ESSAIS DE SOL - Essai Proctor

Ralph Roscoe Proctor (1894-1962)

Introduction

L'essai Proctor, mis au point par l'ingénieur Ralph R. Proctor (1933), est un  essai  géotechnique qui permet de déterminer la teneur en eau nécessaire pour obtenir la densité sèche maximale d'un sol granulaire par compactage à énergie fixe (dame de poids et dimensions normés). 
L’essai Proctor a pour but de connaître la réaction d’un sol au compactage en fonction de sa teneur en eau et de déterminer sa densité sèche optimum. Il sert de référence pour les objectifs de compactages.
il existe deux types d’essais, le Proctor Normal réservé aux couches de forme et de remblais, et le Proctor Modifié utilisé pour les couches d’assise.





Matériel

Mode opératoire

• Préparation de l’échantillon: La réalisation de la couche nécessitera au moins 5 essais.

- Prélever une masse de 15kg de matériau pour le Proctor Normal et 33 kg pour le Proctor Modifié.
- Tamiser pour vérifier que le refus à 20 mm est inférieur à 25%, sinon l’essai n’est pas réalisable (compactage hasardeux).

• Remplissage du moule (Proctor Normal): Peser 5100 gr de matériau. (La teneur en eau doit être   < à la teneur optimale)

- Peser le moule CBR vide sans la rehausse.
- Diviser la prise en 3 prises de 1700 gr chacune.
- Dans le moule C.B.R compacter une à une les prises en effectuant pour chacune 8 cycles de 7 coups selon le plan de compactage ci après.

• Détermination de la masse humide nette de l’échantillon total :

Désolidariser la rehausse du moule. Araser le matériau à l’aide de la règle. Nettoyer le moule au pinceau. Peser le moule plein. Calculer la masse humide nette en effectuant.

Masse humide nette = Masse du moule plein - Masse du moule vide

• Calcul de la teneur en eau W de l’échantillon :

[  (Mh - Ms) : Ms  ] = Teneur en eau (W%)

Démouler le contenu du moule CBR. Prélever un échantillon partiel de matériau compacté situé au milieu de la 2ème couche. Peser l’échantillon partiel pour déterminer « Mh » sa masse humide. 
Cuire l’échantillon jusqu’à évaporation totale de l’eau. 
Peser l’échantillon partiel pour déterminer sa masse sèche « Ms ». Calculer la teneur en eau « W% » en effectuant le calcul ci contre.

• Calcul de la densité humide Dh de l’échantillon:

Volume du moule = 3,14 xR² x hauteur R étant le rayon intérieur du moule.

On applique la formule suivante :  

Dh = Masse Humide Nette : Volume intérieur du moule.

• Calcul de la densité sèche Ds de l’échantillon:
  

On applique la formule suivante : Ds = Dh : [1+W]

Réitérer 5 fois le même mode opératoire en ajoutant à chaque fois 2% d’eau au matériau.
Collecter les résultats pour tracer une courbe sur laquel il est reporté la teneur en eau en abscisses et la densité sèche correspondante en ordonnées. 

        La courbe obtenue a une forme de cloche. Elle indique que dans un premier temps, lorsqu'on augmente la teneur en eau du matériau, sa densité sèche augmente, ce qui signifie que le matériau devient plus dur, plus compact et plus portant. Puis la courbe arrive à un maximum obtenu pour une valeur précise de la teneur en eau (W) appelée l'optimum Proctor. Pour cette valeur de W, la densité sèche est maximale. Si on poursuit l'augmentation de la teneur en eau, à nouveau le sol se fragilise.

Nous pouvons illustrer ce phénomène avec une situation que nous connaissons tous lorsque nous allons à la plage.

Loin de l'eau, le sable est totalement sec, sa teneur en eau est nulle, il ne se tient pas et il est difficile de marcher dessus.

Dans l'eau, le sable est détrempé, sa teneur en eau est maximale, et il est tout aussi difficile d'y marcher.

Mais entre les deux, là où la mer se retire, la teneur en eau du sable est proche de l'optimum Proctor, le sable est lisse, dur, compacté, et il est facile d'y marcher.

Tous les sols se comportent comme le sable, et on cherchera sur les chantiers à approcher l'optimum Proctor pour avoir la portance maximale du sol.