Sur un chantier de terrassement, q3 et q4 ne sont ni un matériel ni une classe de sol. Ce sont deux objectifs de densité du guide des terrassements routiers, le GTR. Ils fixent jusqu'où compacter une couche de remblai ou de couche de forme, en pourcentage de la densité de l'optimum Proctor. q3 demande une couche plus dense que q4. On voit ici leurs valeurs exactes, leur place dans la série q1 à q5, et comment on vérifie qu'un objectif est atteint.
Sommaire
Ce que fixent les objectifs q3 et q4
Un objectif de compactage indique le niveau de densité à obtenir sur une couche de sol mise en place. Le guide des terrassements routiers en définit plusieurs, notés de q1 à q5. q3 et q4 sont les deux qui reviennent le plus souvent en terrassement courant.
Chaque objectif repose sur un double critère, jamais une seule valeur. Le compactage doit atteindre une densité sèche moyenne sur toute l'épaisseur de la couche, et une densité minimale dans la partie basse, là où le compacteur agit le moins. Les deux conditions s'expriment en pourcentage de la densité de l'optimum Proctor normal, abrégé OPN.
| Objectif | Densité moyenne visée | Densité en fond de couche | Emploi courant |
|---|---|---|---|
| q4 | 95 % de l'OPN | 92 % de l'OPN | Corps de remblai, partie supérieure des terrassements, purges |
| q3 | 98,5 % de l'OPN | 96 % de l'OPN | Couche de forme, remblais au contact des ouvrages d'art |
La différence se lit directement. q3 réclame une couche serrée à 98,5 % en moyenne, parce qu'elle supporte la chaussée ou un ouvrage juste au-dessus. q4 se contente de 95 %, sur des volumes de remblai moins sollicités. Trois points et demi d'écart en moyenne, mais davantage de passes au compacteur et un état hydrique mieux maîtrisé sur le terrain.
À noter. Les valeurs de q3 et q4 sont fixes, elles définissent l'objectif lui-même. Ce qui varie selon le sol, c'est la façon d'atteindre la cible, le type de compacteur, le nombre de passes et l'épaisseur des couches. Ces moyens figurent dans les tableaux du fascicule 2 du guide GTR, classe de matériau par classe de matériau.
Cette notation vient de la classification du compactage des sols et du référentiel GTR. Vous trouverez les autres notations du métier dans les autres définitions du lexique.
La série des objectifs va de q1 à q5
q3 et q4 ne vivent pas seuls. Le GTR définit cinq objectifs, du plus dense au moins dense, selon la couche concernée et la charge qu'elle supporte. Le point qui change tout, c'est la référence de laboratoire utilisée.
Les objectifs calés sur le Proctor normal
q3, q4 et q5 se rapportent à l'optimum Proctor normal. Ce sont les objectifs des travaux de terrassement, là où l'énergie de compactage reste proche de celle des engins de chantier classiques.
Les objectifs calés sur le Proctor modifié
q1 et q2 visent une densité plus forte et se rapportent à l'optimum Proctor modifié, noté OPM. Ils concernent les couches de chaussée, qui demandent une énergie de compactage supérieure et des compacteurs plus puissants.
| Objectif | Référence labo | Couche concernée |
|---|---|---|
| q1 | Proctor modifié | Couche de roulement, couche de base sous fort trafic, densité la plus élevée |
| q2 | Proctor modifié | Couche de fondation, couche de base sous faible trafic, sous-couche ferroviaire |
| q3 | Proctor normal | Couche de forme |
| q4 | Proctor normal | Corps de remblai jusqu'à 15 m, partie supérieure des terrassements |
| q5 | Proctor normal | Enrobage de canalisations, remblais peu sollicités comme les merlons |
q5 est apparu plus tard, en complément, pour les zones difficiles à compacter au niveau d'un objectif q4, comme l'entourage d'une canalisation enterrée. Au-delà de 15 m de hauteur, un remblai ne suit plus les valeurs standard et demande une étude de compactage dédiée.
L'optimum Proctor sert de référence
Un objectif de compactage n'a de sens que rapporté à une valeur cible. Cette valeur vient du laboratoire, par l'essai Proctor.
L'essai compacte un échantillon de sol à plusieurs teneurs en eau, dans un moule normalisé. Il donne deux résultats liés, la densité sèche maximale atteignable et la teneur en eau qui permet de l'atteindre. Cette densité maximale au Proctor normal devient la valeur de référence, le 100 % auquel on compare le chantier.
Bon à savoir. Quand un cahier des charges demande q3, il réclame 98,5 % de la densité sèche maximale mesurée au laboratoire, en moyenne sur la couche. q4 en réclame 95 %. C'est le même raisonnement pour tous les objectifs, seul le pourcentage change. Le protocole de l'essai relève de l'essai Proctor en laboratoire.
Sans cette référence, parler de 95 % ne veut rien dire. La teneur en eau au moment du compactage compte autant que le nombre de passes. Un sol trop sec ou trop humide ne montera pas à la densité visée, même avec le bon compacteur.
Un objectif se vérifie en moyenne et en fond de couche
Atteindre q3 ou q4 se prouve par la mesure, pas par le ressenti de l'opérateur. Le contrôle compare la densité réelle de la couche à la cible, sur les deux critères de l'objectif.
- 1
Fixer la référence
L'essai Proctor en laboratoire donne la densité sèche maximale du sol mis en oeuvre. C'est le 100 % de l'objectif.
- 2
Mesurer la densité en place
Sur la couche compactée, un gamma-densimètre ou un densitomètre à membrane lit la densité réelle, point par point.
- 3
Comparer aux deux seuils
La densité moyenne doit tenir le seuil de l'objectif, 95 % pour q4 ou 98,5 % pour q3, et la densité en fond de couche son propre minimum.
- 4
Valider ou recompacter
Les deux critères passent, la couche est reçue. Un seul manque, on repasse le compacteur ou on corrige la teneur en eau avant de remonter.
Le critère du fond de couche évite un piège courant. Une surface bien fermée masque parfois une base mal serrée, qui tassera plus tard sous la charge. Mesurer les deux niveaux ferme cette porte.
Densité visée et portance ne se confondent pas
Beaucoup mélangent les objectifs q et les classes de plateforme PF. Les deux qualifient une couche de terrassement, mais ils ne mesurent pas la même grandeur.
Important. Un objectif q porte sur la densité atteinte après compactage. Une classe PF qualifie la portance, c'est-à-dire la capacité de la couche à reprendre une charge sans se déformer, mesurée par un module de déformation. Un bon compactage favorise une bonne portance, sans la garantir. Le détail figure sur la fiche des classes de portance de plateforme.
Concrètement, deux contrôles différents cohabitent sur un même chantier. La densité se vérifie au gamma-densimètre, la portance avec un essai de chargement à la plaque qui donne un module. Une couche affiche parfois la densité demandée tout en restant insuffisante en portance si le matériau lui-même est médiocre. Les objectifs q ne remplacent pas la mesure de portance, ils la préparent.
q3 et q4 servent de critère de réception
Sur le terrain, ces objectifs ne sont pas une donnée théorique. Ils encadrent le travail de l'entreprise de terrassement et servent de point d'accord entre celui qui exécute et celui qui réceptionne.
Un objectif q3 ou q4 inscrit au marché engage plusieurs choses concrètes.
- Le choix du compacteur et de l'épaisseur des couches, qui découle de l'objectif et de la classe du sol.
- Le nombre de passes du compacteur, défini dans les tableaux du guide GTR selon le matériau.
- La cadence et les points de contrôle de densité, pour prouver l'atteinte de l'objectif.
- La réception de la couche, qui conditionne la mise en oeuvre de la couche suivante.
Pour un chantier de bâtiment, un dallage ou une plateforme reposent souvent sur un remblai contrôlé en q4, parfois en q3 sous une dalle lourde. Un compactage hors objectif se traduit plus tard par des tassements, des fissures de dallage ou un affaissement de bordure. Le détail des appareils et des cadences relève du contrôle de compactage en exécution.
Questions fréquentes
Qu'est-ce qu'un objectif de compactage q3 ou q4 ?
C'est un niveau de densité à atteindre sur une couche de sol compactée, défini par le guide des terrassements routiers. q3 et q4 imposent une densité sèche minimale, exprimée en pourcentage de la densité de l'optimum Proctor normal, à respecter en moyenne et en fond de couche.
Que veulent dire q3 et q4 en terrassement ?
q4 vise 95 % de l'optimum Proctor normal en moyenne et 92 % au fond de la couche. q3 vise 98,5 % en moyenne et 96 % au fond. q3 correspond à une couche plus dense, demandée là où la couche supporte une charge importante.
Quelle différence entre q3 et q4 ?
q3 réclame une densité plus élevée que q4, 98,5 % contre 95 % en moyenne. On emploie q3 pour la couche de forme, sous la chaussée ou sous un ouvrage, et q4 pour le corps de remblai et les volumes moins sollicités.
Qu'est-ce que le guide GTR ?
Le GTR est le guide des terrassements routiers. Édité pour la première fois en 1992, revu en 2000 puis mis à jour en 2023, il définit les conditions d'emploi, de mise en oeuvre et de compactage des matériaux en remblai et en couche de forme. Il sert de référence bien au-delà de la route.
Comment q3 et q4 se rapportent-ils à l'optimum Proctor ?
L'essai Proctor normal donne la densité sèche maximale d'un sol pour une énergie de compactage donnée. Un objectif q est un pourcentage de cette densité de référence. q3 demande 98,5 % de cette valeur en moyenne, q4 en demande 95 %.
Comment contrôle-t-on un objectif de compactage ?
On mesure la densité réelle de la couche compactée, au gamma-densimètre ou au densitomètre à membrane, puis on la compare à la densité de référence du laboratoire. Le contrôle porte sur la densité moyenne de la couche et sur la densité en fond de couche.
Quel objectif de compactage pour un remblai ?
Le corps de remblai courant, jusqu'à 15 m de hauteur, suit l'objectif q4. La partie supérieure des terrassements et certaines zones d'enrobage relèvent aussi de q4, parfois de q5 pour les volumes peu sollicités.
Quel objectif de compactage pour une couche de forme ?
La couche de forme se compacte en q3, soit 98,5 % de l'optimum Proctor normal en moyenne et 96 % en fond de couche. Cette couche reçoit la chaussée ou la plateforme, elle demande une densité supérieure à celle du remblai.
Quelle différence entre objectif de compactage et classe PF ?
Un objectif q mesure la densité atteinte après compactage. Une classe PF qualifie la portance de la plateforme, sa résistance à la charge, mesurée par un module de déformation. Les deux contrôles sont complémentaires mais distincts.
Que sont q1, q2 et q5 ?
q1 et q2 concernent les couches de chaussée, plus denses, calées sur l'optimum Proctor modifié. q5 vise les zones peu sollicitées et l'enrobage des canalisations enterrées. q3 et q4 restent les objectifs courants des travaux de terrassement.
L'objectif porte-t-il sur la moyenne ou le fond de couche ?
Sur les deux à la fois. Un objectif de compactage fixe une densité moyenne sur toute l'épaisseur de la couche et une densité minimale dans sa partie basse. Les deux critères doivent passer pour valider le compactage.
Que veut dire la lettre q ?
La lettre q note un objectif de densification du guide des terrassements routiers. Elle est suivie d'un chiffre de 1 à 5, du plus exigeant au moins exigeant en densité. Chaque chiffre correspond à un type de couche et à une charge attendue.
À retenir
- q3 et q4 sont des objectifs de densité du guide des terrassements routiers, pas des classes de sol ni des matériels.
- q4 vise 95 % de l'optimum Proctor normal en moyenne et 92 % en fond de couche, pour le corps de remblai.
- q3 vise 98,5 % en moyenne et 96 % en fond de couche, pour la couche de forme.
- q3, q4 et q5 se calent sur le Proctor normal, q1 et q2 sur le Proctor modifié des couches de chaussée.
- L'objectif se contrôle par mesure de la densité en place, sur la moyenne et le fond de couche.
- Un objectif q porte sur la densité, une classe PF sur la portance, ce sont deux contrôles différents.
Pour aller plus loin
Le module dynamique Evd à la plaque Le module de déformation EV2 Les classifications de sols USCS et GTR Le contrôle de compactage sur chantierSources
Cerema, Guide des terrassements des remblais et des couches de forme, édition 2024Essai Proctor normal et modifié, norme NF P94-093 (AFNOR). Classification des sols pour les terrassements, norme NF P11-300.
