Voir la source de Masse volumique apparente

{{Sous-titre|''"Densité" sèche apparente''}}
La '''masse volumique apparente''' ou plus précisément la '''masse volumique apparente sans tassement''' (ou plus généralement sans déformation de volume), souvent appelée improprement '''densité apparente'''<ref>
Il s'agit d'un abus de langage consacré par l'usage, « [[masse volumique]] apparente » étant la seule formulation correcte en langue française puisqu'une ''densité'' est un rapport de masses volumiques, c'est-à-dire un nombre sans dimension.
</ref>, est une grandeur utilisée surtout avec les substances se présentant sous forme de [[poudre]] ou de [[granulé]]s, notamment dans le [[secteur agroalimentaire]], en [[Pédologie (géoscience)|pédologie]] pour la description des sols, ou dans le secteur de la [[construction]], afin de rendre compte de la [[masse]] de matériau granulaire solide sec contenue dans un [[volume]] donné, comprenant le volume d'air des interstices présents entre les grains. Le volume total externe apparent de l'échantillon est égal à la somme du volume des grains solides secs et du volume de l'[[Porosité|espace poreux]] remplis d'air compris entre les grains : 

: <math>\text{Volume Total}_{\text{ (Externe apparent)}} = \text{Volume}_{\text{ (Grains solides secs)}} + \text{Volume}_{\text{  (Pores)}}</math>

et, la masse volumique apparente (<math>\rho_{\text{app}}</math>) est définie comme :

: <math>\rho_{\text{app}} = \mathrm\frac{Masse_{\text{ (Grains solides à l'état sec)}} }{\text{Volume Total}_{\text{ (Externe apparent de l'échantillon non déformé)}} }</math>.

Pour un matériau granulé ou [[Poudre|pulvérulent]], conservé à l'état sec, sa masse volumique apparente peut varier selon qu'il soit plus ou moins tassé ou, au contraire, aéré ([[Foisonnement (terrassement)|foisonnement]]), en fonction de son mode de [[manutention]].

Dans le cas d'un [[Sol (pédologie)|sol]] gorgé d'eau dans des proportions variables au moment du prélèvement ou d'un [[sédiment]] immergé et saturé en eau, la masse volumique apparente de l'échantillon à l'état sec doit être obligatoirement rapportée à son volume initial au moment du prélèvement. Comme on se réfère nécessairement au volume initial du prélèvement intact on ne doit pas se préoccuper d'éventuelles variations de volume du matériau poreux meuble provoquées par le départ de son eau interstitielle. On considère donc le squelette granulaire solide dans son état initial intact et non-déformé en conditions ''in situ''. La référence au volume initial de l'échantillon humide et non perturbé permet de s'affranchir de toute variation de son volume sec due à sa [[Compaction du sol|compaction]] après égouttage de l'eau interstitielle, ou induite par le retrait de dessiccation des minéraux [[argile]]ux après séchage. Le mode de prélèvement de l'échantillon ne doit pas non plus modifier son volume original ''in situ''. L'échantillonnage des sols superficiels aérés et riches en [[tourbe]] peut être affecté par des problèmes de compaction lors du prélèvement. 

Pour les matériaux poreux indurés ([[roche]]s dures, [[Béton de ciment|béton]], [[Brique (matériau)|briques]], [[céramique]]s…), la question de variation éventuelle du volume (tassement) ne se pose pas car le volume externe après séchage de l'échantillon est égal au volume initial à l'état humide. Lorsque l'échantillon est obtenu par carottage, son volume est simplement celui d'un cylindre.

Selon l'usage et l'application envisagée, la [[masse volumique]] s'exprime en [[gramme]]s par [[centimètre cube]] ({{nb|g/cm3}}), [[kilogramme]]s par [[litre]] ({{nb|kg/L}}) ou en [[tonne]]s par [[mètre cube]] ({{nb|tonne/m3}}).

== Domaines d'application ==
=== Matériaux pulvérulents ou granulaires secs ===
Dans le cas de mélanges de matériaux pulvérulents ou granulaires, on désigne également, par extension, par ''masse volumique apparente'' le rapport de la masse d'un ensemble hétérogène à composition définie de substances distinctes, éventuellement stockées séparément, par le volume total occupé par ces substances une fois mélangées.

La détermination de la masse volumique apparente peut être réalisée pour tous types de matériaux granulaires ou pulvérulents tels que les engrais<ref>[https://www.iso.org/fr/standard/9591.html ISO 3944:1992 Engrais — Détermination de la masse volumique sans tassement]</ref>{{,}}<ref>[https://www.iso.org/fr/standard/14757.html ISO 7837:1992 Engrais — Détermination de la masse volumique sans tassement des engrais fins]</ref>, le café vert, le café torréfié<ref>[https://www.iso.org/fr/standard/13098.html ISO 6669:1995 Café vert et café torréfié — Détermination de la masse volumique sans tassement des grains entiers (méthode pratique)]</ref>, le café soluble<ref>[https://www.iso.org/fr/standard/15655.html ISO 8460:1987 Café soluble — Détermination de la masse volumique sans tassement et après tassement]</ref>, le thé soluble<ref>[https://www.iso.org/fr/standard/13264.html ISO 6770:1982 Thé soluble — Détermination de la masse volumique sans tassement et après tassement]</ref>, ainsi que pour les poudres servant à la fabrication des céramiques techniques<ref>[https://www.iso.org/fr/standard/53005.html ISO 23145-2:2012 Céramiques techniques — Détermination de la masse volumique en vrac des poudres céramiques — Partie 2: Masse volumique sans tassement]</ref>.

=== Pédologie, sédimentologie et géotechnique ===
[[Fichier:États de l'eau dans le sol.svg|vignette|redresse=1.25|Représentation schématique de la [[porosité]] d'un [[Sol (pédologie)|sol]] ou d'un [[sédiment]] partiellement occupée par un liquide (ici de l'eau) et un gaz]]

En [[Pédologie (géoscience)|pédologie]], [[sédimentologie]] et en [[géotechnique]], on parle aussi de la "''masse volumique sèche''" (ou par abus de langage de "''densité sèche''") d'un échantillon de [[Sol (pédologie)|sol]], ou de [[sédiment]], sec obtenu après évaporation de toute son eau interstitielle après chauffage à l'[[Étuve de laboratoire|étuve]] à 105 °C jusqu'à poids constant. 

La "''masse volumique sèche''" d'un sol (ou d'un sédiment) est la masse volumique apparente d'un sol (ou d'un sédiment) dont le squelette minéral rigide n'aurait subi aucune déformation mécanique après séchage et élimination complète de l'eau par évaporation et dont le volume initial apparent reste inchangé. Un exemple est celui d'un sol ou d'un sédiment [[sable]]ux  ([[silice]], {{Fchim|SiO|2}}) dont la [[porosité]] à l'état saturée est remplie d'[[Eau purifiée|eau pure]] ([[eau douce]] ou [[eau distillée]], afin de ne pas laisser de résidu de [[Sel (chimie)|sel]] solide cristallisé après évaporation de l'eau interstitielle). 

La masse volumique sèche (<math>\rho_{\text{(sèche)}}</math>) d'un sol est définie comme le rapport de la masse sèche de l'échantillon de sol au volume initial total apparent de l'échantillon humide et intact au moment du prélèvement :

: <math>\rho_{\text{(sèche)}} = \mathrm\frac{Masse_{\text{ (Sol sec)}}}{Volume_{\text{ (Initial apparent de l'échantillon humide et intact)}}}</math>.

La masse de l'échantillon de sol (ou de sédiment) sec est celle des grains secs des minéraux (et éventuellement de la matière organique). Le volume est le volume initial total apparent de l'échantillon humide intact occupé par les grains et les [[Porosité|pores]] du sol<ref name="Dadey_1992">{{Chapitre|langue=en|prénom1=K.A.|nom1=Dadey|prénom2=T.|nom2=Janecek|prénom3=A.|nom3=Klaus|titre chapitre=Dry-Bulk Density: Its Use and Determination|titre ouvrage=Proceedings of the Ocean Drilling Program|traduction titre=Densité Sèche Apparente : Son Usage et sa Détermination », dans les « ''Comptes-rendus du Programme de Forage Océanique''|éditeur=Ocean Drilling Program|date=1992-08|pages=551–554|doi=10.2973/odp.proc.sr.126.157.1992|lire en ligne=http://www-odp.tamu.edu/publications/126_SR/VOLUME/CHAPTERS/sr126_37.pdf#page=4.42|passage=''Extrait : Dry-bulk density is defined as the mass (weight) of the dry solids divided by the total volume of the wet sample; that is, dry-bulk density is the ratio of the mass of the mineral grains to the total volume. All index properties are essentially ratios of masses and volumes. Therefore, dry-bulk density can be calculated directly from mass and volume measurements, or by relationships with other index properties.''|consulté le=2025-02-25}}</ref>. Après séchage (et en absence de [[cristallisation]] indésirable et significative de sels dissous résiduels), l'eau interstitielle du sol est remplacée par de l'air et la masse de solide sec correspond à celle des grains minéraux du squelette du sol ou du sédiment. Pour éviter toute confusion possible concernant la nature et la valeur exacte du volume au dénominateur de la fraction : le volume de l'échantillon sec ou celui de l'échantillon humide (?), on se réfère toujours au volume initial total apparent de l'échantillon humide et intact (c.-à-d., non-déformé). Cela offre l'avantage de s'affranchir de toutes variations de volume suite au traitement de l'échantillon et surtout de faire référence aux conditions ''in situ'' initiales non perturbées du sol ou du sédiment en place avant prélèvement pour sa caractérisation.<br />Il s'agit du volume de l'échantillon humide juste après le prélèvement et n'ayant pas subi de déformation mécanique due au chauffage et au séchage de l'échantillon.<br />En effet, pour des sols argileux, ou très riches en [[matière organique]], des variations de volume de l'échantillon sont possibles après séchage, en cas de retrait des [[argile]]s gonflantes ([[smectite]]s, [[montmorillonite]]…), ou de décomposition de la matière organique, et d'apparition de fissures dans l'échantillon.

En fonction de la nature, de la structure, de la texture et de la [[granulométrie]] du sol ([[sable]], [[argile]], [[Limon (roche)|limon]], [[tourbe]]…) ou du sédiment, de sa provenance (terrestre ou marine) et de la [[salinité]] de l'eau interstitielle, certaines précautions ou hypothèses doivent être prises en compte ou vérifiées pour assurer une détermination correcte de la densité sèche d'un échantillon donné<ref name="Dadey_1992" />.

En anglais, la "''masse volumique sèche''" se traduit par "''dry bulk density''" (<math>\rho_{\text{bulk, dry}}</math>).

== Notes et références ==
{{Références}}

== Voir aussi ==
=== Articles connexes ===
* [[Espace poreux du sol]]
* [[Espace poreux du sol#Densité sèche|Densité sèche]]
* [[Porosité]]
* [[Sol (pédologie)]]
* [[Compaction du sol]]
* [[Sédimentologie]]

=== Liens externes ===
* {{Lien web | auteur=AquaPortail | date=2009-09-24 | titre=Densité apparente : définition et explications | site=AquaPortail | url=https://www.aquaportail.com/dictionnaire/definition/5562/densite-apparente | langue=fr | consulté le=2025-02-26}}
* {{Article | auteur=ICAR | date=Avril 2013 | titre=Techniques et Recherches Matériaux Réfractaire. Du côté des essais : Masse volumique apparente et porosité ouverte | périodique=e-Newsletter | numéro=26 | url=https://icar-cm2t.com/wp-content/uploads/2020/01/Newsletter_ICAR_n26_FR.pdf | langue=fr | consulté le=2025-02-26}}
* {{Lien web | auteur= | date=2017 | titre=ISO 11272:2017(fr) Qualité du sol – Détermination de la masse volumique apparente sèche. Soil quality – Determination of dry bulk density | site=ISO | url=https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:11272:ed-2:v1:fr | consulté le=2025-02-26}}
* {{Lien web | titre=NF EN 1936 : Méthodes d'essai des pierres naturelles. Détermination des masses volumiques | site=Afnor Éditions | url=https://www.boutique.afnor.org/fr-fr/norme/nf-en-1936/methodes-dessai-des-pierres-naturelles-determination-des-masses-volumiques-/fa141541/29360 | langue=fr | consulté le=2025-02-26}}
* {{Lien web | titre=Détermination de la masse volumique apparente, réelle et absolue des matériaux utilisés dans la formulation du béton | site=Scribd | date=2021-08-05 | url=https://www.scribd.com/document/367818138/Masse-Volumique-Apparente-Reelle-Et-Absolue-Des-Materiaux-Utilises-Copie | consulté le=2025-02-26}}
* {{Ouvrage | nom1=Blake | prénom1=G. R. | nom2=Hartge | prénom2=K. H. | date=2018-09-11 | titre=SSSA Book Series | chapitre=Bulk Density | éditeur=Soil Science Society of America, American Society of Agronomy | lieu=Madison, WI, USA | isbn=978-0-89118-864-3 | doi=10.2136/sssabookser5.1.2ed.c13}}
* {{Ouvrage | nom1=Campbell | prénom1=Donald J. | nom2=Henshall | prénom2=J. Kenneth | date=2000 | titre=Bulk density. In Soil and Environmental Analysis | pages=327–360 | édition=2nd Edition | éditeur=CRC Press | isbn=9780429208232 | url=https://www.taylorfrancis.com/chapters/edit/10.1201/9780203908600-13/bulk-density-donald-campbell-kenneth-henshall}}

{{Palette|Analyse du comportement des poudres|Essais sur les matériaux de construction}}
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