qc mesure la dureté d'un sol. On enfonce une pointe dans le terrain et on relève l'effort nécessaire pour la faire avancer. Dans une argile molle, cet effort reste faible, sous 1 MPa. Dans un sable dense, il dépasse parfois 40 MPa. Cette fiche explique ce que veut dire qc, son unité et comment se lit sa courbe en profondeur.
Sommaire
Ce que mesure la résistance de pointe qc
La résistance de pointe qc est l'effort mesuré sur la pointe conique d'un pénétromètre statique, divisé par la surface de sa base, pendant qu'on l'enfonce dans le sol. Plus le sol résiste au passage du cône, plus qc monte.
Le sigle tient en deux signes, et chacun dit une chose précise :
- q pour la résistance que le sol oppose à la pénétration
- c pour le cône, la pointe qui enregistre cet effort
On la mesure au cours de l'essai au pénétromètre statique, et on l'exprime en mégapascals. Contrairement à l'indice CBR ou à l'indice portant immédiat, qui s'expriment en pourcentage, qc porte une unité physique. C'est un repère qu'on retrouve dans beaucoup de comptes rendus de sol, aux côtés des autres termes du lexique géotechnique.
En bref : qc, c'est l'effort sur le cône divisé par la surface de sa base, en mégapascals. Faible dans les sols mous, élevé dans les sols denses, il sert d'abord à reconnaître la nature des couches traversées.
Comment qc se mesure au pénétromètre statique
Une machine pousse dans le sol un train de tiges terminé par une pointe conique, à vitesse lente et régulière, sans choc ni rotation. Un capteur placé derrière la pointe enregistre l'effort en continu. Cet effort, ramené à la surface du cône, donne qc à chaque centimètre.
Enfoncement à vitesse constante
La pointe conique avance à environ 2 cm par seconde, poussée par le train de tiges. Pas de battage, pas de rotation, juste une poussée lente et continue.
Mesure en continu de l'effort
Un capteur situé derrière le cône relève la force à chaque centimètre. Divisée par la surface de la base du cône, elle donne la valeur de qc à cette profondeur.
Tracé de la courbe en profondeur
Les valeurs s'empilent en une courbe de qc en fonction de la profondeur, qui se lit mètre par mètre comme une coupe du sous-sol.
Le déroulement complet, le matériel et les classes de pointe relèvent de l'essai au pénétromètre statique. La norme NF EN ISO 22476-1 fixe l'appareillage et le mode opératoire pour le cône électrique et le piézocône. Le pénétromètre statique fait partie des essais en place de reconnaissance géotechnique que mènent les organismes publics comme le Cerema.
qc, fs et le rapport de frottement, lus ensemble
La même sonde mesure une seconde grandeur, le frottement latéral fs sur le manchon situé juste au-dessus du cône. Pris seuls, qc et fs disent peu. Lus ensemble, ils trahissent la nature du sol.
Leur rapport, noté Rf, se calcule en divisant fs par qc et s'exprime en pourcentage. Un sable laisse passer la pointe facilement avec peu de frottement, ce qui donne un qc élevé et un Rf faible. Une argile freine la pointe et accroche le manchon, ce qui donne un qc faible et un Rf plus fort.
| Grandeur | Ce qu'elle mesure | Unité courante | Ce qu'elle révèle |
|---|---|---|---|
| qc | Effort sur la pointe conique | Mégapascal | Dureté, compacité, portance |
| fs | Frottement sur le manchon | Kilopascal | Nature et cohésion du sol |
| Rf | Rapport fs sur qc | Pourcentage | Sol plutôt sableux ou plutôt argileux |
Bon à savoir : le piézocône, ou CPTu, ajoute une mesure de la pression de l'eau dans les pores du sol. Sous la nappe et dans les argiles, on corrige alors qc en une résistance dite corrigée, notée qt, qui tient compte de cette pression d'eau.
Lire un profil de qc en fonction de la profondeur
qc n'est pas un chiffre unique. C'est une courbe qui descend avec la profondeur, et c'est elle qui fait la valeur du pénétromètre statique. On la lit comme une coupe du terrain, sans avoir remonté le moindre échantillon.
Voici ce qu'une courbe de qc laisse voir :
- une chute brutale signale une couche molle, argile, vase ou tourbe, où la pointe s'enfonce presque sans effort
- une remontée nette et durable marque un horizon résistant, sable dense ou grave, où poser ou ancrer une fondation
- une courbe en dents de scie trahit un sable, qui réagit par à-coups
- un palier bas et régulier accompagne une argile homogène sur toute son épaisseur
On découpe ainsi le sous-sol en couches successives. La nature exacte de chaque couche se confirme avec fs et avec la classification des sols.
Attention : un pic isolé de qc au milieu d'une couche molle ne prouve pas un bon sol. Une fine passée dure, un caillou ou un débris donne parfois un sommet trompeur sans valeur portante réelle. C'est la tendance de la courbe sur plusieurs dizaines de centimètres qui compte, pas un point pris seul.
Les valeurs types de qc selon le sol
Les ordres de grandeur ci-dessous donnent un repère, pas une règle. Les bornes se chevauchent, et chaque sol garde ses surprises selon sa teneur en eau, sa compacité et la profondeur.
| Famille de sol | Ordre de grandeur de qc | Lecture rapide |
|---|---|---|
| Argile molle, vase | Faible, souvent sous 1 MPa | Sol compressible, peu portant |
| Argile ferme à raide | Modéré, jusqu'à environ 5 MPa | Sol cohérent plus consistant |
| Sable lâche | Quelques MPa | Sol granulaire peu compact |
| Sable dense, grave | Élevé, parfois au-delà de 40 MPa | Sol granulaire compact, bon ancrage |
Dans les argiles, qc reste bas et dépasse rarement 5 MPa. Dans les sables, il grimpe avec la compacité et franchit 40 MPa quand le sol est dense. Entre les deux, un sol mixte donne des valeurs intermédiaires, à confirmer toujours par les mesures du chantier.
À quoi sert qc pour les fondations
Le profil de qc nourrit trois décisions. Il découpe le terrain en couches, il repère un appui solide, et il fournit une première estimation de la portance pour dimensionner les fondations, qu'elles soient superficielles ou profondes.
Ce qu'un profil de qc aide à décider
Cette lecture reste une étape de reconnaissance. La valeur portante retenue pour le calcul s'appuie sur l'ensemble des essais et sur le jugement du bureau d'études, pas sur le seul profil de qc.
Questions fréquentes
Qu'est-ce que la résistance de pointe qc
Quelle est l'unité de la résistance de pointe qc
Que veut dire la lettre c dans qc
Comment mesure-t-on la résistance de pointe qc
Quelle différence entre qc et le frottement latéral fs
Qu'est-ce que le rapport de frottement
Pourquoi parle-t-on d'un profil de qc et pas d'une valeur unique
Quelles valeurs de qc rencontre-t-on selon le sol
À quoi sert qc pour dimensionner des fondations
Qu'est-ce que le piézocône et la résistance corrigée qt
Un qc faible signifie-t-il toujours un mauvais sol
Le qc suffit-il à lui seul pour identifier un sol
À retenir
- qc, la résistance de pointe, est l'effort sur le cône d'un pénétromètre statique divisé par la surface de sa base, exprimé en mégapascals.
- Contrairement aux indices CBR et IPI en pourcentage, qc porte une unité physique réelle.
- On le lit avec le frottement latéral fs et leur rapport Rf, qui séparent les sables des argiles.
- qc se lit comme une courbe continue en profondeur, pas comme une valeur unique.
- Faible dans les argiles molles, sous 1 MPa, il franchit 40 MPa dans les sables denses.
- Il sert à découper les couches, repérer un bon appui et estimer la portance des fondations.
