III.1. Introduction

Le présent chapitre présente les différents résultats des essais qui ont été réalisés. Ces résultats portent notamment sur la description, l’identification et la caractérisation géotechniques des cendres volcaniques du Mont Goma.

III.2. Caractéristiques d’identification et de classification

III.2.1. Composition granulométrique

Les résultats de l’analyse granulométrique sont présentés en forme d’une courbe (figure III.1) ; avec en abscisse la dimension des particules en mm (échelle logarithmique) et en ordonné le pourcentage passant (échelle arithmétique). Les données qui nous ont permis de tracer cette courbe après tamisage sont présentées dans le tableau 1 en annexe.

L’avantage de cette méthode de présentation réside dans le fait que les matériaux d’égale uniformité sont représentés par des courbes des formes identiques quel que soit le type de sol[1].

 Les données de l’analyse montrent les matériaux présentent des  proportions ci-après :

• 16 % des sables fins
• 20 % des sables moyens
• 55 % des gros sables
• 9 % des petits gravillons

 

Figure III.1 : Courbe granulométrique des cendres volcaniques.

III.2.1.2. Limites d’Atterberg

Comme nous l’avons signalé au chapitre précédent, ces limites représentent les teneurs en eau d’un matériau. Les résultats permettant de tracer la courbe de la figure III.2 sont présentés dans le tableau II en annexe. Ils sont regroupés en un tableau donnant toutes les indications possibles mais les plus importantes sont les nombres de coups et la teneur en eau.

Une courbe tracée en fonction de nombre de coups et de la teneur en eau (figure III.1) de valeurs données à partir du tableau 2 en annexe  montre que la limite de liquidité est de 31,8 % de la teneur en eau pour un nombre de coup égal à 25.

La limite de plasticité n’est pas donnée parce que pour les cendres volcaniques du Mont Goma, elle est non mesurable par la méthode appropriée.

Figure III.2 : Valeurs de limites d’Atterberg

III.2.1.3. Classification du sol

Dans le présent travail les résultats de l’analyse granulométrique sont interprétés avec l’utilisation de la classification GTR qui présente un réel intérêt pratique dans les travaux de terrassement. Cette classification montre que les cendres volcaniques de Mont Goma appartiennent à la classe B qui par définition représente les sols sableux et graveleux avec fines suivant le tableau III.1.

Tableau III.1 : Classification Guide Technique pour la Réalisation des remblais (SESTRA)

(Source : Allaud, M., (2003) : Cours de mécanique de sols. Propriétés des sols. Groupe des Ecoles EIER-ETSTHER. Tome 1, Ouagadougou, p29.)

III.2.1.4. Perméabilité

La valeur du coefficient de perméabilité K qui est de 0,9025×10^-2 trouvée par l’essai de perméabilité à charge constante est donnée dans le tableau 4 en annexe.

Elle est exprimée en cm par seconde et représente la vitesse à la quelle l’eau s’écoule dans l’échantillon.

 

III.2.2. Caractéristiques mécaniques

III.2.2.1. Indice Portant Californien

Les données du tableau 3 de l’essai CBR en annexe permettant de tracer la courbe de la variation de la densité sèche en fonction des valeurs de CBR sont présentées sur la courbe (figure III.3). Cette courbe et les valeurs du tableau permettent de déterminer la valeur du CBR. L’Indice portant Californien est de 95% pour les cendres volcaniques du Mont Goma.

Figure III.3 : Courbe CBR

III.2.2.2. Teneur en eau et densité sèche maximale

L’essai Proctor est utilisé pour déterminer la teneur en eau optimale ( ) et la densité sèche maximale  d’un sol donné et des conditions de compactage fixées, qui conduisent au meilleur compactage possible ou encore capacité portante maximale.[2] La courbe de compactage obtenue dans le présent travail est représentée sur la figure III.4.

Densité Sèche

Figure III.4 : Courbe Proctor

La figure III.4 montre que le sommet de la courbe de compactage est obtenu pour une teneur en eau et une densité sèche respectivement égales à 17,6% et 1,6. Ces valeurs sont respectivement celles de la teneur en eau optimale  et de la densité sèche optimale .

III.2.2.3. Resistance à la compression

L’essai de consolidation a permis de trouver les valeurs de l’indice de vide, la pression de consolidation et le coefficient de compression.

Toutes les valeurs trouvées se présentent dans le tableau IV en annexe.

L’indice de vide initial e est égal à 0,6646 ; la pression de consolidation exprimée en bars égale à 2,50 et le coefficient de compression égal à 0,130.

III.2.2.4. Resistance au cisaillement rectiligne

L’essai de cisaillement rectiligne dans la boite de Casagrande qui nous a permis de trouver la cohésion et l’angle de frottement interne.

La valeur de la cohésion est de zéro et celle de l’angle de frottement interne en degré est de 20. Ces deux valeurs sont données dans le tableau 4 en annexe.

III.2.2.5. Resistance au pénétromètre dynamique

Nous avons réalisé dix essais à des différents points pour trouver la valeur de la contrainte admissible en chaque point par profondeur successive.

Les résultats de ces essais aidant au traçage de la courbe se présentent dans de tableaux III.2 et III.3 donnant les valeurs de la profondeur, nombre de coups et de la contrainte admissible.

Les courbes donnent les renseignements quantitatifs dans la succession des couches en ses dix différents points sont représentées en fig.III.5 et III.6.

Tableau III.2 : Contraintes admissibles par profondeur des cendres volcaniques du Mont Goma

profondeur (m)	contrainte admissible (MPa)
	PD1	PD2	PD3	PD4	PD5	PD6	PD7	PD8	PD9	PD10
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
0,2	0,4	0,1	0,6	0,5	0,1	0,2	0,1	0,5	0,1	1,04
0,4	0,5	0,2	1,2	0,7	0,1	0,2	0,3	1	0,1	0,76
0,6	1,1	0,5		0,6	0,1	0,3	1,2	0,5	0,2	1,2
0,8		0,5		0,9	0,1	0,4		0,4	0,3
1		0,7		0,8	0,2	0,4			0,3
1,2		1		0,6	0,3
1,4				0,9	0,5
1,6				0,7	0,7
1,8				1,1	0,9
2					1,1
2.20
2.40

Tableau III.3 : nombre de coups par profondeur des cendres volcaniques du Mont Goma

profondeur (m)	nombre de coups
	PD1	PD2	PD3	PD4	PD5	PD6	PD7	PD8	PD9	PD10
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
0,2	5	5	5	8	3	7	12	11	5	5
0,4	9	13	7	12	8	7	24	30	8	8
0,6	17	19	9	13	12	7	150	64	18	41
0,8	16	15	14	14	12	10		150	46	150
1	36	14	18	15	17	150			150
1,2	150	15	17	17	14
1,4		13	15	21	13
1,6		18	16	23	15
1,8		25	14	27	21
2		32	17	39	28
2.20		40	24		39
2.40		150	23		150
2,6			150

Figure III.5 : Courbes pénétromètriques donnant la contrainte admissible en fonction de la profondeur.

Figure III.6 : Courbes pénétromètriques donnant le nombre de coups en fonction de la profondeur.

Relativement à un projet précis, le choix de la profondeur d’assise et de la contrainte admissible du sol à utiliser pour leur dimensionnement devra fait en fonction du type, des charges et de l’envergure de l’ouvrage à réaliser, et cela sur la base des résultats d’études géotechniques présentés dans les tableaux et sur les figures précédentes.  

[1] SCHLOSSER F., Eléments de mécanique des sols, Presses de sols et des roches, ECLIPSES, 1997, p.43

[2]M.CALLAUD, Mécanique des sols, propriété des sols, Tome I, 2003, p38