Au-delà de 12 % de fines, un gravier propre n'en est plus un, il devient un gravier silteux. C'est le sol GM de la classification USCS, un squelette de graviers, mais assez de limon pour qu'il craigne le gel et draine mal.
On voit ici ce que veut dire ce symbole, à partir de quel taux de fines il s'applique, et comment ce sol se tient une fois sur un chantier.
Sommaire
Ce que désigne le symbole GM
GM est un symbole à deux lettres de la classification américaine USCS. La première, G, dit que le sol est un gravier (gravel). La seconde, M, dit que ses fines sont silteuses, c'est-à-dire limoneuses.
Concrètement, un GM est un sol grossier dont les graviers dominent, mais chargé d'un limon non plastique qui remplit les vides entre les grains. C'est ce limon qui commande tout son comportement. Le système global qui produit ce code est détaillé dans la classification USCS et GTR.
En bref : un GM, c'est du gravier qui n'est plus propre. Il garde la portance d'un sol grossier, mais ses fines limoneuses le rendent sensible à l'eau et au gel, contrairement à un gravier lavé.
À partir de quand un gravier devient GM
Tout se joue sur le taux de fines, la part du sol qui passe au tamis de 0,075 mm (le tamis n°200). Ce seuil décide si le gravier reste propre ou bascule en GM.
De propre à silteux, une affaire de pourcentage
En dessous de 5 % de fines, le gravier est propre, on parle alors de gravier propre bien gradué GW ou de gravier mal gradué GP. Au-delà de 12 % de fines, ce sont les fines qui prennent la main sur le comportement, et le sol devient GM si elles sont silteuses.
Entre 5 et 12 %, on est dans une zone de transition. Le sol reçoit un double symbole, GW-GM ou GP-GM selon le tri de ses graviers. Cette notation signale un gravier propre qui commence à se charger de limon.
Silteuses ou argileuses, ce que tranche l'abaque
Reste à savoir si ces fines sont du limon ou de l'argile. On le lit sur l'abaque de Casagrande, qui croise la limite de liquidité et l'indice de plasticité des fines.
Des fines peu plastiques, sous la ligne A de l'abaque, sont silteuses. Le sol prend alors la lettre M, et le gravier est un GM. Des fines plus plastiques, au-dessus de la ligne A, sont argileuses, et le gravier devient un GC. Le seuil de fines est le même, c'est leur nature qui change la dernière lettre.
Les essais qui le déterminent
Classer un gravier en GM tient à deux essais de laboratoire, menés sur un échantillon prélevé en sondage.
Analyse granulométrique
On tamise le sol séché pour mesurer la part de grains qui passe au tamis de 0,075 mm. C'est ce pourcentage de fines qui fait basculer le gravier de propre à GM.
Limites d'Atterberg sur les fines
On mesure la plasticité de la fraction fine. Placée sous la ligne A de l'abaque de Casagrande, elle est silteuse, et confirme le M de GM. Au-dessus, elle serait argileuse.
L'analyse granulométrique répond à la première question, combien de fines. Les limites d'Atterberg répondent à la seconde, de quelle nature. Les deux ensemble distinguent un GM d'un gravier propre comme d'un gravier argileux.
Gel et drainage, le vrai point faible
C'est ici que le GM se distingue des graviers propres. Ses fines limoneuses lui valent deux faiblesses, le drainage et la tenue au gel.
Pourquoi le limon gèle si mal
Le silt est la fraction de sol la plus gélive, plus encore que l'argile. Ses pores sont assez fins pour aspirer l'eau par capillarité, mais assez ouverts pour la laisser monter vers le front de gel. L'eau s'y accumule en lentilles de glace qui gonflent et soulèvent le sol.
Un gravier propre, lui, ne gèle pratiquement pas, ses gros vides laissent l'eau geler sur place sans former de lentilles. La gélivité apparaît dès qu'un sol contient une part notable de fines très fines. Le critère de référence, celui de Casagrande, retient les particules inférieures à 0,02 mm comme fraction critique. Le GM, chargé de fines silteuses, se range nettement du côté des sols gélifs quand l'eau et le froid se combinent.
Un drainage qui chute avec les fines
Les mêmes fines qui retiennent l'eau bouchent les vides entre les graviers. Le GM draine donc beaucoup moins bien qu'un gravier lavé. Ce n'est pas un matériau drainant, et il faut éviter de compter dessus pour évacuer l'eau autour d'un ouvrage.
À surveiller : un GM saturé puis gelé peut se soulever, puis tasser au dégel. En zone froide ou sous une dalle, on le protège du gel et de l'eau, ou on le remplace par un matériau propre sous la fondation.
GM ou GC, silteux ou argileux
GM et GC se ressemblent sur le papier, deux graviers chargés de plus de 12 % de fines. Tout les sépare sur la nature de ces fines, et donc sur leur comportement.
Le GM porte des fines silteuses, peu plastiques. Le gravier à fines argileuses GC porte des fines plus plastiques. Les fines silteuses apportent surtout la gélivité, les fines argileuses apportent de la cohésion mais un risque de gonflement et de retrait avec l'eau.
| Critère | GM, gravier silteux | GC, gravier argileux |
|---|---|---|
| Nature des fines | Silteuses, limon peu plastique | Argileuses, plus plastiques |
| Position sur l'abaque | Fines sous la ligne A | Fines au-dessus de la ligne A |
| Point faible principal | Sensibilité au gel | Gonflement et retrait avec l'eau |
| Cohésion des fines | Faible | Plus marquée |
| Seuil de fines | Plus de 12 % | Plus de 12 % |
Retenez le repère simple. Si les fines d'un gravier sont du limon, c'est un GM, et le risque est le gel. Si ce sont de l'argile, c'est un GC, et le risque est le mouvement avec l'eau.
Le GM sur le terrain
Le GM n'est pas un mauvais sol, c'est un sol à conditions. Son squelette de graviers lui donne de bonnes qualités, ses fines lui imposent des précautions.
Une bonne portance, mais sous conditions
Compacté et tenu au sec, un GM offre une portance correcte pour fonder. Le souci n'est pas sa résistance, c'est sa sensibilité à l'eau et au gel. Mal protégé, il perd de sa tenue quand il s'humidifie, et il se soulève s'il gèle saturé.
Côté terrassement, un gravier chargé de fines comme le GM se rapproche, dans la logique française du Guide des terrassements, des classes de sols graveleux comportant des fines. La correspondance reste indicative, la classe exacte se lit toujours dans le rapport d'essai, jamais dans une table de conversion.
Trois réflexes quand on lit un GM
Repérer un GM dans un rapport ou un bordereau appelle quelques vérifications simples.
- Vérifier la teneur en eau au moment des travaux, un GM trop humide se compacte mal.
- Penser au gel en climat froid ou sous dallage, et prévoir une protection ou un drainage en amont.
- Ne pas le confondre avec un sable silteux SM, même logique de fines, mais un squelette de sable, donc une portance plus faible.
Reconnaître un GM en un coup d'oeil
Questions fréquentes
Qu'est-ce qu'un sol GM
Que signifie gravier silteux
À partir de quel taux de fines parle-t-on de GM
Quelle différence entre GM et GC
Comment sait-on que les fines sont silteuses
Un gravier GM draine-t-il bien
Pourquoi le sol GM est-il sensible au gel
Le GM convient-il aux fondations
Que veut dire la lettre M dans GM
Qu'est-ce qu'un double symbole GW-GM
Le GM est-il sensible à la teneur en eau
En quoi le GM diffère-t-il d'un gravier propre
À retenir
- Le GM est un gravier silteux de la classification USCS, G pour gravier, M pour fines silteuses.
- Il contient plus de 12 % de fines au tamis de 0,075 mm. En dessous de 5 % le gravier est propre, entre les deux on utilise un double symbole comme GW-GM.
- L'analyse granulométrique mesure le taux de fines, les limites d'Atterberg disent si elles sont silteuses (GM) ou argileuses (GC).
- Son point faible vient des fines, le silt est gélif et réduit le drainage. Un GM se protège du gel et de l'eau.
- Compacté et au sec, il garde une portance correcte. À ne pas confondre avec le sable silteux SM, au squelette plus faible.
