Chapitre I : Qu’est-ce que le sol ?
Le sol est constitué de grains minéraux et/ou organiques, avec des interstices remplis d’eau et d’air. La roche est la version non dégradée.
1. Types de sols :
- Sols minéraux : sable, argile, gravier, galets.
- Formés par la désagrégation des roches sous l’effet d’agents naturels (gel, dégel, pluie, vent, etc.). Leur taille varie du gravier (gros grains) au limon (fins grains).
- Sols organiques : humus, tourbe, vase, boue.
- Ces sols se dégradent et ne conviennent pas à la construction.
- Sols artificiels : issus de déchets (briques, béton) concassés et tamisés.
- Ces sols sont souvent utilisés pour la construction.
2. Propriétés des grains de sol :
- Forme des grains :
- Ronds : façonnés par l’eau ou le vent.
- Anguleux : produits par des forces mécaniques (glaciers).
- Brisés : issus d’explosions ou de concassages.
- Taille des grains :
- Varie de quelques microns à plusieurs millimètres. Exemple :
- 1 µm = 0,001 mm
- 2000 µm = 2 mm
- Rapport eau/air dans les grains :
- Sol saturé (d’eau) : pores remplis d’eau.
- Sol desséché : pores remplis d’air.
- Ce rapport influence fortement les propriétés mécaniques du sol.
Chapitre II : Types de sols
2.1 Sable :
- Constitué de fins grains meubles de quartz (0,016 mm à 2 mm).
- < 0,016 mm : limon.
- > 2 mm : gravier.
- Granulométrie précise essentielle pour la construction (maçonnerie, béton).
- Masse volumique : 1600 à 1800 kg/m³ (selon l’humidité).
- Classification :
- Sable fin (0/2).
- Gros sable (0/5).
- Exemples de sable utilisé : sable du Rhin, de la Meuse, de l’Escaut, ou sable de dunes.
Chapitre II : Types de sols (suite)
2.2 Argile :
- Caractéristiques :
- Composée de feuillets microscopiques adhérents.
- Considérée comme argile si plus de 25 % des particules sont inférieures à 2 µm (0,002 mm).
- Invisible à l’œil nu, l’argile est reconnaissable par ses propriétés :
- Humide : sol cohérent, souple, gras et très plastique (malléable).
- Sec : sol dur et compact.
- Très peu perméable à l’eau, elle retient l’humidité plus longtemps que le sable, mais se rétracte fortement en séchant, créant de grandes fissures.
- Masse volumique apparente : 1400 à 2000 kg/m³ (selon densité et humidité).
2.2.1 Applications :
- L’argile est exploitée à grande échelle en Belgique.
- Exemple : Argile d’Ypres (couches de plus de 100 m d’épaisseur).
- Utilisée pour fabriquer des briques et des tuiles (ex. : usines de Courtrai).
2.3 Terre glaise :
- Caractéristiques :
- Composée de particules plus grosses que celles de l’argile.
- Déterminée par la proportion :
- Argile : particules < 2 µm.
- Grains intermédiaires : particules de 2 à 50 µm.
- Sable : particules entre 0,005 et 2 mm.
- Deux types principaux :
- Glaise grasse : riche en argile.
- Glaise maigre (ou sablon) : riche en sable (jusqu’à 60 %).
- Apparence et texture :
- Ressemble à l’argile mais est légèrement rugueuse.
- Humide, elle devient brillante lorsqu’on la secoue, car l’eau est extraite.
- Masse volumique apparente : 1400 à 2000 kg/m³.
2.4 Humus :
- Caractéristiques :
- Mélange de sable, d’argile et de résidus végétaux et animaux en décomposition (terreau).
- Couleur : brun foncé à noir.
- Se situe dans la couche supérieure du sol (30 à 50 cm d’épaisseur), où poussent les plantes.
- Visible à l’œil nu.
- Ne convient pas à la construction.
- Masse volumique apparente : 1450 kg/m³.
2.5 Tourbe :
- Caractéristiques :
- Résulte de la décomposition de plantes mortes dans un sol spongieux, humide et pauvre en oxygène.
- Composée de matière organique où les résidus végétaux sont encore visibles.
- Utilisation : une fois séchée, elle peut servir de combustible.
2.6 Gravier :
- Caractéristiques :
- Pierre sédimentaire granuleuse, plus grossière que le sable mais plus fine que les cailloux.
- Sa granulométrie est comprise entre 2 et 64 mm.
- Les propriétés du gravier dépendent de la pierre naturelle d’origine.
- Types de gravier selon l’origine :
- Gravier de Meuse, gravier du Rhin, gravier de carrière, etc.
- Particularité : Le gravier de rivière contient des cailloux arrondis, polis par le courant de la rivière (triés selon poids et dureté).
- Applications :
- Agrégat pour le béton.
- Couches de fondation pour les routes ou les voies ferrées.
Chapitre III : Propriétés des sols
3.5 Masse volumique apparente (ou poids spécifique) :
- Importance : Le poids et le volume des sols (sable, argile, gravier, etc.) varient selon leur état (sec ou humide) et leur usage.
- Exemple du sable :
- Sable sec (1 m³) :
- Contient des vides remplis d’air.
- Poids : 1600 kg.
- Sable avec 100 L d’eau ajoutée :
- Les vides d’air commencent à se remplir d’eau.
- Poids : 1700 kg.
- Sable saturé (250 L d’eau) :
- Tous les vides sont remplis d’eau.
- Poids : 1950 kg.
- Conclusion : À volume égal, un sol sec est plus léger qu’un sol humide.
Coefficients de tassement :
Le coefficient de tassement reflète la compacité du sol, influençant sa stabilité et son utilisation :
- Sable : 0,90 - 0,95.
- Humus : 0,64 - 0,74.
- Gravier : 0,87 - 0,97.
Masse volumique apparente des sols (kg/m³) :
