Rapport de stage académique effectué au Labogénie-Yaoundé du 18 juillet au 30 aout 2011

III-Essai Densité Apparente par mesure hydrostatique.

But : elle permet de connaitre la masse volumique des matériaux.

Appareillage :

-marmite chauffante ;

-la paraffine pour remplir et fermer les vides du matériau ;

-Les masses ;

- la balance hydrostatique ;

-après avoir recouvert le matériau de paraffine, on pèse le matériau recouvert de paraffine

Mode opératoire :

-prélever les échantillons dans les carottiers directs ;

-peser les matériaux Pm(poids du matériau)+carottier :

I : 294,4 g

II :299,4 g

III :298,4 g

IV :297,8 g

- placer le carottier + matériau dans la cellule à l'aide du démouleur ensuite introduire un papier buvard + pierre poreuse et piston ;

- passer à l'immersion pendant 24h.

Essai réalisé au Labogénie

Matériau+paraffine

Mat.1 : 468,1g

2 : 313 ,5g

3 : 280,1 g

-pesage à la balance hydrostatique composée d'un bocal et un panier métallique ;

- tarer la balance à 150g ( poids de l'eau= 150g)

- Ne pas tremper la main dans l'eau pour ne pas avoir de perte, si oui, rée talonner en ajoutant de l'eau.

Puis déduire la masse volumique.

03/07/2011

Essai triaxial (suite)

Mode opératoire :

1-enrobage du matériau ;

2-saturer le matériau ;

3-après lectures et déformation à la presse triaxiale, peser le matériau et le passer à l'étuve dans le cas du CD.

· 1bar : lors du cisaillement direct, on lit des sur les données sur le manomètre toutes les 15 sec.

Après essai, prendre la ?(teneur en eau) directe ensuite, puis le placer à l'étuve pendant 24h pour en déduire la teneur en eau.

· 2bars :étalonner 2 fois, le déplacement reste le même , l'effort et la chargent qui varient.

· 3bars : lorsque l'aiguille tourne et s'arrète, c'est la rupture.

NB : au cas ou les résultats d'un bar, de 2bars,ou de 3 bars ne sont pas satisfaisants ; avec le 4^ème essai renouveler .

Les déformations des essais de cisaillement triaxial

Ici, on a trois formes de ruptures :

- Rupture franche ;

- Rupture en demi-tonneau ;

- Rupture en tonneau.

ESSAI DE CISAILLEMENT RECTILIGNE

APPAREILLAGE :

-appareil de cisaillement rectiligne ;

-cellule de cisaillement rectiligne ;

-carottier Ø60mm, h=40mm ;

-1 démouleur ;

- 1 jeu de poids pour régler les pressions

On cisaille à : 1bar=ajout de 7,200 kg ;

2bars= 14,400 kg ;

3bars= 25,600 kg.

MODE OPERATOIRE :

- Prélever 03 éprouvettes à l'aide du carottier

- Prendre 02 tares numérotées pour la teneur en eau naturelle(w)

- Faire sortir chaque éprouvette de son carottier à l'aide d'un démouleur ;

- Fermer chaque démouleur avec son couvercle ;

- Mettre la cellule dans l'eau pendant 24h, puis sortir les cellules de l'eau et les placer chacune à son tour sur l'appareil de cisaillement direct ;

- Placer sur l'appareil une masse de 7,2 kg équivalent à 1bar et mesurer les contraintes ;

- Réitérer la mesure des contraintes à 2 bars et à 3 bars ;

- Prendre 03 tares numérotées , mettre l'échantillon des démouleur peser et passer à l'étuve à une température de 105°C pour obtenir la ? après chaque cisaillement.

Cisaillement triaxial

Mode opératoire :

- Huiler l'intérieur du moule du carottier ;

- Mettre l'échantillon sur le carottier, faire descendre le moule d'un côté ;

- Remonter le moule et faire sortir l'éprouvette ;

- A l'aide d'un couteau, donner les dimensions du moule (Ø35mm ; h=70mm)

- Démonter les moules et refaire la même opération pour les 3 éprouvettes restantes ;

- Prendre 4 éprouvettes ,les numéroter et peser ;

- Vider l'air dans les évents en y introduisant l'eau ;

- Mettre la membrane sur le tendeur de membrane et y introduire une éprouvette ;

- Placer une pierre poreuse sur l'embase et au dessus de l'éprouvette ;

- Allonger la membrane, retirer le tendeur de membrane ;

- A l'aide du tendeur à membrane, derouler une 2è membrane sur la 1^ère et placer 2 joint torique à la base et 1 au sommet ;

- Brancher le flexible de saturation qui relie la base et le chapeau drainant ;

- Mettre la hausse de la cellule triaxiale et remplir la cellule de l'eau ;

- Répéter la même opération pour les 2autres éprouvettes ;

- Mettre la cellule triaxiale sur la presse, l'éprouvette sera saturée à l'aide de la burette spéciale ;

- Après saturation, on cisaille à des pressions ä1, ä2 et ä3

Voir annexe de calcul

4/08

ESSAI LOS ANGELES

But : cet essai permet de déterminer la fragmentation mécanique de la roche par un criblage donné( nouvelle norme 4/6,6/10,10/14).

Poids du matériau à utiliser :5000g

Essai pour étude d'une carrière ( densité apparente, analyse granulométrique, coefficient d'aplatissement, los angeles,micro devals)

Mode Opératoire :

- Après concassage, procéder au criblage ;

- Faire le quartage pour effectuer l'analyse granulométrique (il faut 5-7kg de granulat pour l'AG)

- Pour le poids spécifique( 300 à 600gou même 1000g)

- Pour la densité apparente, il faut un moule de 5000 cm3, poids du moule 3500g, dans le cas ou il y a beaucoup de matériau, faire le quartage, la hauteur de versement doit rester de 45 cm du niveau du matériau tout au long de son déversement, temps de déversement : 5sec.

· Faire 4 essais puis déduire la moyenne

· Essai réalisé au Labogénie

1^er essai :11000g

2^ème essai :10900g

3^ème essai :11140 g

4^ème essai :10960 g

P.matériau =ÓP- P.moule

Densité= M/V=8,10

- Peser pour le los angeles(LA), 6kg au moins ;

- Pour le micro devals( MDE),500g

- Concassage

- Pesage

criblage
Essai L.A (essai à sec)		4/6	6/10		10/14			10/25
Nbre de boules		7	9		11			12
Nbre de tour/par 15 minutes de l'appareil		500	Idem		Idem			Idem
Essai MDE Essai humide Quantité d'eau :2.5l
quantité de boules en grammes	3000			4000			5000
Nbre de tours en 2 h	1500			idem			idem
Le lavage au tamis 1,6, puis séchage à l'étuve à 105°C, pesage et rapport LA/MDE. Au Cameroun, le MDE est arrêté à 17%

05/8

ESSAI : POIDS SPECIFIQUE

Matériel : - 3 pycnomètres ;

- Cloche à vide ;

- Matériau ;

- Entonnoir.

Procédé :- prendre 300 g pour les sols grenus, 200 g pour les sols ;

- Retirer le poids des vides sur le poids du matériau spécifique pour avoir le poids spécifique ;

- Insérer le pycnomètre à l'intérieur de la cloche à vide pendant 2h pour retirer l'air et les gaz.

Résultats de L.A. :4381,2g . 10/14

((5000-R)/5000)1000=12,376< 35%

Semaine du 08 au 12/8

08/08/2011

RESUME DES JOURS ANTERIEURS

09/08/2011

ESSAI DE COMPRESSIBILTE

But de l'essai :

- Vitesse de tassement d'un sol par palier ;

- Pression de consolidation ;

- Coefficient de compression ;

- Coefficient de gonflement ;

ESSAI DE PERMEABILITE

But : détermination de la vitesse de passage de l'eau dans un échantillon de sol .

On a 2 sortes de perméabilité :

- Perméabilité à charge variable ;

- Perméabilité à charge constante.

10/08

Essai d'extraction du bitume

Extraction du bitume :

Matériau : bitume,

Extraire le bitume et passer au pesage

- Passer à l' AG pour vérifier s'il correspond au fuseau granulaire( il faut etre expérimenté)

- Matériel :

Extracteur ; toluène ; chauffe ballon ; potence ;pose ballon.

Procédé :

- Mettre de l'eau dans l'extracteur ;

- Ajouter de l'eau dans l'enrobé et placer dans l'extracteur ;

- Mettre en place le dispositif d'extraction en s'arrangeant à ce que l'échantillon soit placé droit dans l'extracteur, l'essai a une durée de 5heures ;

- Prélever.

Il existe plusieurs classes de bit

Mes

DUIREZ :

Il caractérise les enrobés, le pourcentage doit être compris entre 5 et 6 %.

Procédé :

- Prendre 1000 g, le mettre à l'étuve à 150°C pour le rendre fluide ;

- Après passage à l'étuve,mettre dans le moule DUIREZ normal, après l'avoir huiler pour faciliter le compactage( Ø : 8 cm)

- Pour le DUIREZ dilaté, prendre 3500 g de grave dilatés.

- Compactage : durée 1mn, puis le stabiliser pendant 5 mn ;

- Confectionne 8 éprouvettes

· 2 - densité hydrostatique

· 3-immersion après avoir dégagé l'air pendant 7jours à 18°C .

- Après on laisse refroidir

Pour refroidir, on peut soit laisser au repos pendant 24h ou mouiller avec de l'eau et utiliser le démouleur.

Extraction du bitume :

- Filtrage de l'échantillon contenue dans la boîte dans un papier filtre.

11/08

· Extraction du Bitume

-pesage des éprouvettes et mesure des hauteurs successives 3 fois ;

- Passer les éprouvettes à la cloche à vide ;

- Placer les éprouvettes sur les granulats pour permettre

ESSAI OEDOMEDRIQUE/ESSAI DE COMPRESSIBILITE :

But : Déterminer la vitesse de tassement par palier.

Pour ce faire, il faut :

-Mesurer les différents indices de vides ;

-Mesurer les différents indices de gonflements ;

-Mesurer la pression de consolidation.

Lorsqu'on sature un matériau dans l'eau, les gaz sont dissouts ; lorsqu'on applique une charge dans ce matériau, l'eau va s'échapper ensuite, il va rester des vides et les grains solides vont combler ces vides.

12/8

Appareillage :

- Carottier,Ø70mm,h=20mm;oedonométrique

- Presse oedométrique ;

- Support de comparateur ;

- Un piston ;

- Batterie ;

- Levier, ou on charge ;

- Chariot ;

- La cellule oedometrique ( base ; hausse),à la base on a un pierre poreuse ;

· Piston de la cellule ;

· Le verre de la cellule.

· Les vises.

MODE OPERATOIRE :

- L'essai dure 15jours ;

- Le 1^er jour : prélèvement à l'aide de l'échantillonneur manuel ;

- Avant prendre le poids du carottier et ensuite prendre poids carottier +poids matériau après avoir monté la cellule sur la presse, noter 0,05 ;

· Le 2^ème jour pression 0.25bar = 1 kg

· 3^ème jour pression 0,50 = 2 kg

· 4^ème jour pression 0,75 = 3 kg

· 5^ème jour pression 1 = 4kg

· 6^ème jour déchargement à 0,25bar

· 7^ème jour 0,50bar

· 8^ème jour déchargement 0,50bar

· 9^ème jour 1 bar = 4 kg

· 10^ème jour 2bar ,ajout de 4 kg

· 11^ème jour 4 bar= 8kg

· 12^ème jour 8 bars=16kg

· 13^ème jour déchargement total ;

Ayant déchargé, prendre la teneur en eau, après l'essai et mettre ensuite à l'étuve.

· 14^ème jour Prendre le poids sec du matériau ;

· 15^ème jourcalcul du tassement.

Semaine du 15 au 19/8

15/8

Temps de lecture de l'essai par palier sauf pour le cas du déchargement :

6sec , 15, 30 ,1min ,2,4 ,8,15,30,1h,2h,4h,24h.

Perméabilité:

Il existe 2types de perméabilités:

- La perméabilité à charge variable : au fur à et à mésure qu'on applique les charges, le matériau tend à diminuer sa perméabilité ;

- La perméabilité à charge constante : il se fait en même temps que l'essai de compressibilité.

Il existe 2 types de sols, les sols imperméables et les sols perméables.

Appareillage

- Idem que essai oedometrique ;

- Chronomètre ;

- Le perméamètre ;

- La pissette.

16/8

Mode opératoire :

-Injecter de l'eau dans le perméamètre jusqu'à 5cc ; pour un perméamètre à charge constante, on utilise un moule et en fonction du temps et le matériau, on relève la quantité d'eau en fonction du temps.

Voir annexe pour feuille de calcul ,s=0.03.S=38.48. ;

ho				h
5cc				4.5CC
				4.0
				3.5
				2.5
				2.0cc
	T1	K x 10-5	T2		K	T3	K
5CC - 4.5cc	12sec.	1.3	14		1.17	13	1.26
5cc- 4.0cc	27	1.29	30		1.16	28	1.24
5cc - 3.5cc	43	1.29	47		1.18	45	1.23
5cc - 3cc	62	1.28	68		1.17	66	1.20
5cc- 2.5cc	85	1.27	93		1.16	89	1.21
5cc - 2cc	/////	1.26	///		1.14	/	1.18

17/8

CONFECTION DES EPROUVETTES PRISMATIQUES

Pour essais mécaniques sur les ciments( essais d'identification des ciment).

But : essai confection des prismes :

Essai d'identification du ciment en traction et en compression ; vérification des classes vraies de ciment

Matériel :

- Rehausse ;

- Confectionneur d'éprouvettes prismatiques :éprouvette 4X4X16cm

Après confection des éprouvettes, laisser faire prise pendant 24 h

Et ensuite, démouler :

Appareillage :

-malaxeur ;

-pellette ;

-Balance de précision ;

-pissette ;

- une spatule ;

-règle ;

-plaque à marbre ;

-appareil à choc ;

-appareil de moule prismatique ;

-Eprouvettes ;

-raclette normalisée ;

-gamelles ;

-sables normalisés ( m=1350 g de granulometrie 0,2mm ;

-plaques de verre.

ESSAIS effectués au LABOGENIE :

CLASSE VRAIE :CIMENT AS

CIMENT NORME TS EN 197-1 CEM I 42,5R

PORLAND CEMENT

POIDS : 50KG

MADE IN TURKEY

MODE OPERATOIRE :

- Pour chaque ciment, utiliser 3 sables normalisés pour la confection des éprouvettes ;

- Prélever 450 g de ciment ;

- Peser 225 g d'eau sachant que les proportions du ciment=1/3 sable.

- Introduire 225 g d'eau + 450 g de ciment pendant 30 sec. ;

- Lorsque la machine ronfle ; verser du sable qui passe au malaxage pendant 30 sec. ;

- Après les 30 sec, le malaxeur malaxe beaucoup plus rapidement pendant une minute ;

- Après les une minute, on racle les parois de la cuve pendant 90 sec. ;

- Ensuite le malaxeur se remet en marche pendant 1 min de manière rapide.

18/7

Analyse granulométrie du ciment :

Il consiste au tamisage de 100 g de ciment.

Essai de consistance :

But : détermination optimale de la quantité d'eau de gâchage des ciments.

Matériel : -balance électrique ;

-malaxeur ;

-appareil de Vicat ;

- moule tronconique ;

Matériau : -eau ;

-ciment.

Mode opératoire :- péser 141g de ciment, puis l'introduire dans l'éprouvette et mettre en marche le malaxeur ;

- Racler le malaxeur et introduire dans le moule tronconique le melange ;

- Puis passer à l'appareil vicat.

La pate est à consistance normale lorsque la sonde métallique atteint une valeur égale à 6 .

· 2^ème essai : valeur de consistance :12

Il y a peu d'eau=131 g

· 3^ème essai : valeur de consistance 3, il ya trop d'eau= 140g

· 4^ème essai :137g

19/8

Surface de Blaine :

But : L'essai a pour but de calculer le débit d'air susceptible de passer à travers la poudre.

La surface massique du ciment étudié n'est pas mesurée directement, mais par comparaison avec un ciment référence dont la surface massique est connue. Il s'agit de faire passer un volume d'air connu au travers d'une poudre de ciment. Toutes choses étant égales par ailleurs, plus la surface massique de cette poudre est importante et plus le temps t mis par l'air pour traverser la poudre est long. Dans les conditions normalisées décrites, la surface est proportionnelle à

· Appareillage : Un appareil appelé «Perméabilimètre de Blaine». Il se compose pour l'essentiel d'une cellule dans laquelle est placé le ciment à tester et d'un manomètre constitué d'un tube en verre en forme de U rempli, jusqu'à son repère inférieur d'une huile légère. La cellule est équipée d'une grille en sa partie inférieure. Un piston sert à tasser le ciment dans la cellule sous un volume V défini.

· Une balance précise à 0,001 g.

· Un chronomètre précis à 0,2 s près.

· Du ciment de référence de surface massique (S₀)et de masse volumique ( ñ₀) connues.

· Des rondelles de papier filtre adaptées au diamètre de la cellule.

· Du mercure pour mesurer le volume V de la couche tassée.

· Un thermomètre précis à 0,1 °C près pour mesurer la température de l'air.

Surface Ciment étalon, S=3340 Cm²/g

d =3,12 g/cm²

Semaine du 22 au 26

22/8

Le liant hydraulique dont on désire mesurer la surface spécifique doit être à porosité constante (égale à 0,500).

- Méthode : peser à 0,01 g près, une masse m de liant telle que, compte tenu de son volume V après tassement dans la cellule, sa porosité soit égale à 0,500.

- La masse de matière à prendre s'écrit: m = (1 - e) ñV
ñ - masse volumique
V - volume utile de la cellule.

Placer la grille au fond dela cellule. Appliquer sur cette grille, au moyen d'une tige à face inférieure plane et d'une équerre, un disque neuf de papier filtre.

Verser le liant dans la cellule en utilisant un entonnoir.

Donner quelques légères secousses à la cellule pour niveler la couche supérieure du liant, puis placer sur celui-ci un autre disque neuf de papier filtre.

Tasser avec précaution au moyen du piston en évitant la remontée de la poudre au-dessus du papier filtre jusqu'à ce que le collier vienne buter contre le haut de la cellule.

Retirer le piston lentement (Il est commode de pratiquer une légère rotation alternative).

Vérifier le niveau du liquide du manomètre qui doit affleurer au trait inférieur. Enduire de vaseline la partie rondée de la cellule et la placer sur son ajutage en lui imprimant un léger mouvement de rotation pour répartir la vaseline; veiller au cours de cette opération à ne pas altérer le tassement de la couche.

Aspirer lentement au moyen de la poire l'air du tube jusqu'à ce que le niveau du liquide atteigne le trait supérieur. Fermer le robinet. Mettre en marche un chronomètre sensible au cinquième de seconde quand le niveau de liquide atteint le deuxième trait.

L'arrêter quand le niveau de liquide atteint le troisième trait.

Noter le temps écoulé t ainsi que la température de la pièce.

Faire trois mesures et prendre la moyenne arithmétique des trois temps.

La surface spécifique est calculé par la formule:

. S - Surface spécifique (cm²/g).
. k - Constante del'appareil.
. e - Porosité de la couche tassée
. t - Temps mesuré en secondes.
. ñ Masse volumique (g/cm3).
. ç Viscosité de l'air à la température d'essai (en poises).

Étalonnage de l'appareil:

23/8

(a) Détermination du volume V de la couche tassée.

Enduire la paroi intérieure de la cellule d'une très mince pellicule d'huile pour éviter l'amalgame. Placer la grille au fond de la cellule, puis deux disques de papier filtre appliqués sur la grille. Remplir la cellule jusqu'au bord avec du mercure, en chassant les bulles d'air adhérant aux parois. Niveler la surface de mercure en appliquant une lamelle de verre sur le sommet de la cellule. Puis recueillir dans un récipient taré le mercure se trouvant dans la cellule, et peser à 0,01 g près - soit (m₁) la masse en gramme du mercure utilisé.

Préparer ensuite la cellule dans les conditions prévues pour l'essai, avec une quantité de ciment portland telle que la couche obtenue soit suffisamment comprimée (2,8 à 3 g), (Il est nécessaire que la poudre soit plus compacte pour l'étalonnage que pour les essais, afin d'éviter son tassement par le mercure), et refaire avec du mercure les opérations décrites à l'article précédent - soit ( m₂) la masse, en gramme, du mercure utilisé.

Le volume de la couche tassée est obtenu par la formule:

V - Volume del acouche tassée (cm3).
m₁ et m₂ - Masse de mercure (g)
ñ.Hg Masse volumique du mercure à la température d'essai (g/cm3) ( voir en annexe, les valeurs ñ.Hg)

Répeter la détermination de façon à obtenir deux valeurs différents de moins de 0,01 cm³ et adopter leur moyenne.

(b) Détermination de la constante k de l'appareil.

Avec une poudre étalon de surface spécifique et de masse volumique connues, opérer selon le processus décrit à l'article précédent.

Calculer k en appliquant la formule fondamentale:

La valeur adoptée sera la moyenne arithmétique résultant de trois prises d'échantillons différentes.

ESSAI DE PRISE

But :c'est de déterminer le temps de prise d'un ciment et le temps de malaxage qui s'écoule entre le gâchage et le debut de prise

Equipement nécessaire

- Salle climatisée: L'essai doit se déroule dans une salle, dont la température est de 20° C#177; 1° C et dont l'humidité relative est supérieure à 90%. A défaut d'une telle humidité relative, l'échantillon testé pourra, entre deux mesures, être entreposé dans de l'eau maintenue à 20° C#177; 1° C.

- Malaxeur normalisé: avec une cuve de 5 litres de contenance et d'une pale de malaxage pouvant tourner à 2 vitesses ( dites lente 140 tr/mn et rapide 285 tr/mn ).

- Appareil de VICAT ( du nom de l'ingénieur français ). L'appareil est composé d'un moule tronconique de 40 mm de hauteur et d'une tige coulissante équipée à son extrémité d'une aiguille de 1,13 mm de diamètre.

- Balance précise à 0,1 g près.

- Chronomètre précise à 0,1 s près.

24/8

Conduite de essai

Le mode opératoire de l'essai est fixé par la norme EN 196-3. Il s'agit de confectionner une pâte de consistance normalisée:

On préparera 2 Kg de ciment, une pâte pure de rapport E/C=0,26. Ceci permettra de préparer 5 moules. Pour accélérer les phénomènes, on dissolvera dans l'eau de gâchée du chlorure de calcium (CaCl₂) en prenant comme poids de CaCl₂, 2% du poids d'eau calculé pour la gâchée. On versera l'eau avec l'accélérateur de prise dissous dans la cuve du malaxeur, contenant le ciment, on déclenchera les deux chronomètres, ( un pour la gâchée, un autre pour base du temps, pour la manipulation ).

La pâte est alors rapidement introduite dans le moule tronconique posé sur une plaque de verre, sans tassement ni vibration excessifs. Il faut enlever l'excès de pâte par une mouvement de va-et-vient effectué avec une truelle maintenue perpendiculairement à la surface supérieure du moule. Puis l'ensemble est placé sur la platine de l'appareil de vicat.

Quatre minutes après le début du malaxage, l'aiguille est amenée à la surface de l'échantillon et relâchée sans élan ( sans vitesse ). L'aiguille alors s'enfonce dans la pâte. Lorsqu'elle est immobilisée ( ou après 30 s d'attente ), relever la distance d séparant l'extrémité de l'aiguille de la plaque de base.

25/8

Recommencer l'opération à des intervalles de temps convenablement espacés ( ~ 10-15 mn ) jusqu'à ce que d= 4mm #177; 1mm.

Cet instant mesuré à 5 mn près est le temps de début de prise pour le ciment concerné ( étudié )

Equivalent de sable

La propreté des granulats peut s'apprécier de différentes façons telles que l'essai au bleu de méthylène, d'équivalent de sable à 10 % de fines etc., mais dans ce cours, on va présenter seulement l'essai d'équivalent de sable.

26/8

But de l'essai

Cet essai a pour but de mesurer la propreté des sables entrant dans la composition des bétons. L'essai consiste à séparer les flocules fins contenues dans le sable. Une procédure normalisée permet de déterminer un coefficient d'équivalent de sable qui quantifie la propreté de celui-ci.