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RÉSUMÉ
Ressource indispensable du génie civil, les granulats permettent notamment la formation du squelette des bétons hydrauliques ou encore l’ossature des couches de chaussées. Cet article propose un examen complet des granulats, en présentant leurs origines et leurs caractéristiques. Les granulats peuvent être naturels, artificiels ou recyclés. Lorsqu'ils sont naturels, les granulats empruntent aux roches dont ils sont issus leurs propriétés et caractéristiques intrinsèques, qu'elles soient magmatiques, sédimentaires, métamorphiques. Mais, seuls les granulats possédant des performances géotechniques intéressantes sont valorisables.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Pierre DUPONT : Ingénieur CNAM - Expert responsable du domaine des granulats au SETRA (Service d’Études Techniques des Routes et Autoroutes)
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Georges AUSSEDAT : Responsable des affaires techniques à l’Union Nationale des Producteurs de Granulats
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Yannick DESCANTES : Docteur en Génie Civil. Ingénieur des Travaux Publics de l’État - Responsable de l’activité essais de granulats au Laboratoire central des Ponts et Chaussées
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Jeanne-Sylvine GUEDON : Docteur en pétrographie-volcanologie. Ingénieur des Travaux Publics de l’État - Chef de la section Géologie, Mécanique des Roches et Géotechnique de l’Environnement au Laboratoire Central des Ponts et Chaussées
INTRODUCTION
Les granulats constituent une matière première indispensable au bâtiment et au génie civil, sans laquelle la réalisation des ouvrages serait aujourd’hui impossible dans l’état actuel des techniques de construction. Ils forment notamment le squelette des bétons hydrauliques, l’ossature des couches de chaussées, et de leur qualité dépend en grande partie celle des logements, des ouvrages d’art et des routes.
Les granulats sont des matériaux granulaires de dimensions n’excédant pas 125 mm, auxquels s’ajoutent les enrochements de dimensions supérieures à 125 mm mais de masses inférieures ou égales à 15 t. Ils sont désignés par leur plus petite et plus grande dimensions d et D, l’intervalle d/D étant appelé classe granulaire. Cette désignation admet que les éléments puissent être retenus sur un tamis à mailles carrées d’ouverture D (tamis D) et que d’autres puissent passer au travers du tamis d, dans les limites normalisées permises.
Trois grandes familles de granulats sont ainsi définies :
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les sables, où d = 0 et
;
-
les gravillons, où
et
;
-
les graves, où d = 0 et
.
Les fines constituent la fraction granulaire passant au travers du tamis de 0,063 mm.
Les granulats les plus couramment utilisés dans le bâtiment et le génie civil ont une masse volumique réelle comprise entre 2 et 3 Mg/m3.
Les normes européennes ont remplacé les normes françaises en juin 2004, concrétisant ainsi quinze ans de normalisation des granulats en Europe. Plusieurs nouveautés ont sensiblement modifié les habitudes mais se sont avérées sans incidence notable sur les bétons hydrauliques et les produits routiers : le remplacement des tamis à toile tissée par des tamis à tôle perforée à trous carrés pour les dimensions supérieures ou égales à 4 mm, la détermination des fines au tamis de 0,063 mm au lieu du tamis de 0,080 mm, etc.
Dans ce dossier [C 902v2], nous traitons des origines et des caractéristiques des granulats. Dans un deuxième dossier , nous traitons de la production des granulats, de la protection de l’environnement, de la maîtrise de la qualité, des spécifications d’usage et du marché des granulats en France.
Les normes, ouvrages à consulter et principaux fournisseurs sont regroupés en .
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Principales ressources
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3. Principales caractéristiques géotechniques des granulats et essais correspondants
Toute ressource, qu’elle soit d’origine naturelle, artificielle ou recyclée, ne permet pas nécessairement d’élaborer des granulats valorisables. En effet, l’ampleur du trafic routier comme le niveau de performance exigé pour les bâtiments et les ouvrages d’art imposent l’emploi de granulats de qualité, pour assurer la stabilité et la durabilité des ouvrages. Or, la qualité dont il s’agit repose sur des critères principalement liés à des caractéristiques intrinsèques à la ressource utilisée ainsi qu’à des caractéristiques dépendant de l’élaboration des granulats.
Ces caractéristiques sont mesurées à l’aide d’essais, dont la plupart font désormais l’objet de normes européennes (séries NF EN 932-XX, 933-XX, 1097-XX, 1367-XX, 1744-XX) et quelques-uns de normes françaises non européennes. En outre, ces essais sont réalisés sur des prélèvements de taille souvent dérisoire par rapport aux volumes de granulats entrant dans la fabrication des matériaux de construction, aussi est-il fondamental de veiller à la représentativité des échantillons à tester en respectant les procédures normalisées d’échantillonage et de division d’échantillon (NF EN 932-1 et 932-2).
Les paragraphes qui suivent présentent les principales caractéristiques des granulats à déterminer ainsi que les méthodes d’essai correspondantes, avec un regard critique ayant parfois conduit à développer des méthodes « modernes ».
Certaines méthodes d’essai européennes, relativement nouvelles par rapport aux pratiques françaises antérieures ou présentant des adaptations significatives, font l’objet d’explications complémentaires, voire de recommandations dans deux fascicules de documentation nationaux (FD P 18-662 et 18-663). Sauf mention contraire explicite, l’échantillonnage et la division d’échantillon sont systématiquement effectués conformément aux normes européennes, et les granulats sont toujours lavés et séchés...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - DESCANTES (Y.), BLOT (G.), DUCASSOU (J.B.) - Vidéogranulomètre VDG 40 : Synthèse des recherches passées et perspectives. - Collection Études et Recherches des Laboratoires des Ponts et Chaussées, LCPC, Paris (2003).
-
(2) - BOUQUETY (M.N.) - Étude de la morphologie des granulats et caractérisation par ombroscopie. - Thèse de l’École Centrale et de l’Université de Nantes (2003).
-
(3) - DESCANTES (Y.), FOSSE (Y.), EHRET (G.) - Automated measurement of aggregate properties : Part 1 – Crushed and broken surfaces in coarse aggregate particles. - Materials and Structures (RILEM), vol. 39, no 1, p. 3-11 (2006).
-
(4) - DESCANTES (Y.), FOSSE (Y.), MILCENT (F.) - Automated measurement of railway ballast angularity. - Journal of Materials in Civil Engineering (ASCE), vol. 18, issue 4, p. 612-618 (2006).
-
(5) - LE ROUX (A.), THIÉBAUT (J.), GUÉDON (J.-S.), WACKENHEIM (C.) - Pétrographie appliquée à l’alcali-réaction. - Collection Études et Recherches des Laboratoires...
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