II.

DESCRIPTION DES ESSAIS PHYSIQUES ET ANALYSES.

Les calcaires énumérés dans le précédent tableau ont été soumis à des essais habituels aux matériaux d'empierrement, à des essais en présence de silicate de soude et enfin à des essais de dureté à l'aide d'une échelle de métaux et d'alliages servant de termes de comparaison.

a) Essais habituels aux matériaux d'empierrement.

Nous ne nous étendrons pas sur les détails d'exécution qui sont connus et dont la description figure dans les livres traitant de la construction des routes: nous nous contenterons d'énumérer les mesures qui ont été faites:

- Résistance à l'écra

1o Poids du m3 de la pierre (densité). sement (exprimée en kilogrammes par cm2).

2o Résistance à l'usure par frottement sur une meule sablée (meule Dorry, 4.000 tours).

3o Porosité, exprimée en litres par m3 de pierre.

4o Résistance à l'usure par frottement réciproque et par chocs modérés (appareil Deval, 10.000 tours); le résultat de ce dernier essai étant le coefficient de qualité Q1, calculé en conformité des bases adoptées par la Commission des Routes en 1879.

b) Essais en présence de silicate de soude.

Ces essais ont été effectués avec un silicate de soude à 15 degrés Beaumé (1) obtenu en mélangeant un silicate de soude à 35,5 degré Beaumé avec de l'eau dans les proportions suivantes : Silicate à 35o5 Beaumé Eau

347 cm3
653 cm3

1.000 cm3

(Le silicate à 15o Beaumé correspond à une densité de 1,116.) Le silicate de soude à 35o5 Beaumé correspondait à un rapport SiO2

(1) On a choisi cette concentration pour exécuter ces essais de façon à se rapprocher le plus possible des conditions de la pratique.

1o Porosité, ou volume exprimé en litres du silicate à 15o Bé absorbé par un m3 de la pierre.

2o Résistance à la compression (exprimée en kilogrammes par cm2) d'un cube préalablement immergé dans une solution de silicate à 15o Bé et séché à l'air jusqu'à poids constant.

3o Mesure de l'adhérence (en kg par cm2) de deux faces de calcaires de 4 cmo de section environ collées avec du silicate à 15o Bé.

Ce dernier essai a été effectué à l'aide de l'appareil Feret avec un prisme de 16 cm. × 4 cm. × 4 cm., sectionné au ciseau en son milieu de façon à obtenir deux demi-prismes de 8 cm. de longueur environ, s'emboîtant l'un dans l'autre par les aspérités de leurs faces sectionnées.

(Le résultat donné pour l'appareil Feret correspond à l'adhérence par cm2 suivant la fibre la plus tendue, en A. Voir figure 1.) Contre-poids

Fig. 1.

Ces prismes convenablement imbibées de silicate de soude à 15o Bé pendant plusieurs jours étaient ensuite recollés par leurs faces, puis abandonnés à la dessiccation pendant dix jours, laps de temps au bout duquel on les soumettait à l'essai d'adhérence. Il était intéressant d'effectuer ces essais pour rechercher de quelle façon le silicate de soude améliorait les qualités des calcaires.

c) Essai de dureté (Echelle des métaux).

Pour compléter et résumer en quelque sorte d'une façon simple cet ensemble de déterminations, il nous a paru utile de faire appel à l'échelle minéralogique de dureté de Mohs; cette échelle toutefois ayant des intervalles trop écartés (elle va, pour les calcaires, du talc no 1 à la fluorine no 4), nous l'avons rempla

cée par une série de métaux et d'alliages de duretés différentes qui s'adapte à elle et la complète (1).

La dureté d'un matériau est en effet le caractère qui frappe le plus l'esprit depuis longtemps, l'évaluation de la profondeur de l'entaille faite par une lame de couteau a servi à apprécier cette dureté, on préférait ce moyen un peu primitif à l'échelle de Mohs d'un emploi plus délicat et d'une manipulation incommode.

L'essai à l'échelle de dureté des métaux est fort simple. On procède de la façon suivante : sur une pierre à classer, on effectue à deux ou trois endroits un léger polissage à l'aide d'une meule quelconque ou d'une lime, puis on essaye sur ces plages les différents métaux ou alliages jusqu'à ce que l'on ait trouvé celui qui laisse une trace métallique sans entamer la pierre et celui qui est placé immédiatement au-dessus de lui dans l'échelle raye la pierre d'une façon nette en y provoquant une légère entaille sous une pression assez forte de la main.

Certains calcaires peuvent à la fois être marqués d'un trait métallique et être à peine rayés par le même métal ou alliage, dans ce cas, la dureté du matériau et celle du métal sont très voisines. Les pierres ne présentant pas toujours une dureté homogène, nous recommandons pour cet essai de polir deux ou trois plages sur un même échantillon. Certains matériaux dont la cassure est lisse et nette peuvent être essayés sans préparation, le polissage n'est utile que pour les matériaux à cassure bossuée, grenue, raboteuse, esquilleuse, etc... ou englués de matières argileuses plus ou moins durcies.

Voici le tableau donnant l'échelle minéralogique de Mohs et l'échelle E.P.C. qui s'y rapporte avec l'évaluation, approximative des duretés des métaux et des alliages utilisés.

Nous avons désigné par les lettres A.B.C.D.E.F. les différentes lames métalliques et nous proposons de donner aux calcaires qui s'y rapportent les noms indiqués dans le tableau ci-dessous :

(1) Nous désignerons dans la suite cette échelle sous la dénomination : échelle de dureté E. P. C.

1. Le magnésium paraissant être assez difficile à trouver dans le commerce sous forme de planche de 1mm d'épaisseur, nous serons amenés à remplacer ce métal, dans notre échelle, par un alliage d'une dureté identique.

Il est facile de voir en exécutant ce premier essai avant tout autre, que l'on a ainsi un aperçu de la valeur de l'échantillon et que l'on peut déjà désigner le calcaire par un qualificatif. Dans le tableau des résultats qui figurent au paragraphe IV, nous avons adopté cet ordre de classification, en partant de A pour aller jusqu'à F; on pourra constater en consultant ce tableau qu'il existe une relation entre la dureté minéralogique des calcaires et leurs données physiques.

Cet essai de dureté exécuté avec l'échelle des métaux ne peut avoir une précision absolue; il renseigne néanmoins sur l'ordre de grandeur de la résistance à la compression, de la densité, de la résistance à l'usure, de la porosité même du calcaire essayé. Il a l'avantage enfin de pouvoir être fait dans bien des cas sur place et il ne nécessite comme matériel qu'une trousse très simple et peu encombrante.

ANALYSE CHIMIQUE.

L'analyse des calcaires énumérés précédemment est donnée suivant la forme habituelle au Laboratoire de chimie de l'École nationale des Ponts et Chaussées (paragraphe III).