Sur une fiche d'essai publique datée de mai 2024, 81,8 % des grains d'un sable de Cavalaire-sur-Mer tiennent entre 0,16 et 0,315 mm. Ce genre de ligne arrive en annexe de votre rapport d'étude de sol, souvent sans un mot d'explication. Ce guide montre comment le laboratoire obtient ces chiffres, comment lire le tableau et la courbe, et ce qu'ils changent pour votre terrain.
Les points clés à retenir
- NF EN ISO 17892-4, depuis janvier 2018 : la norme remplace NF P 94-056 et NF P 94-057 pour les sols.
- Argile sous 0,002 mm, limon jusqu'à 0,063 mm : le sable va ensuite jusqu'à 2 mm, selon l'ISO 14688-1.
- Cu = d60 / d10 : à partir de 6, avec un Cc entre 1 et 3, un sable est bien gradué en USCS.
- Cu de 3 à 6, moins de 3 % de fines : les critères rappelés pour un sable filtrant d'assainissement (DTU 64.1).
Sommaire
L'analyse granulométrique mesure la part de chaque taille de grain
L'analyse granulométrique d'un sol donne, en pourcentage du poids sec, la part de graviers, de sables, de limons et d'argiles d'un échantillon. Le laboratoire fait passer les grains visibles dans des tamis et laisse décanter les plus fins dans l'eau. Le résultat tient dans un tableau et une courbe, la courbe granulométrique.
Les familles de grains portent des noms fixés par la norme ISO 14688-1. Ces noms désignent une taille, pas une nature minérale : la fraction argileuse regroupe les grains de moins de 0,002 mm, sans dire à elle seule s'il s'agit de minéraux argileux.
Du plus fin au plus gros. Chaque famille couvre une plage beaucoup plus large que la précédente, d'où l'échelle logarithmique de la courbe.
| Famille de grains | Sous-familles (ISO 14688-1) | Comment le laboratoire la mesure |
|---|---|---|
| Grave | Fine 2 à 6,3 mm, moyenne 6,3 à 20 mm, grossière 20 à 63 mm | Tamisage |
| Sable | Fin 0,063 à 0,2 mm, moyen 0,2 à 0,63 mm, grossier 0,63 à 2 mm | Tamisage après lavage |
| Limon | Fin, moyen et grossier, de 0,002 à 0,063 mm | Sédimentation dans l'eau |
| Argile | Une seule famille, jusqu'à 0,002 mm | Sédimentation dans l'eau |
L'analyse fait partie des essais réalisés en laboratoire sur les échantillons d'une étude de sol. Elle ne mesure pas la résistance du terrain. Elle dit de quoi le sol est fait, grain par grain.
Le laboratoire passe par cinq étapes, du sac de terre à la courbe
Pour un sol, la procédure suit aujourd'hui la norme NF EN ISO 17892-4, publiée en janvier 2018. Elle prévoit le tamisage pour les grains visibles et deux méthodes de sédimentation pour les fines : le densimètre (aussi appelé hydromètre) et la pipette.
- 1
Sécher et peser l'échantillon
Le sol prélevé sur le terrain passe à l'étuve, à une température fixée par la procédure (105 °C sur la fiche publique décodée plus bas), puis il est pesé. Cette masse sèche sert de base à tous les pourcentages.
- 2
Laver sur le tamis le plus fin
L'eau entraîne les limons et les argiles collés aux sables. Sans lavage, ces fines restent agglomérées sur les gros grains et le sol paraît plus sableux qu'il n'est.
- 3
Tamiser le refus sur une colonne
Le matériau lavé et séché descend une pile de tamis aux mailles toujours plus serrées. Le technicien pèse ce qui reste sur chaque tamis : c'est le refus.
- 4
Faire décanter les fines
Les grains trop petits pour un tamis sont mis en suspension dans l'eau. Les plus gros tombent plus vite que les plus fins, selon la loi de Stokes. La mesure de la densité de l'eau au fil du temps donne la part de limon et d'argile, en diamètres équivalents.
- 5
Calculer et tracer la courbe
Les refus deviennent des pourcentages cumulés, puis des passants. Chaque passant est porté face à l'ouverture de son tamis, sur un axe logarithmique.
Attention. Les anciennes normes NF P 94-056 (tamisage, 1996) et NF P 94-057 (sédimentation, 1992) sont annulées. Le catalogue AFNOR, consulté pour ce guide, indique qu'elles sont remplacées par NF EN ISO 17892-4. Des fiches récentes les citent encore : celle de 2024 décodée plus bas en fait partie.
Une référence ancienne ne rend pas le résultat faux pour autant. Demandez au bureau d'études quelle méthode a été réellement appliquée. Pour un sable ou un gravier destiné au béton, une autre norme s'applique : la NF EN 933-1, propre aux granulats.
Le tableau de tamisage se remplit en trois colonnes
Le tableau d'analyse granulométrique transforme des pesées en pourcentages. Trois calculs suffisent : le refus cumulé, sa part dans la masse sèche, puis le tamisat, c'est-à-dire ce qui passe à travers le tamis.
- Refus cumulé : la somme des refus du tamis considéré et de tous les tamis plus gros.
- Refus cumulé en % : refus cumulé divisé par la masse sèche initiale, multiplié par 100.
- Tamisat en % : 100 moins le refus cumulé en %. C'est la valeur reportée sur la courbe.
Exemple chiffré construit pour illustrer le calcul, sur 1 000 g de sol sec :
| Tamis (mm) | Refus partiel (g) | Refus cumulé (g) | Refus cumulé (%) | Tamisat (%) |
|---|---|---|---|---|
| 5 | 50 | 50 | 5 | 95 |
| 2 | 120 | 170 | 17 | 83 |
| 1 | 150 | 320 | 32 | 68 |
| 0,5 | 200 | 520 | 52 | 48 |
| 0,2 | 220 | 740 | 74 | 26 |
| 0,08 | 120 | 860 | 86 | 14 |
Les 140 g restants correspondent au matériau plus fin que 0,08 mm, parti au lavage ou recueilli sous le dernier tamis, pour un bilan de masse complet.
Ce sol est surtout sableux, avec 14 % de grains plus fins que 0,08 mm. Un détail compte pour la suite. Le d10, le diamètre sous lequel passent 10 % des grains, tombe sous le dernier tamis.
Sans sédimentation, le laboratoire ne le connaît pas. Le coefficient d'uniformité, qui en dépend, ne se calcule donc pas sur ce seul tableau.
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Lire une courbe granulométrique en trois gestes
La courbe porte en abscisse l'ouverture des tamis, en millimètres, sur une échelle logarithmique. En ordonnée, elle porte le tamisat cumulé, de 0 à 100 %. Elle monte toujours de gauche à droite, des grains les plus fins vers les plus gros.
La place de la courbe et sa pente
Regardez d'abord où la courbe atteint 100 %. Le plus petit tamis qui laisse tout passer fixe une borne haute : aucun grain de l'échantillon ne dépasse son ouverture. Regardez ensuite où elle coupe la verticale de 0,063 mm, ou de 0,08 mm sur les fiches anciennes : ce point donne la part de fines.
La pente parle de la variété des tailles :
- une courbe qui grimpe presque à la verticale signale des grains de taille voisine,
- une courbe qui s'étire sur plusieurs décades de diamètres signale un mélange large, du sable fin aux graviers.
Les diamètres d10, d30 et d60 donnent Cu et Cc
Le d10 est le diamètre sous lequel passent 10 % du poids de l'échantillon. Le d30 et le d60 se lisent de la même façon, à 30 % et à 60 %. Deux coefficients en découlent :
- Coefficient d'uniformité : Cu = d60 / d10. Plus il est grand, plus les tailles de grains sont variées.
- Coefficient de courbure : Cc = d30² / (d10 × d60). Il vérifie que les tailles intermédiaires ne manquent pas.
| Sol propre (moins de 5 % de fines) | Bien gradué si | Sinon |
|---|---|---|
| Grave | Cu d'au moins 4 et Cc entre 1 et 3 (GW) | Grave mal graduée (GP) |
| Sable | Cu d'au moins 6 et Cc entre 1 et 3 (SW) | Sable mal gradué (SP) |
Ces seuils sont ceux de la classification USCS, fixée par la norme américaine ASTM D2487 et reprise dans de nombreux rapports français. Nous détaillons les familles de sols de cette grille et celles du guide GTR dans notre fiche sur les classifications de sols utilisées dans les rapports.
La forme repère un sol étalé, serré ou à trou
Courbe étalée, pente douce
Une large gamme de tailles est représentée. Les petits grains comblent une partie des vides entre les gros.
Cu élevé, bien graduéCourbe presque verticale
Une seule taille domine, comme un sable de dune. Les vides restent ouverts entre les grains.
Cu proche de 1Courbe avec un palier
Une plage de tailles manque, par exemple des graviers et des fines sans sable moyen.
Granulométrie discontinueUn palier passe facilement inaperçu. Le Cu semble alors correct, mais le Cc sort de la plage de 1 à 3. C'est la raison d'être de ce second coefficient.
Deux fiches publiques décodées ligne par ligne
Les deux documents ci-dessous sont publics et téléchargeables. Le premier est une fiche d'essai de sol, le second une comparaison de sables de carrière. Les calculs signalés comme tels sont faits par notre rédaction à partir des valeurs publiées.
Un sable fin de Cavalaire-sur-Mer, essai de mai 2024
La fiche d'essais publiée sur le site de la DREAL Provence-Alpes-Côte d'Azur porte sur un « sable fin marron micacé » prélevé à la pelle. Elle regroupe une analyse granulométrique, une valeur au bleu et une classification.
| Ligne de la fiche | Valeur | Ce que ça veut dire |
|---|---|---|
| Passant à 0,5 mm | 99,9 % | Presque aucun grain ne dépasse un demi-millimètre |
| Passant à 0,315 mm | 85,8 % | 81,8 % des grains tiennent entre 0,16 et 0,315 mm, à cheval sur le sable fin et le sable moyen |
| Passant à 0,160 mm | 4,0 % | |
| Passant à 0,08 mm | 0,4 % | Quasiment aucune fine, une sédimentation aurait peu d'intérêt pour décrire ce sable |
| Valeur au bleu | 0,04 | L'argile active est pratiquement absente |
| Classe GTR | D1 | Famille des sables alluvionnaires propres et des sables de dune |
| Profondeur du prélèvement | Non renseignée | Une information à toujours demander |
| Norme citée | NF P 94-056 | Norme annulée, encore employée en 2024 |
La fiche ne donne pas les diamètres d10, d30 et d60. Notre rédaction les a estimés par interpolation logarithmique entre les tamis : d10 proche de 0,17 mm, d30 de 0,20 mm, d60 de 0,25 mm. Cela donne un Cu voisin de 1,5 et un Cc voisin de 0,9.
Le sable est donc d'une grande uniformité. Selon ces estimations, il se rangerait en USCS parmi les sables mal gradués (SP). Ce classement indicatif est le nôtre, le laboratoire retient la classe GTR D1. Ce matériau est propre, mais il ne conviendrait pas comme sable filtrant, faute d'un Cu d'au moins 3.
Cinq sables d'assainissement face aux critères
Le document du Conseil général de l'Orne sur les sables destinés à l'assainissement non collectif compare les courbes de cinq carrières de l'Orne, de la Sarthe et de la Mayenne. Les analyses datent de 2011 et 2012, et le document a été mis à jour en janvier 2013.
Il rappelle trois critères :
- un Cu compris entre 3 et 6 (DTU 64.1),
- moins de 3 % de fines (DTU 64.1),
- un d10 entre 0,25 et 0,4 mm (fuseau du Cemagref).
| Carrière | Cu | d10 (mm) | Fines | Notre lecture face aux trois critères |
|---|---|---|---|---|
| Fercé-sur-Sarthe | 4,5 | 0,31 | moins de 3 % | Les trois critères granulométriques du document sont respectés |
| Saint-Fraimbault | 5,4 | 0,23 | moins de 3 % | d10 sous 0,25 mm |
| Vignats | 9 | 0,30 | 0,6 % | Cu au-dessus de 6 |
| La Ventrouze | 7,5 | 0,32 | moins de 3 % | Cu au-dessus de 6 |
| Voutré | 4,8 | 0,70 | 3 à 4 % | d10 trop gros, fines au-dessus de 3 % |
Un seul sable sur cinq respecte en même temps les trois critères granulométriques, alors que tous portent une mention « filtrant » ou « drainant » dans leur appellation. Notre lecture laisse de côté la teneur en calcaire, également suivie par le document. Les données ont plus de dix ans et ne disent rien de la production actuelle de ces carrières.
Ce tableau ne dit pas que quatre sables sont impropres à toute filtration. La leçon reste pratique : avant de faire livrer un sable pour un filtre, demandez la courbe du lot et vérifiez le Cu, le d10 et la part de fines face au référentiel de votre dispositif, sans vous arrêter au nom du produit.
Ce que la courbe change pour votre projet
La granulométrie oriente des choix concrets, mais elle ne dimensionne rien seule. Le bureau d'études la croise toujours avec d'autres essais.
| Votre projet | Ce que le bureau d'études regarde | Ce que ça décide |
|---|---|---|
| Assainissement non collectif | Part de fines du sol en place, courbe du sable d'apport | Épandage dans le sol naturel ou filtre à sable rapporté |
| Remblai, plateforme, voirie | Passant au tamis fin, taille du plus gros élément, valeur au bleu | Classe GTR du matériau, réemploi tel quel, traitement ou évacuation |
| Drain, tranchée drainante | Courbe du sol autour du drain et courbe du matériau de remplissage | Choix du gravier ou du géotextile pour éviter que les fines bouchent le drain |
| Fondations d'une maison | Part d'argile et de limon, croisée avec la plasticité | Classement du sol, besoin d'essais complémentaires sur les argiles |
Pour un dispositif d'assainissement, la courbe complète le test de perméabilité. Notre guide sur l'étude de sol avant un assainissement individuel montre comment les deux se combinent.
Pour un remblai, la classe GTR conditionne aussi le compactage. Les essais Proctor et CBR sur le compactage et la portance prennent alors le relais.
Bon à savoir. La courbe ne donne ni la portance ni le tassement d'un sol. Une argile ressort sous forme d'une part de grains fins, mais son comportement face à l'eau se mesure avec les limites d'Atterberg et la valeur au bleu. Ces essais sont présentés avec la granulométrie dans notre guide sur l'identification complète d'un sol en laboratoire.
Faire analyser le sol de votre terrain
Un seul formulaire pour comparer les propositions de plusieurs bureaux d'études
Les erreurs qui faussent une analyse granulométrique
La plupart des erreurs ne viennent pas du tamis mais de l'échantillon ou de la lecture. Contrairement à l'œdomètre, la granulométrie se fait sur un sol remanié : un prélèvement à la pelle suffit, à condition qu'il soit représentatif.
Cinq pièges fréquents
- Un échantillon trop léger pour ses cailloux. Quelques gros éléments pèsent lourd dans le calcul. Plus le plus gros grain est gros, plus la masse à tamiser doit être importante.
- Un tamisage à sec sans lavage. Les fines restent collées aux sables et le sol paraît plus perméable qu'il n'est.
- Deux rapports, deux seuils. L'un donne le passant à 0,08 mm, l'autre à 0,063 mm. Les deux chiffres ne se comparent pas directement.
- Une fiche de granulat lue comme une fiche de sol. Un sable de carrière suit la NF EN 933-1, un sol la NF EN ISO 17892-4. Les tamis et les seuils diffèrent.
- Un Cu annoncé alors que le d10 tombe sous le dernier tamis. Sans sédimentation, ce Cu est soit extrapolé, soit impossible à calculer. Demandez comment il a été obtenu.
Une fois la fiche reçue, quelques contrôles rapides suffisent pour savoir si elle est exploitable.
Ce que vous vérifiez sur la fiche reçue
- Le sondage et la profondeur du prélèvement, pour rattacher le résultat à une couche précise du terrain.
- La norme appliquée, NF EN ISO 17892-4 pour un sol, et la méthode de sédimentation si les fines dépassent quelques pour cent.
- La masse sèche initiale, pour juger si l'échantillon est assez lourd au regard de ses plus gros grains.
- Le passant au tamis fin et le seuil utilisé, 0,063 ou 0,08 mm.
- Le d10, le d60 et le Cu, quand l'usage du sol en dépend : filtre, drain ou remblai.
- L'identification du laboratoire et du vérificateur. Sur la fiche de Cavalaire, seules des initiales apparaissent.
Questions fréquentes
Qu'est-ce qu'une analyse granulométrique
Quel est le principe de l'analyse granulométrique
Quelle est la norme de l'analyse granulométrique d'un sol
Quelle différence entre le refus et le tamisat
Comment calculer le coefficient d'uniformité
Qu'est-ce qu'un sol bien gradué
Pourquoi laver l'échantillon avant le tamisage
À quoi sert la sédimentométrie
Pourquoi certains rapports parlent de 80 µm et d'autres de 63 µm
Faut-il un échantillon intact pour une granulométrie
Quel sable choisir pour un filtre d'assainissement
La granulométrie d'un sol et celle d'un granulat suivent-elles la même norme
À retenir
- Lisez d'abord le plus gros grain et la part de fines, puis la pente de la courbe.
- Exigez le d10, le d60 et le Cu dès que le sol doit servir de filtre, de drain ou de remblai.
- Vérifiez la norme et le seuil du tamis fin avant de comparer deux fiches entre elles.
- Faites préciser le sondage et la profondeur de chaque échantillon analysé.
- Ne choisissez jamais un sable d'apport sur son nom commercial, mais sur sa courbe.
Préparer l'étude de sol de votre projet
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Pour aller plus loin
Prévoir le tassement d'un sol à l'œdomètre Mesurer la résistance d'un sol au triaxial Obtenir cohésion et frottement par cisaillement directSources
ISO 14688-1:2017, Identification et classification des sols, tableau 1 « Fractions granulaires ».
AFNOR, NF EN ISO 17892-4 (janvier 2018), Détermination de la distribution granulométrique des particules, et fiches d'annulation de NF P 94-056 et NF P 94-057.
ASTM D2487, Unified Soil Classification System, critères des graves et sables bien gradués.
