Sur un rapport de sol, pl désigne la pression limite, exprimée en mégapascals. C'est la pression sous laquelle le terrain cède autour de la sonde du pressiomètre Ménard, donc sa résistance avant rupture. Cette fiche explique ce que mesure pl, comment on la lit et à quoi elle sert pour dimensionner une fondation.
Sommaire
Ce que la pression limite mesure dans le sol
La pression limite traduit la résistance du sol à la rupture. Quand la sonde du pressiomètre gonfle dans le forage, elle pousse sur les parois. Le terrain résiste, puis finit par céder. La pression à laquelle il cède, c'est la pression limite pl.
Par convention, elle correspond à la pression qui fait doubler le volume de la cavité du forage. Selon les cas, cette valeur est lue directement sur la courbe d'essai ou obtenue par extrapolation quand l'essai s'arrête avant ce point.
Le pressiomètre Ménard fournit trois grandeurs lors d'un même essai :
- le module pressiométrique EM, qui mesure la déformabilité du sol
- la pression de fluage pf, qui marque le passage vers l'état plastique
- la pression limite pl, qui mesure la résistance à la rupture
Cette fiche fait partie des autres définitions du lexique géotechnique. Le déroulement complet de la mesure est détaillé sur l'essai au pressiomètre Ménard.
Voici comment on arrive à la valeur de pl sur le terrain :
Forage et descente de la sonde
Un forage de petit diamètre est réalisé, de l'ordre de 60 mm, puis la sonde cylindrique est descendue à la profondeur d'essai.
Mise sous pression par paliers
La sonde gonfle par paliers de pression croissants. À chaque palier, on note le volume injecté, qui traduit la déformation du sol.
Lecture de la rupture
La pression limite correspond au doublement du volume de la cavité. On la lit sur la courbe, ou on l'obtient par extrapolation quand l'essai s'arrête avant ce point.
À noter : plus un sol est dense et résistant, plus sa pression limite est élevée. Une argile molle reste sous 0,7 MPa, une marne compacte dépasse 4,5 MPa.
Son unité et ce qui la distingue du module EM
La pression limite s'exprime en mégapascals, MPa. La sonde standard monte jusqu'à 5 MPa, limite du domaine d'application courant de la norme NF EN ISO 22476-4, en vigueur depuis septembre 2021. Des sondes haute pression couvrent les terrains plus résistants.
pl et le module EM sortent du même essai et partagent la même unité. Pourtant ils ne mesurent pas la même chose. Le module EM dit si le sol se déforme beaucoup ou peu. La pression limite dit à quelle charge il rompt.
| Critère | Module EM | Pression limite pl |
|---|---|---|
| Ce qu'il mesure | La déformabilité, la raideur du sol | La résistance à la rupture |
| Unité | MPa | MPa |
| Lecture sur la courbe | Phase pseudo-élastique, au début | Fin de courbe, à la rupture |
| Sert à calculer | Les tassements de la fondation | La portance de la fondation |
Attention : même unité ne veut pas dire même grandeur. Lire 12 MPa pour EM et 1,5 MPa pour pl, c'est lire une raideur et une résistance, deux propriétés différentes du même sol.
Le partage est clair entre les deux valeurs du couple, détaillé sur la fiche le module pressiométrique EM. EM tient les tassements, pl tient la portance.
La pression limite nette, la valeur utilisée en calcul
Dans les calculs de fondation, on n'utilise pas la pression limite brute. On retient la pression limite nette, notée pl*.
La pression limite nette s'obtient en retranchant de pl la pression horizontale des terres déjà en place avant l'essai. À faible profondeur, cet écart reste petit. Plus on descend, plus le poids des terres au-dessus pèse, et plus la correction compte.
C'est cette valeur nette qui entre dans la méthode pressiométrique française, fixée par les normes d'application de l'Eurocode 7, la NF P94-261 pour les fondations superficielles et la NF P94-262 pour les fondations profondes. Les formules détaillées relèvent du bureau d'études, mais le principe tient en une phrase : la portance se calcule à partir de pl*.
Les valeurs de pression limite selon la nature du sol
La pression limite varie fortement d'un terrain à l'autre. Elle reste faible dans les sols mous comme les argiles molles et les vases. Elle grimpe dans les sols raides comme les marnes et les craies compactes.
| Nature du sol | État | Pression limite pl |
|---|---|---|
| Argiles, limons | Mous | moins de 0,7 MPa |
| Argiles, limons | Fermes | 1,2 à 2,0 MPa |
| Argiles, limons | Fermes à durs | plus de 2,5 MPa |
| Sables, graves | Lâches | moins de 0,5 MPa |
| Sables, graves | Moyennement compacts | 1,0 à 2,0 MPa |
| Sables, graves | Compacts | plus de 2,5 MPa |
| Craies | Altérées | 1,0 à 2,5 MPa |
| Craies | Compactes | plus de 3,0 MPa |
| Marnes | Courantes | 1,5 à 4,0 MPa |
| Marnes | Compactes | plus de 4,5 MPa |
Valeurs indicatives issues des classifications pressiométriques du Fascicule 62 Titre V. La valeur réelle se mesure à chaque sondage et dépend du site.
Une argile molle et une marne compacte tiennent dans un rapport de 1 à 6. C'est cet écart que le rapport géotechnique traduit en profondeur d'appui et en type de fondation.
Comment la pression limite sert à calculer la portance
La portance d'une fondation, c'est la charge que le sol supporte avant de rompre. La méthode pressiométrique la calcule directement à partir de la pression limite nette.
Le principe relie deux éléments. La contrainte de rupture nette du sol vaut la pression limite nette multipliée par un facteur de portance. Ce facteur dépend de la nature du sol, argile, sable ou craie, et de la profondeur d'ancrage de la fondation.
Les deux paramètres de l'essai se répartissent le travail. Le module EM dimensionne les tassements, donc le mouvement que la construction subira dans le temps. La pression limite dimensionne la portance, donc la charge maximale admissible. Une fondation correcte tient les deux à la fois.
Les essais sont réalisés par des bureaux d'études géotechniques. Le Cerema rappelle leur rôle dans la reconnaissance des sols, des essais pressiométriques Ménard aux essais de perméabilité, sur sa page consacrée aux études géotechniques.
Questions fréquentes
Qu'est-ce que la pression limite pl
Quelle est l'unité de la pression limite
Comment obtient-on la pression limite
Quelle différence entre la pression limite et le module EM
Qu'est-ce que la pression limite nette
À quoi sert la pression limite pour une fondation
Quelles valeurs de pression limite selon le sol
Que veut dire la convention du doublement de volume
La pression limite et le module EM viennent-ils du même essai
Que signifie le symbole pl sur un rapport
Une pression limite faible est-elle un problème pour construire
Quelle norme encadre la mesure de la pression limite
À retenir
- La pression limite pl est la pression à laquelle le sol cède autour de la sonde du pressiomètre Ménard, sa résistance à la rupture.
- Elle s'exprime en mégapascals et correspond, par convention, au doublement du volume de la cavité du forage.
- Même unité que le module EM, mais EM mesure la déformabilité et sert aux tassements, pl mesure la résistance et sert à la portance.
- Dans les calculs, on utilise la pression limite nette pl*, corrigée du poids des terres en place.
- Les valeurs vont de moins de 0,7 MPa pour une argile molle à plus de 4,5 MPa pour une marne compacte.
