Analyse granulométrique par tamisage : retenu, passant, D10, D50 et D90

Comprendre la distribution granulométrique massique issue d'un tamisage, ses calculs exacts et les précautions nécessaires pour interpréter D10, D50 et D90.

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Le tamisage fournit une information simple en apparence : une masse retenue sur chaque ouverture de tamis. La transformation de ces masses en pourcentage retenu, retenu cumulé et pourcentage passant est déterministe.

L’interprétation devient plus délicate lorsque l’on veut résumer la courbe par D10, D50 ou D90. Ces percentiles ne tombent pas toujours exactement sur une ouverture mesurée. Une valeur intermédiaire devient alors une estimation dépendante d’une méthode d’interpolation.

C’est pourquoi Minerallum SIV-1.0.0 sépare clairement les valeurs calculées directement des données et les estimations entre deux tamis.

1. Masse récupérée

Pour les masses retenues m_i et la masse du fond m_fond :

M = somme(m_i) + m_fond

Les pourcentages granulométriques sont normalisés sur cette masse récupérée.

2. Pourcentage retenu

Pour un tamis i :

r_i = 100 × m_i / M

3. Retenu cumulé

Les tamis sont classés de la plus grande ouverture vers la plus petite :

R_i = somme des pourcentages retenus jusqu'au tamis i

4. Pourcentage passant

P_i = 100 - R_i

Le résultat forme une distribution cumulative massique basée sur les ouvertures de tamis réellement saisies.

5. Que signifie D50 ici ?

Dans cet outil, D50 désigne le point où 50 % de la masse est plus fine/passe sur la courbe cumulative issue du tamisage.

Il s’agit d’un percentile massique de données de tamisage. Ce n’est pas automatiquement le même résultat qu’un Dv50 obtenu par diffraction laser.

La forme des particules et le principe de mesure peuvent créer des différences importantes entre méthodes.

6. Trois situations pour un percentile

Exact

Si 50 % passant correspond exactement à une ouverture mesurée, D50 est directement localisé sur ce point.

Encadré

Si 50 % se trouve entre :

  • 35 % passant à 250 µm ;
  • 75 % passant à 500 µm ;

le résultat directement supporté par les mesures est :

D50 est compris entre 250 et 500 µm.

Non encadré

Si le percentile se trouve sous le plus petit tamis ou au-dessus de la plage réellement mesurée, l’outil ne l’extrapole pas.

7. Pourquoi plusieurs interpolations sont possibles

Les données de tamisage sont discrètes. Pour obtenir une valeur unique entre deux ouvertures, il faut choisir un modèle entre ces points.

SIV-1.0.0 propose uniquement sur demande :

  • interpolation logarithmique de la dimension ;
  • interpolation linéaire de la dimension.

La méthode est toujours affichée avec le résultat.

L’option par défaut est de montrer uniquement l’intervalle mesuré, sans interpolation.

8. Le fond n’est pas un tamis de 0 µm

Le fond collecte la fraction ayant traversé le plus petit tamis. Il participe au bilan massique, mais ne constitue pas une mesure à 0 µm.

L’utiliser comme point nul créerait une information qui n’a pas été mesurée.

9. Fermeture du bilan massique

Si la masse initiale de l’échantillon est connue, l’outil peut comparer cette masse à la masse totale récupérée.

Il affiche l’écart et le pourcentage de récupération, mais n’impose aucune limite universelle de conformité.

Une masse manquante ne peut pas être répartie automatiquement entre les classes granulométriques.

10. Limites de mesure

Le calculateur ne vérifie pas :

  • la représentativité de l’échantillon ;
  • l’état ou l’étalonnage des tamis ;
  • la balance ;
  • le colmatage ;
  • l’agglomération ;
  • l’humidité ;
  • les pertes de matière ;
  • la durée ou l’efficacité du tamisage ;
  • les effets de forme des particules.

Il ne certifie pas un matériau et ne remplace pas une méthode d’essai.

11. Pourquoi cette transparence est utile

Un résultat granulométrique n’est pas seulement un nombre. Il dépend de la base massique, des points mesurés et, lorsqu’une estimation est nécessaire, de la méthode choisie.

Le mode de preuve de Minerallum expose :

  • les masses ;
  • les pourcentages ;
  • les cumuls ;
  • l’intervalle utilisé ;
  • la formule d’interpolation éventuelle.

Les données du calculateur restent locales dans le navigateur.

Conclusion

La partie la plus robuste d’une analyse granulométrique par tamisage est la distribution cumulative calculée à partir des masses récupérées. Les D10, D50 et D90 sont ensuite soit des points mesurés, soit des intervalles, soit des estimations méthodologiques.

SIV-1.0.0 est conçu pour rendre cette différence visible plutôt que de la cacher derrière un seul chiffre.

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Documentation

Sources et références

Les informations techniques présentées dans cet article reposent sur les publications et ressources suivantes.

  1. 01
    NIST

    Particle Size Characterization

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  2. 02
    USACE

    Sediment Properties

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  3. 03
    NIST

    Particle shape effects on particle size measurement of crushed waste glass

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Les exigences techniques peuvent varier selon les installations, les normes applicables, le procédé et les recommandations du concepteur du système.