\text{sol})} < I_{P(\text{Ligne A})} \Rightarrow \text{Limon (M)} \end{cases} \]
Hypothèses (le cadre du calcul)

On suppose que le sol est inorganique. Les sols organiques (tourbes, etc.) sont classés séparément (symbole Pt).

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
  • Limite de Liquidité, \(w_L = 58\%\)
  • Indice de Plasticité, \(I_P = 35\%\)
Astuces(Pour aller plus vite)

Pour mémoriser, retenez que "C" comme "Ciel" est en haut (au-dessus de la Ligne A) et "M" comme "Mer" est en bas. La limite de 50% pour "L" (Low) et "H" (High) est facile à retenir.

Schéma (Avant les calculs)
Abaque de Plasticité de Casagrande
Calcul(s) (l'application numérique)

1. Comparaison de \(w_L\) :

\[ 58\% \ge 50\% \Rightarrow \text{Le sol est de forte plasticité (symbole H).} \]

2. Calcul de la position par rapport à la Ligne A :

\[ \begin{aligned} I_{P(\text{Ligne A})} &= 0.73 \times (w_L - 20) \\ &= 0.73 \times (58 - 20) \\ &= 0.73 \times 38 \\ &\approx 27.7\% \end{aligned} \]

3. Comparaison de l'\(I_P\) du sol :

\[ I_{P(\text{sol})} = 35\% > I_{P(\text{Ligne A})} \approx 27.7\% \Rightarrow \text{Le sol est une Argile (symbole C).} \]

En combinant les deux symboles, on obtient le groupe **CH**.

Schéma (Après les calculs)
Position du Sol sur l'Abaque de Plasticité
CLCHMLMHLimite de Liquidité wL (%)Indice de Plasticité IP (%)205090104060Ligne "A"(58, 35)
Réflexions (l'interprétation du résultat)

Le point se situe clairement dans la zone "CH". Cela confirme notre intuition de la question 3 : le sol est une argile de forte plasticité. Ce type de sol est souvent problématique pour les constructions car il est très compressible et sujet à des variations de volume importantes (gonflement/retrait).

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

Une erreur fréquente est de mal calculer la valeur de la Ligne A ou de mal se positionner sur le graphique. Vérifiez toujours vos calculs et le positionnement du point. Attention également à la zone hachurée (IP entre 4 et 7 et au-dessus de la Ligne A) qui correspond à une double classification CL-ML.

Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
  • La classification des sols fins se fait sur l'abaque de plasticité.
  • La verticale \(w_L=50\%\) sépare les sols de faible (L) et forte (H) plasticité.
  • La Ligne A sépare les argiles (C, au-dessus) des limons (M, en dessous).
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

La fameuse argile de Mexico, connue pour les tassements spectaculaires qu'elle a causés aux bâtiments de la ville, est une argile de très forte plasticité (CH) avec une limite de liquidité qui peut dépasser 300% !

FAQ (pour lever les doutes)
Que sont les sols organiques (O) ?

Les sols organiques (OL, OH) contiennent de la matière végétale en décomposition. Ils sont généralement classés en dessous de la Ligne A, comme les limons, mais sont identifiés par leur couleur sombre, leur odeur et un test spécifique : leur limite de liquidité diminue de plus de 25% après un séchage à l'étuve.

Résultat Final (la conclusion chiffrée)
Le symbole de groupe du sol est CH.
A vous de jouer(pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)

Quel est le symbole de groupe d'un sol avec wL=65% et IP=20% ?

Question 5 : Donner la classification USCS complète

Principe (le concept physique)

La dernière étape consiste à assembler toutes les informations pour donner un nom complet au sol, qui décrit à la fois sa nature principale (le groupe CH) et la composition de sa fraction grenue. Cela donne une description riche et standardisée du matériau.

Mini-Cours (approfondissement théorique)

Le nom complet permet de nuancer la classification. Un "CH - Argile de forte plasticité" et un "CH - Argile de forte plasticité sableuse" auront des comportements différents. Le second sera probablement un peu plus perméable et moins compressible que le premier, car la structure granulaire du sable commence à jouer un rôle.

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

En pratique, le nom complet est ce que vous écrirez dans votre rapport géotechnique. Le symbole "CH" est un raccourci technique, mais la désignation complète est ce qui permet à tous les intervenants du projet (architectes, ingénieurs structure) de comprendre la nature du sol sur lequel ils vont construire.

Normes (la référence réglementaire)

La norme USCS (ASTM D2487) fournit un organigramme détaillé pour déterminer le nom de groupe complet, en incluant les adjectifs descriptifs basés sur les pourcentages des autres fractions du sol.

Formule(s) (l'outil mathématique)

Ce sont des règles logiques basées sur les pourcentages de la fraction grenue (\%G et \%S) par rapport au total de l'échantillon.

Hypothèses (le cadre du calcul)

On suppose que les pourcentages de gravier et de sable calculés à la première question sont corrects.

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
  • Symbole de groupe : CH
  • %Gravier = 5%
  • %Sable = 33%
Astuces(Pour aller plus vite)

Pour les sols fins, la règle est simple : regardez la fraction grenue (%G + %S). Identifiez le composant dominant (sable ou gravier) et vérifiez si sa quantité justifie une mention dans le nom.

Schéma (Avant les calculs)
Organigramme de Désignation (Sol Fin)
Sol Fin (CH)Comparer %S et %G%S > %GAjouter "sableux(se)"%G > %SAjouter "graveleux(se)"
Calcul(s) (l'application numérique)

1. Comparaison de la fraction grenue :

\[ \%S\;(33\%) > \%G\;(5\%) \Rightarrow \text{Le qualificatif est "sableux(se)".} \]

2. Vérification de la quantité de la fraction grenue :

\[ \begin{aligned} \%S + \%G &= 33\% + 5\% \\ &= 38\% \end{aligned} \]

Comme \(38\% > 30\%\), la mention est obligatoire et le nom complet est "Argile de forte plasticité sableuse".

Schéma (Après les calculs)
Carte d'Identité Finale du Sol

CH

Argile de forte plasticité sableuse

%G=5, %S=33, %F=62
wL=58%, IP=35%

Réflexions (l'interprétation du résultat)

La désignation "Argile de forte plasticité sableuse" décrit parfaitement le sol : son comportement principal est celui d'une argile très plastique (CH), mais il contient une quantité significative de sable (38%) qui influencera ses propriétés (par exemple, en augmentant un peu sa perméabilité par rapport à une argile pure).

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

Attention aux seuils. Pour un sol fin, si la fraction grenue est inférieure à 15%, on ne la mentionne généralement pas. Entre 15% et 30%, on utilise la mention "avec du sable" ou "avec du gravier". Au-delà de 30%, on utilise l'adjectif "sableux" ou "graveleux".

Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
  • La classification complète combine le symbole de groupe (ex: CH) et une désignation littérale.
  • La désignation précise la nature de la fraction grenue si elle est significative.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

Pour les sols grenus, la logique est inversée : on classifie d'abord les sables/graviers (bien ou mal gradués), puis on ajoute un descripteur pour les fines si elles sont présentes (ex: SW-SM, un sable bien gradué avec du limon).

FAQ (pour lever les doutes)
Cette classification est-elle suffisante pour construire ?

Non, c'est la toute première étape. Elle donne une idée générale du comportement du sol. Pour dimensionner une fondation, il faudra des essais plus poussés pour mesurer précisément sa résistance (essai triaxial, pressiomètre), sa compressibilité (essai oedométrique) et sa perméabilité.

Résultat Final (la conclusion chiffrée)
Classification USCS complète : CH - Argile de forte plasticité sableuse.
A vous de jouer(pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)

Un sol est classé ML. Il contient 10% de sable et 25% de graviers. Quelle est sa désignation complète ?

Outil Interactif : Classificateur de Sols Fins

Modifiez les limites d'Atterberg pour voir comment la classification d'un sol fin change.

Paramètres d'Entrée
58 %
35 %
Classification USCS
Symbole de Groupe -
Désignation -

Le Saviez-Vous ?

L'abaque de plasticité a été développé par Arthur Casagrande, un pionnier de la mécanique des sols moderne, dans les années 1930. Bien que des systèmes plus complexes existent aujourd'hui, la simplicité et la robustesse de son diagramme font qu'il est encore enseigné et utilisé dans le monde entier, près d'un siècle plus tard.

Foire Aux Questions (FAQ)

Que se passe-t-il si un sol a exactement 50% de fines ?

Selon la norme, le seuil est "supérieur ou égal à 50%". Donc, un sol avec exactement 50% de fines est classé comme un sol fin et on procède à l'analyse de sa plasticité.

Et si le point (wL, IP) tombe exactement sur la Ligne A ?

C'est un cas rare, appelé "double symbole". Par exemple, si le point tombe sur la Ligne A dans la zone de faible plasticité, la classification sera CL-ML (Argile-Limon de faible plasticité). Cela indique que le sol a des propriétés intermédiaires entre une argile et un limon.

Quiz Final : Testez vos connaissances

1. Un sol contient 60% de sables, 30% de graviers et 10% de fines. Comment est-il classé au premier niveau ?

2. Un sol fin a une limite de liquidité wL = 45% et un indice de plasticité IP = 15%. Quel est son symbole de groupe ?

Granulométrie
Étude de la distribution de la taille des grains d'un sol. Elle est déterminée par tamisage pour les sols grenus et par sédimentométrie pour les sols fins.
Limites d'Atterberg
Ensemble d'indices (Limite de Liquidité wL, Limite de Plasticité wP) qui définissent les états de consistance d'un sol fin en fonction de sa teneur en eau.
Indice de Plasticité (IP)
Différence entre la limite de liquidité et la limite de plasticité (IP = wL - wP). Il mesure l'étendue de la plage de teneur en eau pour laquelle le sol est plastique.
Classification d'un Sol selon la Norme USCS

D’autres exercices de géotechniques :

0 commentaires
Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *