Bibliographie & annexes
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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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Propriétés des roches exploitées
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1. Principales ressources
Les granulats peuvent être naturels, artificiels ou recyclés.
Les granulats naturels sont des grains minéraux qui proviennent de roches massives ou meubles n’ayant subi aucune transformation autre que mécanique.
Les granulats artificiels sont des grains minéraux qui résultent d’un procédé industriel comprenant des transformations thermiques ou autres.
Les granulats recyclés sont obtenus par traitement d’une matière inorganique précédemment utilisée dans la construction.
1.1 Granulats naturels
La géologie de la France conditionne l’emplacement des aires de production en fonction de la nature des terrains. Elle offre une grande richesse et une grande diversité de formations, ce qui se traduit par une large variété de granulats naturels.
Les roches exploitées pour la production de granulats naturels sont des roches massives d’origine éruptive ou sédimentaire, constituées de minéraux fortement liés entre eux, et des roches meubles d’origine sédimentaire, formées d’éléments détritiques non consolidés.
HAUT DE PAGE1.1.1 Granulats de roches massives éruptives
Deux familles de roches massives éruptives sont classiquement distinguées : les roches magmatiques et les roches métamorphiques.
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Les roches magmatiques sont issues des profondeurs de l’écorce terrestre. Elles résultent du refroidissement d’un magma. Deux types de roches sont ainsi différenciés : les roches plutoniques et les roches volcaniques.
Les roches plutoniques proviennent d’un refroidissement lent du magma, piégé par l’écorce terrestre. Elles ont affleuré à la surface de l’écorce terrestre par suite de mouvements tectoniques ou de l’érosion des formations sus-jacentes. Elles se caractérisent par leur structure grenue, où les minéraux sont largement développés et bien visibles à l’œil nu (granites, diorites, gabbros, etc.).
Les roches volcaniques proviennent d’un refroidissement rapide du magma, qui s’est épanché et solidifié à la surface de l’écorce terrestre sous forme par exemple de coulées de lave. Elles se caractérisent par leur structure...
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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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