Avant de poser une route, un dallage ou une plateforme industrielle, on contrôle que le sol compacté ne va pas s'enfoncer sous les charges. L'essai à la plaque répond avec un chiffre, le module EV2, exprimé en mégapascals. Vous tenez un résultat d'essai et vous voulez savoir si votre plateforme passe, ce que vaut le rapport k, ou à quelle classe de portance vous arrivez. On détaille ce que mesure chaque valeur, comment l'essai se déroule, et où le rapport k trompe souvent.
Sommaire
- L'essai à la plaque mesure la portance d'une plateforme
- La plaque applique deux cycles de charge sur le sol
- Les modules EV1 et EV2 montrent comment le sol se déforme
- La dynaplaque contrôle la portance plus vite
- Les classes PF situent la plateforme selon sa portance
- La norme NF P 94-117 encadre l'essai
- Questions fréquentes
L'essai à la plaque mesure la portance d'une plateforme
La portance, c'est la capacité d'un sol compacté à supporter une charge sans s'affaisser. Sur un chantier de terrassement, on la mesure avant de monter la couche suivante. Un fond de forme trop mou se tasse plus tard sous le poids de la chaussée, du dallage ou du bâtiment, et le revêtement se fissure.
L'essai à la plaque sert à réceptionner cette portance avec une valeur chiffrée. Il fait partie des mesures réalisées directement sur le terrain, au même titre que le pénétromètre ou le pressiomètre, mais il vise un objet précis, la surface d'appui d'une structure.
On le retrouve surtout sur trois types d'ouvrages :
- Les plateformes routières et les voiries, avant la pose des couches de chaussée.
- Les dallages industriels et les plateformes logistiques, où la moindre déformation gêne le roulage et le stockage.
- Les plateformes ferroviaires et aéroportuaires, soumises à des charges lourdes et répétées.
À noter : on distingue la portance à court terme, mesurée à la réception de la plateforme, de la portance à long terme une fois l'ouvrage en service. Le Cerema rappelle que la valeur à court terme reste le critère principal de réception des plateformes supports.
La plaque applique deux cycles de charge sur le sol
Le principe tient en une image. On pose une plaque rigide circulaire de 60 cm de diamètre sur le sol, on la charge avec un vérin qui prend appui sous un camion lesté, et on mesure de combien la plaque s'enfonce. Le matériel mobilise un massif de réaction supérieur à 8 tonnes, en général un camion 6x4 chargé.
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Mise en place de la plaque
La plaque de 60 cm repose sur le sol avec une fine couche de sable pour assurer un contact plan.
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Premier cycle de charge
La pression monte de 0 à 0,25 MPa, on attend la stabilisation de l'enfoncement, on relève la mesure puis on redescend à zéro. Ce cycle donne le module EV1.
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Second cycle de charge
La pression monte de 0 à 0,20 MPa, même attente de stabilisation, même relevé d'enfoncement. Ce second cycle donne le module EV2.
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Lecture de l'enfoncement
Une poutre de Benkelman munie d'un comparateur au centième mesure le tassement de la plaque à chaque palier.
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Calcul des modules
À partir de l'enfoncement et de la pression appliquée, on calcule EV1, EV2 et le rapport k entre les deux.
La valeur maximale lisible par cette méthode tourne autour de 250 MPa. Au-delà, le sol est trop raide pour que la plaque l'enfonce de façon mesurable.
Qui réalise l'essai : un laboratoire géotechnique ou un bureau d'études équipé du matériel, souvent missionné comme contrôle extérieur du chantier par le maître d'ouvrage. Le résultat arrive sous forme d'un rapport d'essai qui indique EV2, le rapport k, le nombre de points testés et la classe atteinte.
Les modules EV1 et EV2 montrent comment le sol se déforme
Un essai à la plaque produit deux modules, plus un rapport entre les deux. Chacun raconte une chose différente sur le comportement du sol.
EV1 et EV2 décrivent deux états du sol
Le module EV1 vient du premier chargement. Il décrit la déformabilité du sol dans son état de compacité au moment de l'essai. Un EV1 faible signale un compactage insuffisant, un matériau médiocre ou une teneur en eau trop forte.
Le module EV2 vient du second chargement, après que le premier passage a déjà tassé le sol. C'est la valeur retenue pour qualifier la portance et pour situer la plateforme dans une classe. Plus EV2 est élevé, moins la plateforme se déforme sous la charge.
Le rapport k juge la qualité du compactage
Le rapport k vaut EV2 divisé par EV1. Il donne une idée de la qualité du compactage. Plus il est bas, mieux le sol est compacté, parce que le second passage n'a presque plus rien à tasser. Un rapport élevé veut dire que le sol s'est encore réarrangé entre les deux cycles.
Les seuils dépendent du cahier des charges et du type de matériau. Un rapport k inférieur à 2 est souvent demandé, parfois jusqu'à 2,2 ou 2,5 pour les matériaux grossiers. Une plateforme conforme combine en général un EV2 atteint et un rapport k sous le seuil fixé.
Attention : l'essai à la plaque mesure la déformabilité, pas directement l'état de compacité du sol. L'AFNOR le précise dans la norme. Le rapport k reste un indicateur indirect, utilisé à tort comme une preuve de compactage. Pour valider une compacité, on s'appuie sur d'autres essais comme le contrôle au gammadensimètre.
Pour ne rien laisser passer, voici les points à contrôler quand un rapport d'essai arrive sur votre bureau.
À regarder sur un rapport d'essai à la plaque
La dynaplaque contrôle la portance plus vite
L'essai statique demande du temps et un camion lesté. Pour multiplier les points de contrôle sur une grande surface, les chantiers utilisent souvent un essai dynamique. Le principe change, le but reste le même, vérifier la portance.
La dynaplaque applique un choc par une masse tombante au lieu d'un chargement progressif. La plaque dynamique légère, plus maniable, lâche une masse sur une plaque de 30 cm et donne un module dynamique. Un calcul permet ensuite de remonter vers une valeur de EV2 ou un indice CBR.
| Critère | Essai statique | Essai dynamique |
|---|---|---|
| Grandeur mesurée | Module EV2 (et EV1) | Module dynamique, converti vers EV2 ou CBR |
| Matériel | Plaque 60 cm, vérin, massif de réaction | Masse tombante, plaque 30 cm, appareil portable |
| Rapidité | Lente, plusieurs minutes par point | Rapide, nombreux points sur une journée |
| Usage type | Réception officielle de plateforme | Contrôle continu, suivi de compactage |
| Norme | NF P 94-117-1 | NF P 94-117-2 |
Le choix dépend du besoin. L'essai statique reste la référence pour une réception contractuelle. La mesure dynamique convient au contrôle de routine sur de grandes surfaces, avec une plage de mesure plus restreinte sur les portances élevées.
Les classes PF situent la plateforme selon sa portance
Une fois EV2 connu, on range la plateforme dans une classe de portance, notée PF. Ces classes viennent du Guide des terrassements routiers, le GTR, et servent à dimensionner les couches qui viennent au-dessus. Plus la classe est haute, plus la plateforme accepte de charges.
| Classe de portance | Module EV2 | Lecture |
|---|---|---|
| PF1 | 20 à 50 MPa | Portance faible, support de base |
| PF2 | 50 à 120 MPa | Portance courante des plateformes |
| PF3 | 120 à 200 MPa | Portance élevée, trafic important |
| PF4 | Plus de 200 MPa | Portance maximale, ouvrages exigeants |
La norme de dimensionnement des chaussées neuves NF P 98-086 a affiné la classe PF2 en deux niveaux, la PF2 entre 50 et 80 MPa et la PF2qs entre 80 et 120 MPa. Le seuil exact à viser figure dans le cahier des charges du chantier et dans le guide GTR du Cerema.
La norme NF P 94-117 encadre l'essai
L'essai à la plaque suit une norme française découpée en trois parties. Chaque partie correspond à un mode de chargement et à une grandeur différente.
| Norme | Objet | Grandeur |
|---|---|---|
| NF P 94-117-1 | Module sous chargement statique à la plaque | EV2 |
| NF P 94-117-2 | Module sous chargement dynamique (dynaplaque) | Module dynamique |
| NF P 94-117-3 | Coefficient de réaction sous chargement statique | kW de Westergaard |
La première partie, homologuée en 2000, fixe le mode opératoire de l'essai statique pour les plateformes de terrassement et d'assainissement. Les matériaux concernés suivent la classification de la norme NF P 11-300, avec une taille d'éléments inférieure à 200 mm. La troisième partie, le coefficient de Westergaard, sert plutôt à dimensionner les dallages.
Questions fréquentes
Qu'est-ce que l'essai à la plaque
Que mesure le module EV2
À quoi sert le module EV1
Qu'indique le rapport k entre EV2 et EV1
Comment se déroule un essai à la plaque statique
Quelle différence entre l'essai à la plaque et la dynaplaque
Quelle valeur de EV2 pour une plateforme de classe PF2
À quoi servent les classes PF1 à PF4
L'essai à la plaque mesure-t-il le compactage du sol
Quand réalise-t-on un essai à la plaque sur un chantier
Combien coûte un essai à la plaque
Quelle norme encadre l'essai à la plaque
À retenir
- L'essai à la plaque mesure la portance d'une plateforme et donne le module EV2 en mégapascals.
- EV1 décrit l'état du sol au premier chargement, EV2 sa déformabilité au second. Le rapport k entre les deux indique la qualité du compactage, le plus bas étant le meilleur.
- L'essai mesure la déformabilité, pas la compacité. Le rapport k reste un indicateur indirect.
- Les classes PF1 à PF4 situent la plateforme selon sa portance, de 20 MPa à plus de 200 MPa.
- La dynaplaque offre un contrôle plus rapide, le statique reste la référence pour une réception officielle.
- Le mode opératoire suit la norme NF P 94-117-1 pour le statique et NF P 94-117-2 pour le dynamique.
