Dr. Bouglada Mohammed Salah - Univ_Batna2
TP N° 01 Détermination de la masse volumique
Gravier, Sable et ciment
1 Introduction
La détermination de la masse volumique du sable, du gravier et du ciment est une étape
importante dans les essais de matériaux utilisés en génie civil, notamment pour la formulation
des bétons et mortiers. Voici un protocole typique pour la réalisation de travaux pratiques (TP)
sur la détermination de la masse volumique des granulats (sable, gravier) et du ciment.
2 Reference Normatives
NF EN 1097-6 (2001) : Essais pour déterminer les caractéristiques mécaniques et physiques des
granulats - Partie 6 : Détermination de la masse volumique réelle et de l'absorption d'eau
Application : Granulats courants, y compris le gravier et le sable
NF P15-435 octobre 2021 : Méthodes d'essais des ciments - Détermination de la masse
volumique
3 Objectifs :
Le TP vise à déterminer la masse volumique apparente et la masse volumique absolue des
granulats (sable, gravier) et du ciment, dans le but d'évaluer leur porosité et compacité. Ces
paramètres sont indispensables pour ajuster les proportions des composants lors de l'élaboration
de mélanges de béton, garantissant que le béton final possède les propriétés mécaniques et
physiques exigées par les normes.
4 Principe
L'essai repose sur la mesure de la masse volumique à partir d'échantillons prélevés des
matériaux en vrac et compactés. La masse volumique apparente est mesurée sans prendre en
compte les pores internes, tandis que la masse volumique absolue est obtenue en éliminant l'air
contenu dans les pores des granulats. Ces résultats permettent de calculer la porosité et la
compacité, des paramètres essentiels pour la formulation précise du béton.
La masse volumique absolue: c’est la masse de l’unité de volume absolue du corps; c’est-à-
dire, de la matière qui constitue le corps, sans tenir compte du volume des vides.
5 Matériaux utilisés :
Sable, gravier, ciment
Le prélèvement d'échantillons de granulats destinés à être soumis à des essais est conforme à la
norme NF P 18-553 qui traite des méthodes pour leur prélèvement en vue d'essais sur les
granulats.
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6 Matériel nécessaire :
Une règle à araser
Main écopé.
3. Un récipient (V=1L).
4. tamis de pour le sable et pour le ciment.
5. Entonnoir spécial
Etuve à t= 105°C.
7. Balance électronique
8. Eprouvette graduée.
7 Mode opératoire :
A. Masse volumique apparente :
La masse volumique apparente: c’est la masse de l’unité de volume apparente du corps; c’est-
à-dire, du volume constitué par la matière du corps et les vides qu’elle contient.
1. Pour le sable et le gravier :
Tamiser le sable dans le tamis de 4 mm
Mesure du volume intérieur du récipient (V) en litres (ou en cm³).
Peser le récipient vide de de volume (V) soit M1.
Remplir le récipient par l’entonnoir avec une distance de chute de 15cm (pour le sable).
Araser la couche supérieure du récipient à l’aide d’une réglette d’un mouvement de « va-et-
vient »,
Peser le récipient plein : soit M2 (g) sa masse.
soustraire la masse du récipient vide (M1). Cela donne la masse du sable (M = M2 - M1).
La masse volumique apparente est obtenue par la formule :
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Refaire l’essai 3 fois.
2. Pour le Ciment (poudre) :
Pesez un récipient sec vide (M1) avec précision.
Remplir le récipient par l’entonnoir avec une distance de chute de avec du ciment sec sans
trop tasser, pesez le tout (M2).
La masse du ciment (M) est calculée par M = M2 - M1, puis la masse volumique
apparente :
La masse volumique apparente est obtenue par la formule :
B. Masse volumique absolue :
La masse volumique absolue: c’est la masse de l’unité de volume absolue du corps; c’est-à-
dire, de la matière qui constitue le corps, sans tenir compte du volume des vides
1. Pour le sable et le gravier :
Cette méthode est très facile à réaliser en utilisant une éprouvette graduée et par mesure de la
différence de volumes.
Remplir une éprouvette graduée avec un volume V1 d’eau
Peser un échantillon sec M de granulats (environ 300g) et l’introduire dans l’éprouvette
en prenant soin d’éliminer toutes les bulles d’air : le liquide monte dans l’éprouvette.
Utilisez un pycnomètre de taille plus grande adapté aux particules de gravier.
Lire le nouveau volume V2. La masse volumique est alors :
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2. Pour le Ciment :
Remplir un pycnomètre avec une certaine masse de ciment (M).
Remplir avec de l'eau distillée jusqu'au niveau de remplissage requis.
(Il faut remplacer l’eau par un liquide non réactif avec le ciment)
Peser l’ensemble et appliquer la même méthode que pour le sable et le gravier.
8 Résultats :
Masse volumique apparente
Gravier
Sable
Ciment
Essais
1
2
3
1
2
3
1
2
3
M1 (kg)
M2 (kg)
(M2-M1)
V (m³)
⍴ ap (kg/m3)
⍴ ap (moyenne)
Masse volumique absolue
Gravier
Sable
Ciment
Essais
1
2
3
1
2
3
1
2
3
M (kg)
V1 (m³)
V 2 (m³)
(V2-V1)
⍴s (kg/m3)
⍴ s (moyenne)
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9 Conclusion :
La masse volumique apparente est utile pour évaluer l'encombrement d'un matériau en
vrac et est souvent utilisée dans les calculs de dosage du béton.
La masse volumique absolue permet d'évaluer la densité intrinsèque d'un matériau,
c’est-à-dire le volume occupé uniquement par les particules solides sans les vides.
10 Observations et erreurs courantes :
Le tassement excessif des granulats dans le récipient peut fausser la mesure de la masse
volumique apparente.
L'humidité résiduelle des granulats ou du ciment peut affecter les résultats. Il est conseillé
d'utiliser des granulats et du ciment secs.
Le pycnomètre doit être correctement étalonné pour donner des résultats fiables lors des
essais de masse volumique réelle.
Cette expérience de TP permet de mieux comprendre la densité et la porosité des matériaux
utilisés dans les bétons et les mortiers, informations essentielles pour la formulation correcte des
mélanges
Les matériaux utilisés dans la construction, tels que le ciment, le sable et le gravier, sont soumis
à des normes spécifiques qui régissent leur qualité, leur classification, ainsi que leurs méthodes
d'essai. Voici les principales normes appliquées à chacun de ces matériaux :
1
/
5
100%
