La détermination de la limite d’Atterberg est cruciale pour évaluer la plasticité des sols fins. Cette mesure permet de comprendre le comportement du sol et son aptitude pour différents types de constructions.
Les limites d’ATTERBERG sont des paramètres géotechniques destinés à identifier un sol et à caractériser son état.
Introduction à la détermination de la limite d’Atterberg
Elles définissent les états de consistance d’un sol en fonction de sa teneur en eau, à savoir :
Limite de liquidité : La teneur en eau à laquelle le sol passe de l’état plastique à l’état liquide est déterminée, selon les normes, par deux méthodes ;
Limite de plasticité : la teneur en eau à laquelle le sol passe de l’état semi-solide à l’état plastique, déterminée par la méthode de roulage ;
Limite de retrait : la teneur en eau à laquelle le sol passe de l’état solide à l’état semi-solide ;
Les normes relatives à la détermination des limites d’ATTERBERG au laboratoire sont :
Matériels
Matériels Limite de Liquidité : Méthode de la Coupelle
Selon les normes, le tableau suivant décrit les différents types de coupelles.
| Norme | Coupelle | Socle | |
| NF EN ISO 17892-12 | Lisse | En laiton | Caoutchouc dur |
| NF P 94-0-51 | Lisse et rugueuse | En laiton chromé | Bois bakélite |
| ASTM D4318 | Lisse | En laiton | Caoutchouc dur |
| BS 1377-2 | Lisse | En laiton | Caoutchouc dur |
Matériels Limite de Liquidité : Méthode du Cône de pénétration
Selon les normes, le tableau suivant décrit les différents types de cônes.
| Norme | Cônes | |
| Angle au sommet | Masse cône avec tige | |
| BS 1377-2 | 30° | 80 g |
| NF P 94-0-52-1 | 30° | 80 g |
| NF EN ISO 17892-12 | 30° et 60° | 80 g et 60 g |
Matériels Limite de Plasticité
Préparation Echantillon
La première étape consiste à prélever un échantillon représentatif, qu’il soit remanié ou intact.
- Séchez l’échantillon de sol à l’air libre ;
- Tamisez le sol à travers un tamis de 400 μm ou 425 µm (BS 1377-2 ; NF EN ISO17892-12 et ASTM D4318) ;
- Ajoutez de l’eau distillée progressivement au tamisât en malaxant jusqu’à obtenir une pâte homogène ;
- Laisser décanter pendant au minimum 12h ;
- Evaporer si nécessaire à 50°C ;
Méthode de détermination de la limite d’Atterberg :
Exécution de l’essai
Détermination de La Limite de Liquidité : Méthode de la Coupelle :
Normes Spécifiques :
- NF EN ISO 17892-12 ;
- NF P94-051 ;
- BS 1377-2 ;
- ASTM D4318 ;
- Placer une pâte de sol dans une coupelle ;
- Tracer une rainure au centre de la pâte ;
- Lever et relâcher la coupelle à une cadence régulière jusqu’à ce que la rainure se ferme sur une longueur spécifique ;
- Déterminer le nombre de coup et la teneur en eau d’un échantillon prélevé de la coupelle pour chaque point.
| Norme | NF EN ISO 17892-12 | NF P 94-0-51 | ASTM D4318 | BS 1377-2 |
| Diamètre du sol | 400 ou 425 µm | 400 µm | 425 µm | 425 µm |
| Fourchette du nombre de coups | 15 à 40 | 15 à 35 | 15 à 35 | 10 à 50 |
| Nombre de points minimum | 4 points | 4 points | 3 points | 4 points |
| Distance de fermeture | 10 mm | 10 mm | 13 mm | 13 mm |
| Masse d’échantillon de teneur en eau | 15 g | 10 g | 10 g | 10 g |
Détermination de La Limite de Liquidité Méthode du cône de pénétration :
Normes Spécifiques :
- NF P 94-052-1 ;
- BS 1377-2 ;
- NF EN ISO 17892-12 ;
- Préparer une pâte de sol et la placer dans un récipient ;
- Laisser un cône standard pénétrer dans le sol sous l’effet de son propre poids ;
- Mesurer la profondeur de pénétration ;
- Mesurer la teneur en eau à laquelle le cône pénètre.
| Norme | NF P 94-052-1 | BS 1377-2 | NF EN ISO 17892-12 | |
| Type du Cône | – | – | 60 g / 60° | 80 g / 30° |
| Diamètre du sol | 400 µm | 425 µm | 400 ou 425 µm | |
| Fourchette de l’enfoncement | 12 à 25 mm | 15 à 25 mm | 7 à 15 mm | 15 à 25 mm |
| Nombre de points minimum pour traçage de la courbe | 4 points | 4 points | 4 points | |
| Temps de mesure | 5 s ± 1 s | 5 s | 5 s ± 1 s | |
| Masse d’échantillon de teneur en eau | 10 g | 10 g | 15 g | |
Détermination de La Limite de Plasticité :
Normes Spécifiques :
- NF EN ISO 17892-12 ;
- NF P94-051 ;
- BS 1377-2 ;
- ASTM D4318 ;
- Préparer une pâte de sol humide ;
- Rouler la pâte en boudins selon les dimensions indiquées dans la norme d’essai, sur une plaque ;
- Continuer à rouler jusqu’à ce que les boudins se fissurent ;
- Mesurer la teneur en eau au moment des fissures ;
| Norme | NF EN ISO 17892-12 | NF P 94-0-51 | ASTM D4318 | BS 1377-2 |
| Masse de la prise d’essai | 15 à 20 g | – | 20 g | 20 g |
| Nombre de Morceaux | 3 | – | – | 5 à 10 |
| Diamètre Rouleaux | 3 mm | 3 mm ± 0,5 mm | 3,2 mm | 3 mm |
Calculs
Limite de Liquidité Méthode de la Coupelle « WL » :
| Exigences | NF P 94-051 | NF ISO 17892-12 | ASTM D 4318 | BS 1377-2 |
| Nombre de rotations pour déterminer la limite de liquide (WL) | 25 | 25 | 25 | 25 |
| Méthode à un point | Non | Oui : 15 à 40 | Oui : 20 à 30 | Oui : 15 à 35 |
Pour la méthode Plusieurs Points :
- Tracer la courbe W = lg N ;
- La limite de liquidité est obtenue pour une valeur N égale à 25 coups, exprimée en pourcentage et arrondie au nombre entier le plus proche : l’intervalle d’arrondissage est de 1.
Pour la méthode Un Point :
ASTM D4318 :
BS 1377-2 :
Limite de Liquidité Méthode du Cône de pénétration « WL » :
| Exigences | NF P 94-052-1 | NF ISO 17892-12 | BS 1377-2 | |
| 60 g / 60° | 80 g / 30° | |||
| Enfoncement pour déterminer la limite de liquide (WL) | 17 mm | 10 mm | 20 mm | 20 mm |
| Différence entre deux lectures successives | Entre 2 mm et 5 mm | 0,4 mm | 0,5 mm | 0,5 mm |
| Méthode à un point | Non | Oui : 7 à 15 mm | Oui : 15 à 25 mm | Oui : 15 à 25 mm |
Pour la méthode Plusieurs Points :
- Tracer la courbe W = lg N ;
- La limite de liquidité est obtenue pour une valeur d’enfoncement selon la norme d’essai comme le montre le tableau ci-dessus, exprimée en pourcentage et arrondie au nombre entier le plus proche : l’intervalle d’arrondissage est de 1.
Pour la méthode Un Point :
BS 1377-2 :
Détermination de la limite de plasticité « WP » :
Limite de plasticité est la moyenne arithmétique des teneurs en eau à partir de deux essais. La valeur est exprimée en pourcentage et arrondie au nombre entier le plus proche : l’intervalle d’arrondissage est de 1.
Expressions des Résultats
Indice de Plasticité « IP » :
La limite de plasticité est la teneur en eau minimale à laquelle un sol passe de l’état semi-solide à l’état plastique, c’est-à-dire où il commence à se déformer sans se fissurer.
Indice de Consistance « IC » :
La consistance : L’indice de consistance IC situe la teneur en eau w (en général, la teneur en eau naturelle Wnat) mesurée sur la même fraction granulométrique que les limites d’Atterberg, par rapport aux limites d’Atterberg :
