Sur un rapport de sol, le module pressiométrique se note EM et s'exprime en mégapascals. Ce chiffre dit si le terrain se tasse beaucoup ou peu sous le poids d'une construction. Il sort d'un essai mené dans un forage, le pressiomètre Ménard. Cette fiche explique ce que mesure EM, comment on l'obtient et son lien avec la pression limite pl.
Sommaire
Ce que mesure le module EM
Le module pressiométrique EM est un module de déformation du sol. Il traduit la déformabilité du terrain, c'est-à-dire son aptitude à s'écraser sous une charge. Plus le chiffre est élevé, plus le sol résiste à la déformation. Plus il est faible, plus le sol se tasse.
On l'obtient sur une partie précise de la courbe pressiométrique, la phase dite pseudo-élastique, là où le sol se déforme de façon réversible avant de céder. Le module se lit ainsi dans deux cas concrets :
- Un EM élevé, plusieurs dizaines de mégapascals, signale un sol raide. Un sable dense ou une marne se tassent peu sous une semelle.
- Un EM faible, quelques mégapascals, signale un sol mou. Une argile molle ou une vase s'enfoncent sous la même charge.
En bref : EM mesure la raideur du sol face au tassement. C'est l'un des deux chiffres tirés du pressiomètre Ménard, l'autre étant la pression limite pl, qui décrit la résistance avant rupture.
Ce paramètre revient dans tout rapport de fondation établi au pressiomètre. Vous le retrouverez à côté des autres termes décrits dans le lexique des termes géotechniques.
EM n'est pas le module d'Young
Voilà la confusion la plus fréquente. EM s'exprime en mégapascals, comme le module d'Young d'un matériau. Mais ce n'est pas la même grandeur. Le module d'Young décrit un comportement élastique théorique. EM, lui, est un module conventionnel, propre à la méthode Ménard.
Louis Ménard a fait un choix précis. Au lieu de remonter au module de cisaillement issu de la théorie de l'expansion d'une cavité, il a défini son propre module de déformation, calé sur un coefficient de Poisson fixé par convention à 1/3. Le résultat dépend donc de la méthode autant que du sol.
Attention : ne traitez jamais EM comme le module d'Young du sol dans un calcul. Les deux se relient par un coefficient rhéologique, noté alpha, dont la valeur dépend de la nature du terrain. Confondre les deux fausse l'estimation des tassements.
L'essai au pressiomètre Ménard
EM ne se mesure pas en laboratoire sur un échantillon. Il vient d'un essai mené directement dans le terrain, au fond d'un forage. Le principe tient en quelques gestes.
Forage préalable
On perce un trou à la profondeur voulue, sans trop remanier la paroi, pour y descendre la sonde dans un sol resté en place.
Dilatation de la sonde par paliers
Une sonde cylindrique est gonflée contre la paroi du forage. On augmente la pression par paliers et on relève le volume injecté à chaque fois.
Tracé de la courbe pressiométrique
Le couple pression et volume donne une courbe. Sa pente dans la phase pseudo-élastique fournit le module EM. La fin de la courbe donne la pression limite pl, à la rupture du sol.
L'essai relève de la norme NF EN ISO 22476-4, version de 2021, qui a remplacé l'ancienne NF P 94-110-1. C'est l'un des essais en place les plus pratiqués en France pour dimensionner des fondations, reconnu par l'Eurocode 7. Le déroulement complet figure sur la page consacrée à l'essai au pressiomètre Ménard.
EM et pl, les deux résultats de l'essai
Deux grandeurs complémentaires
Le même essai livre deux chiffres qui décrivent deux choses différentes. EM décrit la déformabilité, donc les tassements. pl décrit la résistance, donc la charge que le sol supporte avant de céder.
| Grandeur | Ce qu'elle traduit | Lue sur la courbe | Sert à |
|---|---|---|---|
| EM | La déformabilité du sol | La phase pseudo-élastique | Estimer les tassements |
| pl | La résistance à la rupture | La fin de l'essai | Évaluer la portance |
| pf | Le passage du réversible au plastique | Entre les deux | Délimiter la phase élastique |
La grandeur de résistance fait l'objet d'une fiche à part, la pression limite pl, qui détaille son rôle dans le calcul de portance.
Ce que dit leur rapport EM sur pl
Le rapport EM divisé par pl est un nombre sans unité. Il renseigne sur l'état du sol. Un rapport élevé va vers un sol surconsolidé, serré, marqué par son histoire. Un rapport faible va vers un sol remanié ou lâche. Sur des essais courants, ce rapport tourne autour de 10, avec des valeurs typiques entre 6 et 16.
| Sol | Sol raide (surconsolidé) | Sol normalement consolidé | Sol remanié ou lâche |
|---|---|---|---|
| Argile | EM/pl supérieur à 16 | 9 à 16 | 7 à 9 |
| Limon | EM/pl supérieur à 14 | 8 à 14 | 5 à 8 |
| Sable | EM/pl supérieur à 12 | 7 à 12 | 5 à 7 |
| Sable et gravier | EM/pl supérieur à 10 | 6 à 10 | Non défini |
Ces seuils sont ceux du tableau historique de Ménard. Ils orientent la lecture, mais un rapport hors norme alerte aussi sur la qualité du forage. Un anneau de sol trop remanié autour de la sonde fait chuter le rapport, là où un fonçage forcé en argile le fait grimper.
Quelles valeurs de EM selon le sol
EM s'étale sur une large plage, des sols mous aux roches altérées. Les ordres de grandeur ci-dessous donnent un repère de lecture, jamais une valeur de calcul. Seul l'essai sur votre terrain fixe le chiffre réel.
| Type de sol | Comportement | Ordre de grandeur de EM |
|---|---|---|
| Vase, tourbe, argile molle | Se tasse beaucoup | Quelques mégapascals |
| Argile raide, limon compact | Se tasse modérément | De la dizaine à quelques dizaines de MPa |
| Sable dense, grave, marne | Se tasse peu | Plusieurs dizaines à plusieurs centaines de MPa |
Sur l'ensemble des sols courants, le module reste dans une fourchette large, de l'ordre du dixième de mégapascal pour les vases jusqu'à plusieurs centaines de mégapascals dans les terrains raides. Un même rapport de sondage affiche souvent plusieurs valeurs de EM, une par couche traversée.
À quoi sert le module EM en fondation
En France, le calcul des fondations s'appuie largement sur le pressiomètre. Le partage des rôles est net. EM sert à estimer le tassement de l'ouvrage. pl sert à vérifier la portance, soit la charge que le sol accepte sans rompre.
Pour passer de EM au tassement, le géotechnicien applique la méthode pressiométrique. Le coefficient rhéologique alpha, lié au rapport EM sur pl, entre dans ce calcul. Le détail des formules relève du dimensionnement et dépasse le cadre de cette fiche.
Bon à savoir : sur un rapport de fondation, repérez pour chaque couche la valeur de EM, celle de pl, et leur rapport. C'est ce trio qui pèse sur le choix des semelles, du radier ou d'un appui plus profond. Un EM faible sur une couche épaisse appelle un dimensionnement soigné.
EM se range parmi les modules de déformation lus en place, aux côtés du module EV2 mesuré à la plaque, qui sert lui au contrôle des plateformes plutôt qu'aux fondations.
Questions fréquentes
Qu'est-ce que le module pressiométrique EM
Que signifie EM en géotechnique
Quelle est l'unité du module pressiométrique
Comment mesure-t-on le module EM
Le module EM est-il le module d'Young du sol
Quelle différence entre EM et la pression limite
Que veut dire le rapport EM sur pl
À quoi sert EM pour les tassements
Quelles valeurs de EM selon le type de sol
Pourquoi le pressiomètre est-il autant utilisé en France
Que veut dire la lettre M dans EM
Quelle norme encadre l'essai pressiométrique Ménard
À retenir
- EM est le module de déformation du sol mesuré au pressiomètre Ménard, exprimé en mégapascals.
- Un EM élevé signale un sol raide qui se tasse peu, un EM faible un sol mou qui s'enfonce.
- EM n'est pas le module d'Young, c'est un module conventionnel lié à la méthode Ménard et au coefficient de Poisson 1/3.
- L'essai donne aussi la pression limite pl. EM sert aux tassements, pl à la portance.
- Le rapport EM sur pl, autour de 10 en moyenne, renseigne sur l'état du sol, surconsolidé ou remanié.
