Sur un rapport de sol, la limite de plasticité, notée LP ou WP, est une teneur en eau exprimée en pourcentage. Elle marque le moment où un sol fin cesse de s'émietter et commence à se modeler sans casser. Sa mesure repose sur un geste simple, un boudin de terre roulé à la main jusqu'à sa rupture. On explique ici ce qu'elle représente, comment la lire, et à quoi elle sert pour un sol argileux ou limoneux.
Sommaire
Ce que mesure la limite de plasticité
La limite de plasticité est la teneur en eau à laquelle un sol fin passe de l'état solide à l'état plastique. En dessous de cette teneur, le sol s'émiette et se brise dès qu'on le travaille. Au-dessus, il se laisse modeler sans se rompre, comme une pâte.
C'est la borne basse de l'état plastique. La limite de liquidité en marque la borne haute, là où le sol commence à couler. Entre les deux s'étend la plage où le sol reste malléable.
- LP et WP désignent la même valeur. WP est la notation française, LP ou PL la notation anglo-saxonne.
- C'est une teneur en eau, donc un pourcentage de masse d'eau rapportée à la masse de sol sec.
- La valeur se mesure en laboratoire, sur la fraction fine du sol, après remaniement.
En bref : la limite de plasticité sépare un sol friable d'un sol malléable. C'est la borne basse de l'état plastique, et l'une des deux limites d'Atterberg avec la limite de liquidité.
| État de consistance | Ce que fait le sol | Teneur en eau |
|---|---|---|
| Solide, friable | S'émiette, ne garde pas sa forme | En dessous de la limite de plasticité |
| Plastique | Se modèle sans casser ni couler | Entre les deux limites |
| Liquide | Coule sous son propre poids | Au-dessus de la limite de liquidité |
Cette valeur figure parmi les paramètres d'identification décrits dans le lexique des termes géotechniques. Elle vient de l'agronome suédois Atterberg, qui a défini les teneurs en eau séparant les états d'un sol fin.
L'essai du rouleau, le boudin à 3 mm
La limite de plasticité se mesure à la main, par l'essai du rouleau. Le principe tient dans un boudin de terre qu'on amincit jusqu'à le faire craqueler.
Préparer la pâte de sol
On prélève la fraction fine du sol, on l'humidifie et on la malaxe pour obtenir une pâte homogène, sans gros éléments.
Rouler le boudin jusqu'à 3 mm
On roule la pâte sous la paume, sur une plaque lisse, pour former un boudin de plus en plus fin, jusqu'à un diamètre de 3 millimètres.
Lire la teneur en eau à la rupture
Quand le boudin se fissure et se brise à 3 millimètres, on mesure sa teneur en eau. Cette valeur est la limite de plasticité.
L'essai suit la norme NF EN ISO 17892-12, qui couvre les deux limites d'Atterberg, la limite de liquidité à la coupelle et la limite de plasticité au rouleau. Publiée en juillet 2018, elle a remplacé l'ancienne norme française NF P94-051, qui décrivait déjà la limite de plasticité au rouleau. À la rupture du boudin, le sol atteint une résistance à la traction conventionnelle, le seuil de cohésion qui le fait basculer vers l'état friable.
- L'essai porte sur un sol remanié, pas sur le terrain intact en place.
- Le résultat dépend en partie du geste de l'opérateur, d'où une vérification par essais répétés.
- Un sol non plastique ne forme pas de boudin tenant à 3 millimètres, il n'a pas de limite de plasticité mesurable.
Cette mesure de laboratoire fait partie des essais d'identification réalisés par un bureau d'études sur un échantillon de votre terrain.
Les deux limites qui encadrent l'état plastique
La limite de plasticité et la limite de liquidité encadrent l'état plastique. La première marque l'entrée dans cet état, la seconde la sortie vers le liquide.
Les deux limites viennent du même essai d'Atterberg, mais par deux gestes différents. La limite de liquidité se lit à la coupelle de Casagrande. La limite de plasticité se lit au rouleau.
| Limite d'Atterberg | Geste de mesure | Frontière marquée |
|---|---|---|
| Limite de plasticité (LP) | Essai du rouleau, boudin à 3 mm | Solide vers plastique, borne basse |
| Limite de liquidité (LL) | Coupelle de Casagrande | Plastique vers liquide, borne haute |
Pour le détail de la frontière haute et de la coupelle, voir la limite de liquidité. Les deux valeurs se lisent ensemble, car leur écart porte l'information utile.
À noter : une limite de liquidité élevée signale un sol gonflant, sensible à l'eau. La limite de plasticité, prise seule, renseigne moins. C'est l'écart entre les deux valeurs qui parle.
La limite de plasticité dans l'indice de plasticité
L'indice de plasticité est la différence entre la limite de liquidité et la limite de plasticité. Il mesure la largeur de la plage où le sol reste malléable.
La limite de plasticité est donc l'une des deux valeurs du calcul. Avec une limite de liquidité de 45 et une limite de plasticité de 22, l'indice de plasticité vaut 23.
- Indice élevé : le sol reste malléable sur une large plage de teneur en eau, signe d'une argile active.
- Indice faible ou nul : le sol passe vite du friable au liquide, signe d'un limon ou d'un sable fin.
Le calcul complet et son usage sur l'abaque sont détaillés dans la fiche de l'indice de plasticité.
Les valeurs selon le type de sol
La limite de plasticité monte des sols peu argileux vers les argiles riches en minéraux gonflants. Le tableau ci-dessous donne des ordres de grandeur indicatifs, issus de la littérature de mécanique des sols, à manier avec prudence.
| Famille de sol fin | Plasticité | Limite de plasticité, ordre de grandeur |
|---|---|---|
| Sable ou gravier propre | Aucune | Pas de limite de plasticité, le boudin ne tient pas |
| Limon (ML) | Faible | Parmi les plus basses, le boudin se rompt tôt |
| Argile peu active, kaolinite (CL) | Modérée | De l'ordre de 25 à 40 % |
| Argile active, smectite (CH) | Forte | Élevée, plusieurs dizaines de pour cent |
Ces chiffres ne remplacent pas un essai. Sur un même terrain, la valeur réelle vient du laboratoire, pas d'un tableau de référence.
- La limite de plasticité seule sépare mal une argile d'un limon.
- C'est l'indice de plasticité et la limite de liquidité, placés sur l'abaque, qui classent le sol.
- Un sol sans limite de plasticité mesurable est noté non plastique dans le rapport.
Connaître la nature exacte d'un sol fin sous une maison passe par ces essais d'identification en laboratoire.
Son rôle dans le classement des sols fins
La limite de plasticité sert à classer les sols fins et à juger leur sensibilité à l'eau. Combinée à la limite de liquidité, elle place le sol sur l'abaque de Casagrande et aide à séparer les argiles des limons.
En France, deux cadres utilisent ces limites. La classification USCS, d'origine internationale, et la classification GTR des terrassements, décrite dans le guide des terrassements du Cerema. Les deux s'appuient sur les limites d'Atterberg pour ranger un sol.
Le détail des codes de sol, du gravier à l'argile, figure dans les classifications USCS et GTR.
Pièges à éviter avec la limite de plasticité
Questions fréquentes
Qu'est-ce que la limite de plasticité
Que veulent dire les lettres LP et WP
Quelle est l'unité de la limite de plasticité
Comment mesure-t-on la limite de plasticité
En quoi consiste l'essai du rouleau
Quelle différence entre limite de plasticité et limite de liquidité
Comment la limite de plasticité entre-t-elle dans l'indice de plasticité
Quelles valeurs de limite de plasticité selon le sol
Un sable a-t-il une limite de plasticité
Qu'est-ce que les limites d'Atterberg
La limite de plasticité se mesure-t-elle sur un sol remanié
À quel diamètre le boudin se rompt-il dans l'essai
À retenir
- La limite de plasticité est la teneur en eau qui fait passer un sol fin de l'état friable à l'état malléable, sa borne basse plastique.
- Elle s'exprime en pourcentage, comme une teneur en eau, et se note LP ou WP.
- On la mesure à l'essai du rouleau, le boudin de terre se rompt à un diamètre de 3 millimètres.
- Avec la limite de liquidité, elle donne l'indice de plasticité, l'écart entre les deux limites.
- Seule, elle sépare mal les sols, c'est l'indice de plasticité sur l'abaque qui les classe.
