Équivalent de sable - Définition

Introduction

L’équivalent de sable est un indicateur, utilisé en géotechnique, caractérisant la propreté d’un sable ou d'une grave. Il indique la teneur en fines, éléments de diamètre inférieur à 0,5 mm, d’origine essentiellement argileuse, végétale ou organique à la surface des grains. Ce terme désigne également l’essai qui permet de déterminer cet indicateur. On parle d’ « essai d’équivalent de sable piston » ou, plus simplement, d’ « essai d’équivalent de sable »

Trois essais d'équivalent de sable qualifiant trois propretés de sables différents

Propreté

Lorsque l’on frotte des granulats non lavés dans la main (du sable ou des gravillons), on peut constater des traces de poussière sur les doigts. Il s’agit de particules argileuses de petites dimensions. Celles-ci sont susceptibles d’être nuisibles à la qualité du mélange ou de la pâte que l‘on veut obtenir à partir du granulat, comme du béton ou un mélange bitumineux. D’autres particules peuvent également avoir ce même effet néfaste, comme des scories, du charbon, des particules de bois, des feuilles mortes ou des fragments de racines.

Dans le domaine du béton, ces particules perturbent l’hydratation du ciment et entraînent des défauts d’adhérence entre les granulats et la pâte.

Dans les mélanges bitumineux, comme les enrobés bitumineux ou les enduits superficiels, un défaut de propreté peut conduire également à une perte d’adhérence du granulat avec le liant et donc à un désenrobage.

La propreté des sables est évaluée par deux essais complémentaires : l’équivalent de sable (codé SE sur le plan européen) et l'essai dit au bleu . Tant que l'essai d’équivalent de sable donne de bons résultats (SE > 60) c’est que le sable est propre. Si le résultat est mauvais, cela peut être dû au piégeage accidentel de fines inertes (calcite, quartz) dans le floculant ou à la présence d’un excès d’argiles. Pour le savoir on effectue alors, et seulement si le résultat de l’SE est mauvais, un essai dit au bleu basé sur l’adsorption de bleu de méthylène qui ne se fixe que sur les argiles.

Réactifs

La solution floculante est composée, pour une quantité de 1 litre, de :

• 219 g de chlorure de calcium cristallin, CaCl₂.6H₂O ou 111 g de chlorure de calcium anhydre, CaCl₂ ;
• 450 g de glycérine à 99 % de glycérol, de qualité de réactif pour laboratoire ;
• 12,5 g formaldéhyde en solution, 40 % en volume, de qualité de réactif pour laboratoire ;
• 350 ml eau distillée ou déminéralisée.

L’opérateur dissout le chlorure de calcium cristallin dans les 350 ml d'eau distillée ou déminéralisée. Il laisse refroidir à température ambiante et, si nécessaire, il filtre à l'aide d'un papier à filtrer à grosses ou moyennes mailles. Il ajoute la glycérine et le formaldéhyde en solution et dilue à 1 l de solution avec de l'eau distillée ou déminéralisée, puis il mélange vigoureusement.

Une solution lavante, obtenue en diluant 125 ml de solution concentrée dans 5 l avec de l'eau distillée ou déminéralisée, est également préparée.

Principe

L’essai consiste à verser un échantillon de sable et une petite quantité de solution floculante dans un cylindre gradué et d’agiter de façon à détacher les revêtements argileux des particules de sable de l’échantillon. On complète alors le sable en utilisant le reste de solution floculante afin de faire remonter les particules de fines en suspension au-dessus du sable. Après 20 min, les hauteurs des produits sont mesurées. L’équivalent de sable est le rapport hauteur du sable sur hauteur totale, exprimé en pourcentage.