ISO 17892 Études et essais géotechniques - Essais de sol en laboratoire

La norme « ISO 17892 Investigation et essais géotechniques - Essais de laboratoire des sols », publiée par l’Organisation internationale de normalisation (ISO) , comprend les sous-sections suivantes publiées sous le même titre :

• L'ISO 17892-1 Partie 1 : Détermination de la teneur en eau décrit une méthode de détermination de la teneur en eau des sols. Cette norme s'applique à la détermination en laboratoire de la teneur en eau (humidité) d'un échantillon de sol par séchage à l'étuve dans le cadre de reconnaissances géotechniques. La teneur en eau est essentielle pour la classification des sols naturels et comme critère de contrôle pour les sols recompactés. Elle est mesurée dans les échantillons utilisés dans la plupart des essais sur le terrain et en laboratoire. La méthode de séchage à l'étuve est la procédure de référence utilisée en pratique courante en laboratoire. La procédure pratique pour déterminer la teneur en eau d'un sol consiste à déterminer la perte de masse lors du séchage de l'échantillon jusqu'à une masse constante dans une étuve contrôlée à une température spécifiée. Cette perte de masse est supposée due à l'eau libre et est rapportée à la masse sèche restante des particules solides. Cette norme satisfait aux exigences de détermination de la teneur en eau des sols pour les reconnaissances et essais géotechniques, conformément aux normes EN 1997-1 et EN 1997-2.
• La norme « ISO 17892-2 Partie 2 : Détermination de la masse volumique apparente » décrit trois méthodes pour déterminer la masse volumique apparente des sols :
  • Méthode de mesure linéaire : Cette méthode permet de déterminer la masse volumique apparente d'un échantillon de sol de forme régulière, y compris d'échantillons préparés pour d'autres essais. Les échantillons utilisés sont des prismes rectangulaires ou des cylindres de section circulaire.
  • Méthode d'immersion liquide : Cette méthode consiste à déterminer la masse volumique apparente d'un échantillon de sol naturel ou compacté en mesurant sa masse dans l'air et sa masse apparente en suspension dans un liquide. Cette méthode peut être utilisée lorsque des échantillons de taille appropriée sont disponibles.
  • Méthode de déplacement de liquide : Cette méthode consiste à déterminer la masse volumique apparente d'un échantillon de sol en mesurant sa masse dans l'air et la masse du liquide déplacé par immersion. Cette méthode peut être utilisée lorsque des échantillons de taille appropriée sont disponibles.

La présente norme s'applique à la détermination en laboratoire de la masse volumique apparente du sol dans le cadre d'études géotechniques.

Si la méthode d'immersion ou de déplacement de liquide est utilisée et qu'il existe un risque de pénétration de liquide dans l'échantillon (par exemple, de l'eau), celui-ci doit être recouvert avant l'essai afin d'éviter toute pénétration de liquide. La masse volumique apparente d'un sol est utile pour déterminer la contrainte de recouvrement in situ en fonction de la profondeur. Si nécessaire, la masse volumique sèche d'un échantillon peut être calculée à partir de la masse volumique apparente et de la teneur en eau, si elle est connue.

Cette norme répond aux exigences de détermination de la masse volumique apparente des sols pour les études et essais géotechniques conformément aux normes EN 1997-1 et EN 1997-2.

• L'ISO 17892-3 Partie 3 : Détermination de la masse volumique des particules décrit les méthodes de détermination de la masse volumique des sols. Cette norme s'applique à la détermination en laboratoire de la masse volumique des sols pour les reconnaissances géotechniques et décrit deux méthodes : la méthode du pycnomètre à déplacement de liquide et la méthode du pycnomètre à déplacement de gaz. La méthode du pycnomètre à déplacement de liquide décrite dans cette norme s'applique aux sols dont la granulométrie est inférieure à environ 4 mm ou aux sols concassés pour satisfaire à cette exigence. Des pycnomètres plus grands sont utilisés pour les matériaux plus grossiers. La granulométrie des sols adaptés aux essais au pycnomètre à gaz est limitée par les dimensions du récipient d'échantillonnage du pycnomètre à gaz utilisé. Cette norme satisfait aux exigences de détermination de la masse volumique des sols pour les reconnaissances et essais géotechniques, conformément aux normes EN 1997-1 et EN 1997-2. La présence de sels dissous dans l'eau interstitielle peut affecter les résultats de ces essais. Des techniques de compensation pour les sels dissous sont disponibles, mais elles sortent du cadre de la présente norme.
• L'ISO 17892-4 Partie 4 : Détermination de la distribution granulométrique décrit une méthode de détermination de la distribution granulométrique des sols. Cette norme s'applique à la détermination en laboratoire de la distribution granulométrique d'un échantillon de sol pour les études géotechniques, par tamisage, sédimentation ou une combinaison des deux. La distribution granulométrique est l'une des propriétés physiques les plus importantes du sol. La classification des sols repose principalement sur cette distribution. De nombreuses propriétés géotechniques et géohydrologiques des sols sont liées à la distribution granulométrique. La distribution granulométrique fournit une description du sol basée sur la division des tailles de particules en classes distinctes. La taille de chaque classe peut être déterminée par tamisage ou sédimentation. Les sols grossiers sont généralement testés par tamisage, tandis que les sols fins et mixtes sont souvent testés par une combinaison de tamisage et de sédimentation, selon leur composition. La méthode de tamisage décrite est applicable à tous les sols non cimentés dont la granulométrie est inférieure à 125 mm. Deux méthodes de sédimentation sont décrites : la méthode de l'hydromètre et la méthode de la pipette. Cette norme répond aux exigences relatives aux essais de distribution granulométrique conformément à la norme EN 1997-2.
• La norme ISO 17892-5 Partie 5 : Essai œdométrique à charge incrémentale décrit les méthodes de détermination de la compressibilité des sols par chargement incrémental dans un œdomètre. Cette norme s'applique à la détermination en laboratoire des propriétés de compression et de déformation des sols dans le cadre d'études géotechniques. L'essai œdométrique est réalisé sur une éprouvette cylindrique confinée latéralement par un anneau rigide. L'éprouvette est soumise à des incréments discrets de charge ou de décharge axiale verticale, puis se décharge axialement depuis ses surfaces supérieure et inférieure. Les essais peuvent être réalisés sur des éprouvettes intactes, remodelées, recompactées ou reconstituées. Les chemins de contrainte et les conditions de drainage dans les fondations sont généralement tridimensionnels, et des variations dans les valeurs calculées, tant en amplitude qu'en coefficient d'affaissement, peuvent se produire. La petite taille de l'éprouvette ne reflète souvent pas fidèlement les caractéristiques de texture des sols naturels. Les analyses d'essais de consolidation reposent souvent sur l'hypothèse d'une saturation du sol. Dans les sols non saturés, certains paramètres dérivés peuvent ne pas être pertinents. La présente norme répond aux exigences de détermination des propriétés de compressibilité des sols à l'intérieur de l'oedomètre pour les études et essais géotechniques conformément aux normes EN 1997-1 et EN 1997-2.
• L'ISO 17892-6 Partie 6 : Essai au cône tombant décrit une méthode d'essai de l'indice de résistance non drainée d'échantillons de sols fins, intacts et reformés, par la méthode du cône tombant. Cette norme s'applique à l'estimation en laboratoire de la résistance au cisaillement non drainé d'une éprouvette de sol lors de reconnaissances géotechniques. Lors de l'essai au cône tombant, un cône est laissé tomber avec sa pointe vers un échantillon de sol, et sa pénétration dans le sol est mesurée. Les valeurs de pénétration permettent d'estimer la résistance au cisaillement non drainé.

L'essai au cône de chute produit un cisaillement complexe dans l'éprouvette et n'est représentatif ni de la compression triaxiale verticale ni du cisaillement horizontal. Cependant, cet essai d'indice peut être corrélé à certaines estimations de la résistance au cisaillement non drainé déterminées par d'autres méthodes d'essai en laboratoire. L'essai étant réalisé sur un petit échantillon, les résultats peuvent différer de ceux obtenus sur des échantillons plus grands. De plus, l'échantillon d'essai peut ne pas être représentatif du sol dans son état naturel sur le terrain ; par exemple, il peut ne pas présenter de fissures in situ plus espacées que sa taille. Par conséquent, l'essai peut être considéré comme une estimation de la résistance au cisaillement non drainé plutôt qu'une mesure réelle. Le rapport entre la résistance au cisaillement reconstitué et la résistance au cisaillement intact peut être utilisé pour estimer la susceptibilité d'un échantillon de sol. La mesure de la résistance au cisaillement au fil du temps peut être utilisée pour évaluer la récupération de la résistance thixotrope d'un échantillon de sol reconstitué. Le présent document répond aux exigences relatives aux essais d'indice de résistance des sols pour les études et essais géotechniques conformément aux normes EN 1997-1 et EN 1997-2.

• L'ISO 17892-7 Partie 7 : Essai de compression en milieu non confiné décrit une méthode d'essai de compression en milieu non confiné. Cette norme s'applique à la détermination de la résistance à la compression en milieu non confiné d'un échantillon de sol homogène non remanié, recompacté, remanié ou reconstitué sous charge de compression dans le cadre de reconnaissances géotechniques. Cette méthode d'essai permet d'estimer la résistance au cisaillement en milieu non drainé. Il est à noter que le drainage n'est pas entravé pendant cet essai. Par conséquent, la valeur estimée de la résistance au cisaillement en milieu non drainé n'est valable que pour les sols peu perméables qui se comportent insuffisamment drainés pendant l'essai. Cette norme satisfait aux exigences relatives aux essais de compression en milieu non confiné pour les reconnaissances et essais géotechniques, conformément aux normes EN 1997-1 et EN 1997-2.
• L'ISO 17892-8 Partie 8 : Essais de compression triaxiale non consolidée et non drainée décrit une méthode d'essais de compression triaxiale non consolidée et non drainée. Cette norme s'applique à la détermination en laboratoire de la résistance au cisaillement triaxiale non drainée sous charge de compression dans le cadre de reconnaissances géotechniques. Une éprouvette cylindrique, qui peut être constituée de sol intact, recompacté, remanié ou reconstitué, est soumise à une traction isotrope en conditions non drainées, puis cisaillée en conditions non drainées. L'essai permet de déterminer la résistance au cisaillement et les relations contrainte-déformation en termes de contraintes totales. Les procédures non normalisées, telles que les essais avec mesure de la pression interstitielle ou les essais avec drainage par filtration, ne sont pas couvertes par la présente norme. La présente norme satisfait aux exigences relatives aux essais de compression triaxiale non consolidée et non drainée pour les reconnaissances et essais géotechniques, conformément aux normes EN 1997-1 et EN 1997-2.
• La norme ISO 17892-9 Partie 9 : Essais de compression triaxiale consolidée sur sols saturés en eau décrit une méthode d’essai de compression triaxiale consolidée sur sols saturés en eau. Cette norme s’applique à la détermination en laboratoire de la résistance au cisaillement triaxial sous charge de compression dans le cadre d’études géotechniques. Une éprouvette cylindrique, constituée de sol intact, recompacté, remodelé ou reconstitué, est soumise à une contrainte isotrope ou anisotrope en conditions drainées, puis cisaillée en conditions drainées ou non drainées. L’essai permet de déterminer la résistance au cisaillement, les relations contrainte-déformation et les chemins de contrainte effectifs. Toutes les contraintes et déformations sont exprimées en valeurs numériques positives en compression.

Cette norme prévoit un essai pour une seule éprouvette. Un minimum de trois séries d'essais connexes est requis pour déterminer les paramètres de résistance au cisaillement à partir de ces essais. Les procédures d'évaluation des résultats sont présentées dans l'annexe B de la norme et, si nécessaire, les paramètres de résistance au cisaillement sont inclus dans le rapport.

Les procédures spéciales suivantes ne sont pas entièrement couvertes par cette procédure :

• Tests avec des pointes lubrifiées
• Tests en plusieurs étapes
• Essais de consolidation à contrainte latérale nulle
• Essais avec mesure locale de la contrainte ou mesure locale de la pression interstitielle
• Essais sans membranes en caoutchouc
• Tests d'extension
• Essais de cisaillement avec changements de pression cellulaire

Toutefois, ces essais spécifiques peuvent se référer aux procédures générales décrites dans la présente norme. Cette norme spécifie les exigences relatives aux essais de compression triaxiale consolidée pour les études et essais géotechniques, conformément aux normes EN 1997-1 et EN 1997-2.

• L'ISO 17892-10 Partie 10 : Essais de cisaillement direct décrit deux méthodes d'essai en laboratoire pour déterminer la résistance effective au cisaillement des sols consolidés et drainés, à l'aide d'un dispositif de cisaillement à boîte ou à anneau. Cette norme s'applique à la détermination en laboratoire des paramètres de résistance effective au cisaillement des sols soumis à un cisaillement direct dans le cadre de reconnaissances géotechniques. Les essais décrits dans cette norme concernent des sols non remaniés, remaniés, recompactés ou reconstitués. La procédure décrit les exigences pour déterminer la résistance au cisaillement d'une éprouvette soumise à une contrainte verticale unique (normale).

Généralement, trois échantillons similaires ou plus d'un sol sont préparés pour un cisaillement sous trois pressions verticales différentes ou plus afin de déterminer les paramètres de résistance au cisaillement conformément à l'annexe B. Les procédures spécifiques de préparation et d'essai des échantillons, telles que les essais impliquant une charge progressive et un pré-cisaillement ou les interfaces entre les sols et d'autres matériaux, ne sont pas couvertes par les procédures de la présente norme. La présente norme satisfait aux exigences de détermination de la résistance au cisaillement drainé des sols sous cisaillement direct pour les études et essais géotechniques conformément aux normes EN 1997-1 et EN 1997-2.

• La norme ISO 17892-11 Partie 11 : Essais de perméabilité décrit les méthodes de détermination en laboratoire des propriétés d'écoulement de l'eau dans le sol. Cette norme s'applique à la détermination en laboratoire des coefficients de perméabilité des sols dans le cadre des reconnaissances géotechniques. Elle satisfait aux exigences relatives à la détermination en laboratoire des coefficients de perméabilité des sols pour les reconnaissances et essais géotechniques, conformément aux normes EN 1997-1 et EN 1997-2.
• L'ISO 17892-12 Partie 12 : Détermination des limites de liquidité et de plasticité décrit les méthodes de détermination des limites de liquidité et de plasticité d'un sol. Celles-ci incluent deux limites d'Atterberg pour les sols. La limite de liquidité est la teneur en eau à laquelle un sol passe de l'état liquide à l'état plastique. Cette norme décrit la détermination de la limite de liquidité d'un échantillon de sol naturel ou d'un échantillon de sol dont on a retiré plus de 0,4 mm de matière environ. Cette norme décrit deux méthodes : la méthode du cône tombant et la méthode de Casagrande. La méthode du cône tombant décrite dans cette norme ne doit pas être confondue avec la méthode décrite dans l'ISO 17892-6. La limite de plasticité d'un sol est la teneur en eau à laquelle le sol cesse d'être plastique après un séchage plus poussé. La détermination de la limite de plasticité est généralement effectuée conjointement avec celle de la limite de liquidité. Il est reconnu que les résultats d'essai sont soumis à l'appréciation de l'opérateur et qu'une certaine variabilité peut survenir.
• La norme « ISO 17892-13 Partie 13 : Essai de gonflement des sols, sols durs et roches tendres – Procédure avec un seul cycle d’échantillonnage » décrit les méthodes de détermination des propriétés de gonflement des roches tendres ou des sols durs dans une cellule œdométrique, c’est-à-dire une déformation latérale limitée sous charge axiale. Cette norme s’applique à la détermination en laboratoire de la pression et de la contrainte de gonflement dans le cadre d’études géotechniques. Les résultats des essais de gonflement servent à la conception des soutènements et revêtements en roche et en sol pour les excavations et le creusement de tunnels en roche gonflée, afin de prévenir les ruptures imprévues majeures dues au gonflement. L’essai de gonflement est réalisé sur une éprouvette cylindrique intacte. L’éprouvette est d’abord chargée à l’état sec jusqu’à l’état de contrainte in situ, déchargée, puis rechargée jusqu’à la contrainte de calcul prévue. L’éprouvette est immergée sous contrainte constante, puis déchargée.

Notre organisation, qui accompagne depuis des années des entreprises de tous secteurs avec un large éventail d'activités d'essais, de mesures, d'analyses et d'évaluations, dispose d'une équipe solide qui suit de près les avancées scientifiques et technologiques mondiales et s'améliore constamment. Dans ce contexte, nous fournissons également des services d'essais conformes à la norme ISO 17892 « Recherche et essais géotechniques - Essais de sols en laboratoire ».