Le compactage du sol est l'opération qui serre les grains d'une terre rapportée et chasse l'air de ses vides, au rouleau ou à la plaque vibrante. Bien mené, il donne un remblai qui porte une dalle ou une voirie sans s'enfoncer des mois plus tard. Ce guide explique le rôle de l'eau et de l'optimum Proctor, le choix des engins, les objectifs de densité q3 et q4 et la façon de vérifier le travail.
Les points clés à retenir
- 95 % de l'optimum Proctor normal en moyenne : objectif q4 du guide GTR pour un corps de remblai courant.
- 98,5 % en moyenne et 96 % en fond de couche : seuils de l'objectif q3, appliqué à la couche de forme.
- Norme NF P94-093 : l'essai Proctor fixe en laboratoire la teneur en eau qui donne la densité sèche maximale.
- Couches minces de 20 à 30 cm : ordre de grandeur courant, l'épaisseur exacte dépend du sol et du compacteur.
Sommaire
Compacter un sol, c'est chasser l'air de ses vides
Le compactage rapproche les grains d'un sol mis en place et chasse l'air contenu dans ses vides. À volume égal, il reste plus de matière solide et moins d'air. Le sol devient plus dense, plus résistant, et il se déforme moins sous les charges.
Pour l'ouvrage posé dessus, le compactage change trois choses :
- La portance : plus de densité, donc un meilleur appui sous une dalle ou une fondation.
- Le tassement : moins de vides, donc moins d'enfoncement une fois le bâtiment construit.
- La tenue : un remblai qui garde sa forme sous une voirie ou une plateforme.
Les entreprises compactent les remblais, les plateformes de bâtiment et les fonds de tranchée après la pose d'un réseau. Le geste reste le même : tasser une terre rapportée pour qu'elle se comporte comme un sol en place. Ce terme figure dans notre lexique des termes géotechniques, aux côtés des autres paramètres qui décrivent la tenue d'un terrain.
Bon à savoir : le compactage d'un remblai agit depuis la surface, sur des couches de quelques dizaines de centimètres. Pour densifier un sol en place sur plusieurs mètres, les entreprises spécialisées emploient d'autres techniques, comme le compactage dynamique par chute d'une masse lourde.
La teneur en eau décide de la densité atteinte
Le résultat d'un compactage dépend de la teneur en eau du sol au moment du passage de l'engin. Pour une énergie de compactage donnée, une teneur en eau précise donne la densité sèche la plus élevée. Cette valeur porte un nom, l'optimum Proctor.
L'eau joue le rôle de lubrifiant entre les grains. Trop sec, les grains frottent et refusent de se réarranger. Trop humide, l'eau occupe une part croissante des vides et freine la densification. Cette image du lubrifiant reste une simplification : la nature et la structure du sol comptent aussi.
| État du sol | Ce qui se passe au compactage | Résultat |
|---|---|---|
| Trop sec | Les grains frottent et glissent mal les uns sur les autres | Densité faible, vides nombreux |
| À l'optimum Proctor | L'eau lubrifie sans saturer les vides | Densité sèche maximale |
| Trop humide | L'eau remplit une grande part des vides et gêne le serrage des grains | Densité qui retombe, sol mou sous l'engin |
L'essai Proctor, encadré par la norme NF P94-093, mesure en laboratoire cette teneur en eau optimale et la densité sèche associée. La valeur change d'un sol à l'autre, selon sa granulométrie et sa plasticité : elle est en général plus basse pour un sable que pour une argile qui retient l'eau. Le paramètre est détaillé dans notre fiche sur la teneur en eau, et le déroulement de la mesure dans notre guide de l'essai Proctor et CBR.
Le taux de compactage relie ensuite le chantier au laboratoire. Il divise la densité sèche mesurée sur la couche par la densité sèche de l'optimum Proctor. Un taux de 95 % veut dire que la couche atteint 95 % de la densité obtenue en laboratoire.
Attention : viser l'optimum ne veut pas dire arroser à volonté. Un sol déjà trop humide se compacte mal, reste mou sous l'engin et tasse plus tard. La teneur en eau se corrige avant le passage de l'engin, par aération pour assécher ou par arrosage avec malaxage pour humidifier.
Chaque sol demande son engin et ses couches
Les engins compactent par le poids, la vibration ou le pétrissage. Le poids écrase le sol, la vibration met les grains en mouvement pour qu'ils se rangent dans les vides, les pieds dameurs pétrissent les sols argileux. Le choix de la machine dépend du type de sol et de la place disponible.
| Engin | Sol adapté | Usage courant |
|---|---|---|
| Rouleau lisse vibrant | Sable, grave, matériau granulaire | Grandes surfaces, plateformes |
| Rouleau à pieds dameurs, dit pied de mouton | Argile, limon, remblai cohésif | Remblais d'infrastructure |
| Plaque vibrante | Granulaire en faible épaisseur | Tranchées, sous-couches de dallage, pavés |
| Pilonneuse, ou dame sauteuse | Sols cohésifs, zones confinées | Tranchées étroites, abords de réseaux |
Un remblai se compacte dans un ordre précis.
- 1
Régaler en couches minces
Le matériau se dépose en couches régulières, souvent 20 à 30 cm pour un remblai courant, plutôt qu'en une seule épaisseur. Une couche trop épaisse pour l'engin reste molle en profondeur.
- 2
Ajuster la teneur en eau
Arrosage avec malaxage si le sol est trop sec, aération s'il est trop humide, pour se rapprocher de l'optimum Proctor avant le passage de l'engin.
- 3
Compacter en passes croisées
L'engin repasse plusieurs fois en chevauchant ses bandes, jusqu'au nombre de passes prévu pour ce sol et cette machine.
- 4
Contrôler avant la couche suivante
La densité atteinte se vérifie avant de monter la couche du dessus. Une couche ratée se rattrape mal une fois enterrée.
Quatre réglages commandent le résultat : le type d'engin, le nombre de passes, l'épaisseur de couche et la nature du sol. Un même engin donne des résultats différents selon le matériau, son état hydrique et l'épaisseur de la couche. Sur un chantier de terrassement, le guide GTR donne ces réglages dans ses tableaux de compactage, classe de sol par classe de sol.
Les objectifs q3 et q4 fixent la densité à atteindre
q3 et q4 sont deux objectifs de densification du guide des terrassements des remblais et des couches de forme, le GTR, dont le Cerema publie l'édition 2024. Pour q4, la densité sèche moyenne visée est de 95 % de l'optimum Proctor normal (OPN), pour q3 de 98,5 %.
Chaque objectif associe deux valeurs. La première porte sur la densité moyenne de toute la couche. La seconde porte sur sa partie basse, le fond de couche, là où l'effort du compacteur arrive le plus faible.
| Objectif | Densité moyenne | Densité en fond de couche | Couche visée |
|---|---|---|---|
| q4 | 95 % de l'OPN | 92 % de l'OPN | Corps de remblai jusqu'à 15 m de haut, partie supérieure des terrassements |
| q3 | 98,5 % de l'OPN | 96 % de l'OPN | Couche de forme, sous la chaussée ou la plateforme |
Bon à savoir : une surface bien fermée sous le rouleau masque parfois une base mal serrée. La valeur en fond de couche existe pour cette raison. Une couche dense en haut mais lâche en bas tasse plus tard sous la charge.
Le GTR atteint ces objectifs par une méthode : ses tableaux fixent, pour chaque classe de sol et chaque compacteur, l'épaisseur de couche et l'énergie à appliquer. Le cahier des charges du chantier choisit ensuite l'objectif de chaque couche et la façon de le contrôler. Au-delà de 15 m de hauteur de remblai, le GTR renvoie à une étude spécifique pour fixer les règles de compactage. Le guide prévoit aussi des niveaux voisins : q5, à 90 % de l'OPN en moyenne, réservé à des zones difficiles à compacter et peu sollicitées, comme l'enrobage de certains réseaux enterrés, et q2, à 97 % du Proctor modifié, pour les couches de chaussée.
Important : un objectif q mesure une densité, pas une portance. La portance d'une plateforme se classe de PF1 à PF4, en général à partir du module EV2 de l'essai à la plaque. Une couche compactée à 95 % sur un matériau médiocre reste parfois trop faible pour une voirie. Ces classes sont détaillées dans notre guide de la couche de forme PF2 et PF3.
Le contrôle vérifie chaque couche avant la suivante
Un compactage se prouve par la mesure, pas au ressenti du conducteur d'engin. Sur un chantier, le contrôle compare chaque couche à l'objectif fixé avant de monter la suivante.
Deux familles de mesures se complètent :
- La densité en place, lue au gammadensimètre et comparée à la densité de l'optimum Proctor, en moyenne et en fond de couche.
- La déformation sous une plaque, qui donne un module de portance, comme le module Evd mesuré à la plaque dynamique.
Selon le matériau et le marché, d'autres méthodes s'ajoutent, comme le pénétromètre dynamique sur certains remblais de tranchée. Les appareils, la fréquence des essais et la lecture du procès-verbal sont décrits dans notre guide du contrôle de compactage sur chantier.
Les signes d'un sol mal compacté
- Des flaques qui stagnent sur une plateforme après la pluie, signe de zones restées molles.
- Un dallage qui fissure ou s'affaisse quelques mois après la pose.
- Une tranchée rebouchée qui se creuse en surface et forme un sillon le long du réseau.
- Un remblai qui tasse sous son propre poids et entraîne la voirie posée au-dessus.
Ces signes alertent, sans remplacer le diagnostic d'un géotechnicien.
Ce qu'un contrôle de compactage établit
Questions fréquentes
Qu'est-ce que le compactage d'un sol ?
Qu'est-ce que l'optimum Proctor ?
Que veut dire un taux de compactage de 95 % ?
Que signifient q3 et q4 en terrassement ?
Quel objectif de compactage pour un remblai courant ?
Pourquoi l'objectif fixe-t-il une valeur en fond de couche ?
Comment compacter un remblai ?
Quelle épaisseur de couche compacter ?
Quels engins servent au compactage ?
Comment se contrôle le compactage sur chantier ?
Un sol compacté à 95 % est-il forcément porteur ?
Que se passe-t-il si un remblai est mal compacté ?
À retenir
- Le compactage chasse l'air des vides d'un sol rapporté pour le rendre dense, porteur et peu déformable.
- La teneur en eau commande le résultat, avec un optimum mesuré par l'essai Proctor de la norme NF P94-093.
- Un remblai courant vise l'objectif q4, la couche de forme l'objectif q3, plus exigeant.
- Chaque objectif associe une valeur moyenne et une valeur en fond de couche, le marché fixe l'objectif et le contrôle.
- Une densité atteinte ne garantit pas la portance, qui se vérifie à part avec un essai à la plaque.
Pour aller plus loin
Le tassement, enfoncement du sol sous le poids d'un ouvrage L'arase, dernière surface du terrain après terrassement Les codes de sols des classifications USCS et GTRSources
AFNOR, norme NF P94-093 (édition 2014), détermination des références de compactage d'un matériau, essais Proctor normal et modifié.
Sétra, note d'information n° 114, éléments techniques pour les planches d'essais de compactage dans les chantiers de terrassements, août 2005.
