La Limites D'Atterberg

Introduction:
Les limites d’Atterberg sont classées parmi les caractéristiques d’identification

des sols fins. En effet, la consistance d’un sol et sa déformation varie
en fonction de sa teneur en eau, plus  augmente plus le sol est déformable.
Aussi, suivant l’importance de
la phase liquide du sol cohérent, il peut se présenter sous différentes états, ainsi
on distingue les quatre états suivants :
But de TP :
Le but de ce TP est de déterminer les limites de liquidité  L et de Plasticité  P
pour un échantillon de sol donné, et d’interpéter les résultats obtenus.
I. ETUDE THEORIQUE :
En mécanique des sols, on distingue différentes classes de sols ; c’est ainsi, les
sols pulvérulents sont les sables fins qui se présentent sous l’aspect de poudre.
Les argiles par contre, se forment les pâtes dans lesquelles chaque grain est
relié aux grains voisins par des forces de cohésions dues à la présence des
couches absorbées.
On appelle cohésion, l’aptitude que possède le sol à maintenir ses grains reliés
les uns aux autres. Les sols doués de cohésion sont appelés sols cohérents, on
distingue le cas de l’argile. Les sols qui n’ont pas de cohésion ou qui ont très
peu de cohésion entre les grains sont appelés grenus ou pulvérulents, on
distingue le
cas du sable.
Le comportement des sols pulvérulents est quasi- indépendant de leur teneur en
eau. Ce dernier, par contre, joue un rôle fondamental dans le comportement des
sols cohérents. Les sols cohérents auront une consistance liquide si la teneur de
l’eau est élevée, pâtes si la teneur de l’eau est modérée, et solide si la teneur de
l’eau est très faible.
- A l’état liquide, les grains de sol sont indépendants et ne se touchent pas.
Leurs mouvements relatifs sont très aisés.
- A l’état plastique(pâtes) les grains sont rapprochés et ont mis en commun
l’eau absorbée qui agit comme un sachet en plastique dans lequel les grains
peuvent se mouvoir sans s’écarter.
- A l’état solide, les grains se sont encore plus près les uns des autres, ils
arrivent même au contact en quelques points en chassant l’eau absorbée. Les
frottements internes sont alors importants.
Par humidification(augmentation de la teneur de l’eau) ou par séchage
(diminution de la teneur de l’eau) le sol cohérent passera d’un état de
consistance à un autre de manière progressive.
Néanmoins Atterberg, ingénieur agronome suédois, a défini en 1911, des
teneurs en eau limites qui séparent le passage du sol d’un état de consistance à
1
un autre. Ces teneurs en eau particulière sont appelées limites de consistance ou
limites d’Atterberg
La limite de liquidité notée WL :

Par définition, la limite de liquidité est la teneur en eau (exprimée en %) qui
correspond à une fermeture en 25 chocs.
La limite de plasticité notée Wp :

Par définition, la limite de plasticité est la teneur en eau (exprimée en %) du
fuseau qui se brise en petits tronçons de 1 à 2 cm de long au moment où son
diamètre atteint 3 cm.
Ces teneurs en eau limites sont déterminées expérimentalement sur la fraction
du sol (le mortier) qui passe au tamis 0,4 mm.
On exprime l’étendue du domaine de plasticité, l’étendue des teneurs en eau
pour lesquelles le sol garde une consistance plastique par un paramètre,
l’indice de plasticité (Ip), cet indice marque l’étendue du domaine plastique,
c'est-à-dire la différence entre la limite de liquidité et la limite de plasticité.
Ip=WL –Wp
Principe de détermination des limites de consistance :

La limite de liquidité :
La limite de liquidité se détermine en utilisant l’appareil de casa grande. On
étend sur une coupelle une couche d’argile dans laquelle on trace une rainure
au moyen d’un instrument en forme de V. on imprime à la coupelle des chocs
semblables en comptant le nombre de chocs nécessaires pour fermer la rainure
sur 1 cm, on mesure alors la teneur en eau de la pâte, bien entendu, tout
l’appareillage est rigoureusement normalisé.
Toujours est – il que, l’expression a prouvé qu’il existe une relation entre le
nombre de chocs N et la teneur en eau W. la représentation de cette relation est
une droite en coordonnées semi- logarithmiques lorsque le nombre de chocs est
compris entre 15 et 35. pour le même intervalles des valeurs de N, la formule
suivante permet de déterminer la limite de liquidité à l’aide d’une ou deux
mesures seulement.
2
La limite de plasticité :
Pour déterminer la limite de plasticité, on roule l’échantillon en forme de fuseau
qu’on amincit progressivement. La limite de plasticité est la teneur en eau du
fuseau qui se brise en petits tronçons de 1 à 2 cm de long au moment où son
diamètre atteint 3 cm. On exécute en général, 2 essais pour déterminer cette
limite.
L’indic e vde plasticité :
L’indice de plasticité Ip est la différence entre la limite de plasticité et la limite
de liquidité, il mesure l’étendue du domaine de plasticité du sol. Il s’exprime
donc par la relation :
Ip = WL – Wp
II. MANIPULATION :
Appareillage :
- appareil de gasagrande
- coupelle
- spatule
- bascule électronique
- l’outil à rainure en V
- four électrique
Opération :
Pratiquement nous avions suivi le même processus pré expliqué. C’est ainsi que
nous aurions à chercher la limite de liquidité pour notre échantillon. Nous
étendons sur une coupelle du mortier un échantillon de sol ayant passé à travers
d’un tamis de 0,42 mm, dans laquelle nous avions imprimé une rainure au
moyen de l’outil en V.
Plaçons cette coupelle sur l’appareil de casagrande en lui imprimant une série
de chocs (coups) réguliers à raison de deux chocs par seconde. Comptons le
nombre de coups N pour que les lèvres inférieures de l’entaille se touchent sur 1
cm de long.
Nous avions repris l’opération trois fois de suite avec des teneurs en eau
différentes.
A l’aide de la spatule prélevons quelques grammes du mortier à l’endroit où les
lèvres se sont refermées de 1 cm. Plaçons ce mortier dans une tare afin de le
peser sur une bascule électronique. Cette opération ayant été repris trois fois de
suite alors ces pesés vont nous donner les poids total secs. Connaissant le poids
de la tare nous pouvons calculer :
3
- poids de l’eau (Pe) : Pe = (poids total humide)-(poids total sec, Pg)
Pg = (poids total sec)-(poids de la tare)
- teneur en eau (W) :
- W = (poids de l’eau)/(poids sec).
Les résultats obtenus sont illustrés dans le tableau suivant :
Liquidité Liquidité Liquidité Plasticité

Nᵒ de tare 93 09 60
Masse humide 66 g 56 g 70g
Masse sèche 47 g 40 g 45 g
total
Masse 48 g 38 g 52 g
d’échantillon
Masse de tare 18 g 18 g 18 g
Masse de l’eau 19 g 16 g 25 g
Masse sèche 29 g 22 g 27 g
Nombre de coup 23 20 18
Teneur en eau 65.51 72.72 92.59
W%
WL % 64.43 70.08 88.41
III. CONCLUSION :
Nous pouvons dire que pour tout projet de construction, que se soit une route,
un pont ou un bâtiment, l’étude complète s’avère nécessaire d’où une bonne
connaissance de ce sol. La reconnaissance du terrain en place est donc un des
préliminaires indispensables ; l’un des moyens les plus sûres est de prélever des
échantillons autant que possible intacts.
Il faut dans tout les cas compléter cette indication par une analyse
granulométrique et une détermination de la limite d’Atterberg. Ces
renseignements permettant à l’ingénieur d’identifier les sols et par conséquent
se faire une idée de leur comportement.
Nous pouvons conclure que les sols cohérents (sols fins) passent d’un état de
consistance à un autre de manière progressive en jouant sur la teneur en eau.
Plus la teneur en eau est grande, plus le nombre de coups (chocs) est petit.
Les limites d’Atteberg permettent de classer les sols fins.
C’est ainsi pour notre sol, d’après le graphe de la limite de liquidité est 34,9%
et la limite de plasticité est 24%. Ce qui nous donne un indice de plasticité égale
à 11,6 %

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Les limites d’Atterberg sont classées parmi les caractéristiques d’identification

La limite de liquidité notée WL :

La limite de plasticité notée Wp :

Principe de détermination des limites de consistance :

Liquidité Liquidité Liquidité Plasticité

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