3.1.IntroductionDfinitionOn donnera le nom de granulats un ensemble de grains inertes destins tre agglomrs par un liant et former un agrgat.Le terme agrgats, utilis pour dsigner les granulats, est donc impropre. En effet, un agrgat est un assemblage htrogne de substances ou lments qui adhrent solidement entre eux (le mortier ou le bton par exemple).Le terme granulat, au singulier, dsigne un ensemble de grains d'un mme type, quel que soit le critre de classification utilis. Le terme granulats, au pluriel, sera utilis pour dsigner un mlange de grains de divers types.Les granulats utiliss dans les travaux de gnie civil doivent rpondre des impratifs de qualit et des caractristiques propres chaque usage. Les granulats constituent le squelette du bton et ils reprsentent, dans les cas usuels, environ 80 % du poids total du bton.Les granulats sont ncessaires pour la fabrication des btons; du point de vue conomique, car ils permettent de diminuer la quantit de liant qui est plus cher; du point de vue technique, car ils augmentent la stabilit dimensionnelle (retrait,fluage) et ils sont plus rsistants que la pte de ciment. Il faut par consquent, augmenter au maximum la quantit de granulats, en respectant toutefois les deux conditions suivantes: Les granulats doivent satisfaire certaines exigences de qualit; La qualit de pte liante doit tre suffisante pour lier tous les grains et remplir les vides.Les essais effectus en laboratoire portent ncessairement sur des quantits rduites de matriaux, ceux-ci devant permettre de mesurer des paramtres caractristiques de l'ensemble du matriau dans lequel on a fait le prlvement. Il faut que l'chantillon utilis au laboratoire soit reprsentatif de l'ensemble. Cette opration est gnralement difficile, prend du temps et, parfois, est coteuse, mais elle est essentielle; souvent, les essais effectus sont sans valeur car ils ne sont pas reprsentatifs.En gnral le prlvement d'chantillons se fait en deux temps:a) Prlvement sur le chantier, la carrire ou l'usine d'une quantit de matriaux nettement plus grande que celle qui sera utilise pour l'essai.b) Au laboratoire, prlvement de la quantit ncessaire l'essai et qui soit galement reprsentative de l'chantillon de dpart.Lorsqu'il n'est pas possible de prendre tout le tas et de le rduire, on procde un prlvement local.Prlvement sur tas normauxa) la main, l'aide d'une planche ou d'une plaque mtallique.b) la main, sur tas d'lments grossiers (gravier concass) par ratissage dans un rcipient.c) au moyen d'une sonde, ouverture 4 ~ 6 cm, longueur 60 ~ 100 cm, extrmit taille en sifflet.

Prlvement en laboratoire (chantillonnage en laboratoire)Le passage de l'chantillon total prlev sur le tas l'chantillon rduit, ncessaire l'essai, peut se faire parquartageou l'aide d'unchantillonneur. L'chantillon doit tre sch l'tuve 105 C s'il est exempt de minraux argileux, ce qui est rare, ou 60 C dans le cas contraire.Quartage

Fig. 3.2: Opration dequartageEchantillonneurCet appareil de laboratoire fig 3.3, permet de diviser facilement en deux parties reprsentatives la totalit d'un chantillon initial, chaque moiti tant recueillie dans un bac de manire spare.La rptition en cascade de cette opration, en retenant chaque opration le contenu de l'un des bacs, permet d'obtenir l'chantillon ncessaire, aprs trois ou quatre oprations identiques.

Le procd peut tre rsum par la (fig. 3.4) ci-dessous. Celle-ci permet de slectionner une masse (m) partir d'un prlvement de masse 3m.

Fig. 3.4: Schma d'une opration de rpartition des matriaux en utilisant de l'chantillonneur

3.2.Courbes granulomtriquesImportance de la composition granulomtriqueLes proprits physiques et mcaniques du bton dpendent de beaucoup de facteurs. Gnralement on souhaite obtenir un bton rsistant, tanche et durable. Pour atteindre ce but, il faut: que le bton l'tat frais soit facile mettre en oeuvre et compacter (pour rduire laporosit). un maximum de granulats par unit de volume de bton (pour rduire la quantit de pte liante ncessaire pour remplir les vides, tous les vides devant tre remplis de pte liante). un minimum de surface spcifique (pour rduire la quantit d'eau de gchage et obtenir un rapport C/E plus lev).Par ailleurs: il faut choisir Dmax aussi grand que le permet la dimension minimum de la pice btonner et l'encombrement des granulats. la proportion de chaque dimension des grains doit tre choisie de faon remplir les vides laisss par les grains de dimensions suprieures. il faut rduire la teneur en lments fins au minimum requis pour obtenir une bonne maniabilit et une bonnecompacit.Les courbes granulomtriques apporteront quelques lments de rponses ces conditions.La condition essentielle pour obtenir le moins de vides possibles (meilleurecompacit) dans un mlange desableet gravillon est de: 35 % desablede 0/5 et 65 % de gravillons 5/20.

Fig. 3.5: Compacit d'un mlange de grains fins et de grains grossiersLes courbes granulomtriques des diffrents granulats peuvent tre dtermines par l'essai de l'analyse granulomtrique (NFP 18-560).L'essai consiste classer les diffrents grains constituant l'chantillon en utilisant une srie detamis, embots les uns sur les autres, dont les dimensions des ouvertures sont dcroissantes du haut vers le bas. Le matriau tudi est plac en partie suprieure destamiset le classement des grains s'obtient par vibration de la colonne detamis.On considre que le tamisage est termin lorsque le refus ne varient pas de plus de 1 % entre deux squences de vibration de la tamiseuse. On trace la courbe granulomtrique sur un graphique comportant en ordonne le pourcentage des tamisats sous lestamisdont les mailles D sont indiques en abscisse selon une graduation logarithmique. Par exemple pour le trac de la courbe granulomtrique d'unsable0/5, on pse une certaine quantit (aprs schage) soit 2 kg par exemple.Le poids des tamisats successifs permet de dterminer les pourcentages du tamisats (tableau 3.1) correspondant chacun destamisutiliss.Tableau 3.1: Rsultats d'une analyse granulomtrique correspondant unsable(fig. 3.5)La courbe correspondant cesablenormal, est prsente sur la fig. 3.6, sur lequel ont t galement portes les courbes dessables trs fins et grossiers ainsi que celles de graviers. La forme des courbes granulomtriques apporte les renseignements suivants: Les limites d et D du granulat en question; La plus ou moins grande proportion d'lments fins; par exemple la courbe situe au-dessus de celle dusablenormal correspond unsable majorit de grains fins et c'est l'inverse pour celle situe en dessous. En effet, ces troissablessont dessables0/5 mm mais les proportions de grains fins (