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1 Travaux pratiques des Sciences du Sol Benabdelhadi Mohammed 2013/ 2014
FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES, FES
DEPARTEMENT DE L'ENVIRONNEMENT
Sciences du sol
Travaux Pratiques
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Les échantillons utilisés pour les analyses au laboratoire doivent être représentatifs des
sédiments prélevés lors de la sortie de terrain. Il faut donc procéder à un quartage des
sédiments avant de passer aux analyses.1. Quartage
1.1- Introduction
Un quarteur ou diviseur déchantillons a comme but de diviser une certaine quantité de matière meuble (p.ex. un gravier, un sable, ou tout mélange de fragments résultant dun concassage) en deux portions de poids égaux. Lune des portions peut à son tour êtrepassée dans le quarteur (et ainsi de suite) jusquà lobtention de la quantité réduite
désirée, qui sera toujours représentative de léchantillon de départ.1.2- Système mécanique de quartage
Les pièces typiques dun système de quartage sont : Le quarteur lui-même, caractérisé par un dispositif de rainures (fentes) parallèles à directions de déversement alternativement opposées engendrant la séparation de léchantillon. La largeur des rainures varie selon le modèle de quarteur. Trois bacs de tailles adaptées au quarteur permettant de verser léchantillon et de récolter les deux moitiés de léchantillon.1.3 Quartage par la méthode du cône
Il sagit dune méthode manuelle qui ne demande que très peu de matériel. Verserléchantillon en un cône régulier sur une feuille ; à laide dune petite pelle ou dune lame
de papier rigide, séparer le cône verticalement par son sommet en deux moitiés symétriques et écarter lune des deux moitiés de quelques centimètres en prenant garde à ce quun minimum de poudre reste sur la feuille de base ; scinder ensuite les deux moitiés par un nouveau plan vertical perpendiculaire au premier, puis séparer léchantillon de sorte que lon obtienne quatre quarts de cône identiques ; Prélever etrassembler les quarts 1 et 3 avec lesquels lopération est répétée jusquà lobtention de
la quantité désirée.3 Travaux pratiques des Sciences du Sol Benabdelhadi Mohammed 2013/ 2014
2- Granulométrie
Lanalyse granulométrique ou analyse mécanique consiste à séparer la partie minéralede la terre en catégories classées daprès la dimension des particules inférieures à 2 mm
et à déterminer, les proportions relatives de ces catégories, en pourcentage de la masse totale du sol minéral. La proportion des particules minérales du sol classées, après destruction des agrégats définit la texture du sol ou composition granulométrique.2.1- Classes granulométriques.
Les particules minérales ont été classées (à léchelle internationale) selon leur diamètre
Diamètre des grains Classe granulométrique
Ø 2 mm Fraction grossière
2 mm à 0.2 mm Sable grossier
0.2 mm à 0.040 mm Sable fin
0.040 mm à 0.002 mm Limon
< 2 µm Argile2.2- Matériel
On se sert dune colonne de tamis à mailles carrés. La dimension des mailles des tamis est en progression géométrique. La norme AFNOR utilisée en France a une raison de 1010 (raison : chiffre par lequel on multiplie une classe pour obtenir la suivante).
4 Travaux pratiques des Sciences du Sol Benabdelhadi Mohammed 2013/ 2014
Tableau des correspondances:
Tamis 0.0500,063 0,08 0,100 0,125 0,160 0,200 0,250 0,315 0,4 0,5 module 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28Tamis 0,63 0,80 1 1,25 1,60 2 2,50 3,15 4 5 6,3
module 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 392.3- Mode opératoire :
= Faire sécher chaque échantillon dans létuve à 50°. = Peser un échantillon bien sec ce qui vas constituer le poids brut de léchantillon. = Prendre entre 200 et 300 g de léchantillon brut le mettre dans une bouteille à large ouverture, en présence deau et agiter jusqu'à ce que les grains du sédiment soit bien séparés. = Préparer une colonne de tamis de maille 2 mm, 0.2mm et 0.004mmet les disposer de haut en bas dans un ordre douverture décroissant. = Brancher et mettre en marche la tamiseuse = Verser le contenue de la bouteille (sédiment brut + eau) dans la colonne de tamis. Récupérer le refus de chaque tamis le mettre dans une porcelaine puis le faire sécher dans une étuve. = La fraction inférieure à 0.0040 mm sera récupérée dans un seau.5 Travaux pratiques des Sciences du Sol Benabdelhadi Mohammed 2013/ 2014
= Peser chaque fraction granulométrique. = Le seau deau qui continent les limons et les argiles doit être mis à pare pour décanter puis récupérer le sédiment puis le sécher à létuve.2.4- Préparation des limons et des argiles
La granulométrie de la fraction inférieure à 35 microns nécessite le traitement chimique du sédiment afin de provoquer la dispersion des argiles proprement dites. Ces dernières, mises en solution, ont un comportement colloïdal du à leur structure. En effet, ce sont des alumino-silicates de très petite dimension, constitués de feuillets superposés qui offrent une très grande surface chargée négativement.Les particules liées entre elles par des forces ioniques précipitent. On aboutit à la
floculation des argiles. Les cations polyvalents comme le Ca et le Mg fournis en grande partie par les carbonates, ont un fort pouvoir floculant. Dans le sédiment, les particulessont le plus souvent réunies par un ciment, composé en grande partie de matières
organiques et de carbonates. La dispersion des particules sobtient en éliminant ce ciment. La destruction des matières organiques seffectue à chaud, en présence deauoxygénée à 110 volumes sur le sédiment (20 à 50 g) en suspension aqueuse. La réaction
dure plusieurs heures.Après attaque complète des matières organiques on procède à lélimination des
carbonates sous laction dacide chlorydrique à 10 % sur la suspension chauffée. Léchantillon est ensuite lavé dans de leau distillée, par centrifugations successives de 5minutes jusquà début de défloculation des argiles, caractérisée par le trouble de leau
surmontant le culot de centrifugation. Le milieu très dilué favorise cette dispersion. On ajoute à la suspension 10 ml dune solution défloculante dhexamétaphosphate de Na (à 20 g par litre). Il peut alors se produire une baisse du pH, que lon ramène à pH 9 par addition de quelques gouttes dune solution dammoniaque à 10 % . Afin de compléter la défloculation, la suspension subit ensuite une agitation mécanique, prolongée duranttoute une nuit. Puis léchantillon est passé sur un tamis de 35 microns (ou de 50
microns) qui retient la fraction sableuse. * Méthode de la pipette dAndreasen (Bac Rivière)6 Travaux pratiques des Sciences du Sol Benabdelhadi Mohammed 2013/ 2014
La méthode consiste à prélever au moyen dune pipette, des prises de volume déterminédans une suspension en cours de sédimentation. Après un temps t écoulé, seuls les
grains dont la vitesse de chute est définie par h = vt (h étant la hauteur dimmersion de la pipette dans le liquide) seront aspirés. Les grains de diamètre supérieur ont parcouruune distance plus grande et ne peuvent être prélevés. Lappareil comprend un bain
marie chauffé par une résistance électrique et maintenu à température constante (25 °C)
par un thermostat. Une pompe électrique effectue le brassage de leau afin déviter une stratification thermique. Le bac est équipé de douze éprouvettes de 550 ml, munies de pipettes dAndreasen.