6. TEXTURE DU SOL

6.2 Comment trouver les proportions approximatives de sable, de limon et d'argile

Voici un test simple qui vous donnera une id�e g�n�rale des proportions de sable, de limon et d'argile contenues dans le sol.

Test de la bouteille
Mettez 5 cm de sol dans une bouteille que vous remplissez d'eau (A).		Remuez bien le m�lange d'eau et de sol, puis laissez reposer pendant une heure. Au bout d'une heure, l'eau se sera clarifi�e et vous verrez que les particules les plus grosses se seront d�pos�es (B).

Au fond de la bouteille, se trouve une couche de sable et de gravier Au milieu, une couche de limon. Au sommet, une couche d'argile. Si l'eau n'est pas encore claire, c'est qu'elle contient encore de tr�s fines particules d'argile. A la surface de l'eau, on peut voir flotter des fragments de mati�re organique. Mesurez la hauteur des diff�rentes couches de sable, de limon et d'argile et �valuez la proportion approximative de chacune d'elles (C).

6.3 Comment classifier la texture de fine � grossi�re

Les diff�rentes textures du sol peuvent �tre class�es de fines � grossi�res. Une texture fine indique une forte proportion de particules fines, caract�ristiques du limon et de l'argile. Une texture grossi�re indique une forte proportion de sable. Le tableau 4 donne des d�finitions plus pr�cises. Vous pourrez classifier la texture de votre sol � l'aide du test simple d�crit ci-dessous.

6.4 Classes texturales du sol et essais de terrain permettant de les d�terminer

Pour d�terminer de fa�on plus pr�cise la classe texturale

On peut attribuer � chaque sol une classe texturale bas�e sur la proportion des particules de sable, de limon ou d'argile qu'il contient. Ces classes texturales sont d�finies dans le tableau 4 et pr�sent�es au tableau 6. Sur le terrain, il y a plusieurs mani�res de d�terminer la classe texturale de la partie de terre fine d'un�chantillon de sol donn�.

Test de la boulette secou�e Prenez une poign�e de sol et mouillez-la bien (A).		Faites-en une boulette de 3 � 5 cm de diam�tre (B).
Placez la boulette sur la paume de la main (C); elle a un aspect luisant.		Secouez-la rapidement d'un c�t� � l'autre (D) en observant sa surface...
Si la surface de la boulette ternit rapidement et que vous puissiez facilement briser la boule entre vos doigts (E), c'est un sable ou un sable limoneux. sable limoneux.		Si la surface de la boulette met plus de temps � ternir et que vous sentiez une petite r�sistance en brisant la boule entre les doigts (F), c'est un limon ou un limon argileux. limon argileux.
Si la surface de la boulette ne change pas d'aspect et que vous ayez du mal � la briser (G), c'est une argile ou une argile silteuse.

Test de l'�crasement � sec Prenez un petit �chantillon de sol sec dans la main (A).		Ecrasez-le entre vos doigts (B)...
Si l'�chantillon offre peu de r�sistance et tombe en poussi�re (C), c'est un sable fin ou un sable limoneux fin, sable limoneux fin, ou contenant tr�s peu d'argile.		Si l'�chantillon offre une r�sistance moyenne (D), 'est une argile silteuse ou une argile sableuse.
S'il offre une grande r�sistance (E), c'est de l'argile.

Test des manipulations successives

Ce test vous donnera une id�e plus juste de la texture du sol, mais il faut l'effectuer en suivant scrupuleusement la marche indiqu�e ci-apr�s. En effet, pour qu'il r�ussisse, il faut � chaque �preuve une proportion de plus en plus grande de limon et d'argile.

Prenez une poign�e de sol et mouillez-la un peu dans votre main (A) pour que le sol commence � s'agglom�rer, mais sans adh�rer � votre main.
Roulez l'�chantillon (B) pour en faire une boule d'environ 3 cm de diam�tre.		Posez la boule (C)... Si elle se d�sagr�ge, c'est du sable. Si elle reste agglom�r�e, passez � l'�preuve suivante.
Roulez la boulette et donnez-lui la forme d'une saucisse de 6 � 7 cm de long (D)... Si elle ne garde pas cette forme, c'est un sable limoneux. Si elle garde cette forme, passez � l'�preuve suivante.
Continuez � rouler la saucisse jusqu'� ce qu'elle ait une longueur de 15 � 16 cm (E)... Si elle ne garde pas cette forme, c'est un limon sableux. Si elle garde cette forme, passez � l'�preuve suivante.
Essayez de courber la saucisse en demi-cercle (F)... Si vous n'y parvenez pas, c'est un limon. Si vous y parvenez, passez � l'�preuve suivante.
Continuez � recourber la saucisse pour former un cercle complet (G)... Si vous n'y parvenez pas, c'est un limon lourd. Si vous y parvenez et que la saucisse se fissure l�g�rement, c'est une argile l�g�re. Si vous y parvenez, sans que la saucisse se fissure, c'est une argile.

Test des secousses: comment diff�rencier l'argile du limon

Les sols limoneux comme les sols argileux ont une texture tr�s lisse. Il est tr�s important de pouvoir distinguer ces deux sols car ils ont parfois des r�actions diff�rentes en tant que mat�riaux de construction des barrages et des digues o� le limon peut ne pas �tre assez plastique (voir section 85). dans la section 85. Les sols limoneux, quand ils sont mouill�s, peuvent devenir tr�s instables, tandis que l'argile est un mat�riau de construction tr�s stable. assez plastique (voir section 85). dans la section 85. Les sols limoneux, quand ils sont mouill�s, peuvent devenir tr�s instables, tandis que l'argile est un mat�riau de construction tr�s stable.

Note. Enregistrez les r�sultats du test des secousses - effet rapide, lent, tr�s lent, nul - en fonction de la vitesse avec laquelle la surface du p�t� devient luisante quand vous le secouez.

6.5 Essais de laboratoire permettant de d�terminer les classes texturales

Si vous avez besoin d'�tablir de fa�on plus pr�cise la classe texturale de votre sol, il vous faut porter des �chantillons perturb�s de sol � un laboratoire d'analyse qui �tablira quantitativement la composition granulom�trique. C'est ce qu'on appelle une analyse m�canique du sol. Voici quelques op�rations que le laboratoire d'analyses p�dologiques va effectuer:

• Vos �chantillons seront s�ch�s.
• Les particules mesurant plus de 2 mm, comme les graviers et les pierres, seront �limin�es.
• Le reste de l'�chantillon, compos� de terre fine, sera finement broy� pour d�tacher toutes les particules.
• Le poids total de cette terre fine sera mesur� avec pr�cision.
• On filtrera cette terre fine � travers plusieurs tamis*, de maillages diff�rents, le plus fin ayant des trous de 0,1 mm de diam�tre environ.
• Le poids du contenu de chaque tamis sera calcul� s�par�ment et exprim� en pourcentage du poids total initial de terre fine.
• Le poids des tr�s petites particules de limon et d'argile qui auront travers� le tamis le plus fin sera mesur� par s�dimentation. Il sera �galement exprim� en pourcentage du poids total initial de terre fine.

Les r�sultats de l'analyse m�canique du sol faite au laboratoire vous seront communiqu�s sous l'une des formes suivantes:

• Echantillon par �chantillon, sous la forme d'une liste (voir tableau 5).
• Echantillon par �chantillon sur des fiches s�par�es; un exemple de fiche d'analyse m�canique d'un sol est donn� � ci-dessous de.
• Une s�rie de tableaux plus d�taill�s (voir section 67).

Ces r�sultats vous permettront soit d'attribuer � chaque �chantillon une classe texturale particuli�re au moyen de la m�thode du triangle textural , soit de tracer une courbe granulom�trique,d'o� vous pourrez tirer vos propres conclusions

Note Il importe de savoir quel est le syst�me de classification granulom�trique (tableau 2) employ� par le laboratoire d'analyse. S'il s'agit du syst�me employ� par le D�partement de l'agriculture des Etats-Unis (USDA) qui appelle limon les particules comprises entre 0,05 et 0,002 mm, suivez la m�thode prescrite. Par contre, si le laboratoire utilise un autre syst�me, le syst�me international, par exemple, qui d�signe comme limon les particules comprises entre 0,02 et 0,002 mm, il vous faudra demander un calibrage suppl�mentaire des particules comprises entre 0,05 et 0,02 mm de diam�tre (limon grossier): vous pourrez alors adapter les r�sultats qui vous auront �t� communiqu�s au syst�me USDA et utiliser la m�thode du triangle textural d�crite ci-apr�s.

D'ordinaire, il n'est pas n�cessaire d'effectuer une analyse m�canique compl�te de l'�chantillon de sol. Pour vos besoins, une simple analyse granulom�trique suffira sans doute. Elle vous donne le pourcentage des particules de sol d'un diam�tre �gal ou sup�rieur � 0,075 mm. Si le pourcentage est inf�rieur � 50 pour cent, c'est un sol � grain fin (texture fine). Si le pourcentage est sup�rieur � 50 pour cent, c'est un sol � grain grossier (texture grossi�re). Cette information permet d'appr�cier la qualit� du sol, comme il est montr� dans les sections 112 et 113.

Note Le calibre 0,075 mm correspond � la dimension des mailles du tamis standard No 200, aux Etats-Unis. Pour les ing�nieurs, il repr�sente la limite de s�paration entre le sable d'une part et le limon + argile d'autre part (voir tableau 2, ligne 6).

6.6 Pour d�terminer les principales classes texturales: la m�thode du triangle textural

La m�thode du triangle textural se fonde sur la classification granulom�trique de l'USDA, qui r�partit les particules de la fa�on suivante:

• Le limon regroupe toutes les particules dont le calibre est compris entre 0,002 et 0,05 mm.
• L'argile comprend toutes les particules dont le calibre est inf�rieur � 0,002 mm.

Pour d�finir la texture de la fraction de terre fine, proc�dez de la mani�re suivante:

• Envoyez votre �chantillon de sol � un laboratoire qui en fera l'analyse m�canique.
• D�s r�ception des r�sultats de cette analyse, trouvez, si n�cessaire, les pourcentages respectifs de sable, de limon et d'argile, selon les d�finitions donn�es ci-dessus, dans l'ensemble de la gamme granulom�trique comprise entre 0,002 et 2 mm.

D�terminez la classe texturale de chaque �chantillon du sol � l'aide du diagramme triangulaire repr�sent� au tableau 6, en proc�dant comme suit:

• Rep�rez le pourcentage de sable le long de la base du triangle et suivez une ligne remontant vers la gauche (voir tableau 6, petit triangle de droite).
• Rep�rez le pourcentage d'argile le long du c�t� gauche du triangle et suivez vers la droite la ligne horizontale jusqu'� ce que vous croisiez la ligne pr�c�dente repr�sentant le sable (point o). Ce point vous donne la texture de l'�chantillon de sol.
• V�rifiez si ce point correspond au pourcentage de limon de votre analyse, en suivant une ligne partant du point o et en remontant vers la droite jusqu'� ce que vous atteigniez le pourcentage de limon se trouvant sur le c�t� droit du triangle.
• Si la valeur correspond au pourcentage de limon, la texture de votre �chantillon de sol se trouve d�finie par la zone du triangle dans laquelle tombe le point o.

6.7 La courbe granulom�trique

L'analyse m�canique courante fournit des pourcentages pour les trois classes granulom�triques du sable, du limon et de l'argile, telles que la classe du limon argileux cit�e dans l'exemple.

Si cette analyse ne suffit pas, certains laboratoires peuvent effectuer, en s�parant ult�rieurement les particules, une analyse beaucoup plus d�taill�e, qui donnera les proportions des particules de sol pour un plus grand nombre de classes. Les r�sultats de ce genre d'analyse peuvent se pr�senter sous la forme d'un simple tableau o� le poids de chaque classe de particule est donn� en pourcentage du poids sec total de terre fine de l'�chantillon, comme le montre l'exemple suivant

Les r�sultats peuvent aussi �tre repr�sent�s par une courbe granulom�trique (CG), que le prochain paragraphe d�crit et illustre.

Note. Pour les particules tr�s petites (diam�tre inf�rieur � 0,1 mm), les p�dologues utilisent souvent une unit� de mesure appel�e micron, pour �viter d'avoir un trop grand nombre de d�cimales.

1 micron (�) =0,001 mm (ou un milli�me de millim�tre)
1 mm = 1 000 �

Exemples

Qu'est-ce qu'une courbe granulom�trique?

Que montre la courbe granulom�trique?

Si vous observez les courbes granulom�triques du tableau 7, vous pouvez faire les remarques suivantes:

• Le point d'inflexion (Pl) de la courbe vous montre le calibre de particule le plus fr�quent en fonction du poids. Dans certains cas, il peut y avoir plusieurs points d'inflexion, par exemple si l'�chantillon (un �chantillon compos�) contient plus d'un type de sol (voir tableau 7, courbes d et e).
• Plus la courbe ou portion de la courbe est verticale, plus le calibre des particules est homog�ne. Une ligne verticale correspond � un calibre parfaitement homog�ne.
• Plus la courbe ou portion de la courbe est inclin�e, plus les calibres des particules sont vari�s, plus les pores entre les particules sont petits et plus le sol est compact.
• La quantit� totale de particules de sol comprise � l'int�rieur d'une classe de particules d�termin�e est repr�sent�e par la zone qui se trouve au-dessous de la courbe entre les deux dimensions limites de cette classe, par exemple entre 0,08 et 0,3 mm (au tableau 7, zone hachur�e, courbe c). Pour calculer cette quantit� en pourcentage du poids total sec de l'�chantillon de sol, reportez les points de la courbe qui correspondent � 0,08 et � 0,3 mm sur l'une des �chelles verticales et calculez la diff�rence des pourcentages. Dans le cas consid�r�, vous pouvez lire, sur l'�chelle verticale de gauche, 68 pour cent et 75 pour cent. La diff�rence est de 7 pour cent.

Comment obtenir une courbe granulom�trique

Certains laboratoires fournissent une courbe granulom�trique pour les �chantillons de sol, d'autres pas. Quand vous recevez les r�sultats d'une analyse m�canique, ils sont parfois accompagn�s d'une courbe granulom�trique. Vous recevrez un graphique repr�sentant une courbe pour chaque �chantillon. Le tableau 10 montre une courbe granulom�trique �tablie par un laboratoire p�dologique pour un �chantillon de sol.

Si votre laboratoire ne vous fournit pas de courbe granulom�trique, il vous enverra les r�sultats sous la forme d'un tableau, indiquant la fr�quence (en pourcentage du poids sec total) d'un certain nombre de calibres de particules. Ce tableau peut vous servir � �tablir vous-m�me la courbe granulom�trique. Le tableau 9 donne un mod�le de graphique en blanc que vous pouvez utiliser pour pr�parer une courbe granulom�trique. Utilisez, si possible, une photocopie du tableau 9 pour tracer chaque courbe. Vous pourrez utiliser le graphique fourni en blanc autant de fois que n�cessaire.

Comment tracer une courbe granulom�trique

Pour tracer une courbe granulom�trique, proc�dez comme suit:

• Calculez les pourcentages cumulatifs des fr�quences correspondant � chaque calibre de particule, en commen�ant par le plus grand.
• Inscrivez, au crayon, les pourcentages cumulatifs sur l'�chelle verticale situ�e � droite, en utilisant une photocopie du mod�le de graphique donn� au tableau 9.
• Joignez ces points en tra�ant une courbe continue: celle-ci est une courbe granulom�trique.

Note. Rappelez-vous que les pourcentages cumulatifs repr�sentent les poids des particules qui n'ont pas travers� des tamis d'un maillage d�termin�. Il faut donc, pour reporter les pourcentages cumulatifs, utiliser l'�chelle verticale de droite dont le 0 est au sommet.

Exemple

A partir de l'analyse m�canique plus d�taill�e d�crite au d�but de cette section, calculez les pourcentages cumulatifs correspondant � chaque calibre de particule.

Calcul des pourcentages cumulatifs

Pointez les pourcentages cumulatifs sur le graphique vierge en utilisant l'�chelle verticale de droite.

Tracez la courbe granulom�trique en joignant ces points.

Comment utiliser une courbe granulom�trique pour obtenir les pourcentages de fr�quence des particules de calibres donn�s

Pour obtenir, par la lecture d'une courbe granulom�trique, les pourcentages de fr�quence des particules de calibres d�termin�s, par exemple pour trouver la classe texturale en utilisant la m�thode du triangle textural, on proc�de comme suit:

• Sur l'�chelle verticale de droite (le 0 au sommet), rep�rez, � partir de CG, les pourcentages cumulatifs correspondant aux calibres de particules voulus, par exemple les particules de 0,05 mm (limite du sable et du limon) et de 0,002 mm (limite du limon et de l'argile).
• Inscrivez ces donn�es sur un tableau � deux sens qui donne le pourcentage cumulatif correspondant � chaque calibre de particule, en commen�ant par le plus grand.
• Calculez la fr�quence de chaque classe granulom�trique.

Exemple Vous avez re�u du laboratoire la courbe granulom�trique figurant au tableau 10. Pour d�terminer la classe texturale de votre sol, vous voulez conna�tre les pourcentages de fr�quence des particules situ�es dans les classes 2-0,05 mm (sable), 0,05-0,002 mm (limon) et au-dessous de 0,002 mm (argile). Vous d�sirez aussi conna�tre le pourcentage des particules de 0,075 mm. Lisez les pourcentages cumulatifs de ces calibres de particules et ins�rez ces chiffres dans le tableau � deux sens de la mani�re suivante:
Vous avez d�j� appris (en d�but de section) comment calculer la quantit� totale des particules de sol (fr�quence) appartenant � une classe granulom�trique donn�e. Calculez maintenant, de la m�me mani�re, la fr�quence des particules de sable, de limon et d'argile (dans cet ordre), � partir de la courbe granulom�trique figurant au tableau 10. On trouve les r�sultats suivants:

Autres utilisations de la courbe granulom�trique: calibre effectif et coefficient d'uniformit�

La courbe granulom�trique a une autre fonction importante: elle permet d'exprimer en valeurs num�riques les caract�ristiques de la distribution granulom�trique d'un sol, ce qui facilite la comparaison entre les r�sultats provenant d'un grand nombre d'�chantillons. Les ing�nieurs emploient fr�quemment la m�thode de Hazen, qui donne deux valeurs particuli�rement appropri�es aux sables. Ce sont:

• Le calibre effectif (D₁₀) d'un sol: diam�tre, en millim�tres, du tamis au travers duquel passent 10 pour cent (en poids) de l'�chantillon.

Note: Cette valeur donne une estimation des calibres de particules les plus importants du point de vue du poids: 10 pour cent du sol consistent en particules inf�rieures � D₁₀, tandis que 90 pour cent du sol consistent en particules sup�rieures � D₁₀.

• Le coefficient d'uniformit� (U) d'un sol: rapport entre le diam�tre (en mm) de perforation d'un tamis � travers lequel passent 60 pour cent (en poids) de l'�chantillon (D₆₀) et le calibre effectif (D₁₀), ou encore U = D₆₀ � D₁₀.

Note. Quand la courbe granulom�trique est une ligne verticale (U = 1), les particules de l'�chantillon de sol ont un calibre parfaitement homog�ne. Mais, g�n�ralement, U n'est pas �gal � 1, et plus la diff�rence est grande, plus le calibre des particules varie � l'int�rieur de l'�chantillon.

Pour obtenir D₁₀ et D₆₀ trouvez les points o� la courbe granulom�trique recoupe les lignes horizontales qui correspondent, sur l'�chelle verticale de gauche, aux pourcentages cumulatifs de 10 et de 60 pour cent respectivement.

Exemple

Pour calculer, � partir des quatre courbes granulom�triques du tableau 11 (courbes 1 - 4), les calibres effectifs et les coefficients d'uniformit�, proc�dez comme suit:

Tracez sur le graphique des lignes horizontales partant des points 10 pour cent et 60 pour cent respectivement, inscrits sur l'�chelle verticale de gauche.

Trouvez, le long de la ligne des 10 pour cent, les valeurs D₁₀ des courbes, ce qui donne les r�sultats suivants:

Trouvez, de la m�me mani�re, le long de la ligne des 60 pour cent, les valeurs D₆₀ des courbes:

Calculez les coefficients d'uniformit� U = D₆₀ � D₁₀:

Note. Plus la courbe granulom�trique est verticale (et U plus proche de 1), plus l'�chantillon de sol est homog�ne.