Sur une route ou une voirie, une couche de forme de 30 centimètres à près de 1 mètre, selon le sol, prépare la plateforme avant la première couche de chaussée. La vraie question du chantier de voirie, c'est la classe à viser, une PF2 sur une voie courante, une PF3 sur un axe plus circulé. Voici comment la couche de forme fabrique cette portance, et ce qui fixe son épaisseur.
Sommaire
À quoi sert la couche de forme
La couche de forme s'intercale entre le sol du chantier et les couches de chaussée. Elle remplit trois missions à la fois, du premier jour de travaux jusqu'à la vie de la route.
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1
Homogénéiser le support
Un terrain naturel présente des zones molles et des zones fermes. La couche de forme uniformise cette surface pour offrir un appui régulier à la chaussée.
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2
Protéger pendant le chantier
Elle porte la circulation des camions et des engins, et protège le sol en place de la pluie et du ruissellement pendant les travaux. C'est sa portance à court terme, celle du chantier.
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3
Fixer la portance finale
À long terme, elle apporte la fermeté définitive du support. Cette fermeté se traduit par une classe de plateforme, de PF1 à PF4.
Le choix de la couche de forme part toujours du sol en place. C'est le rôle de l'étude de sol qui classe le support d'une voirie, qui mesure la portance du terrain et fixe la classe de plateforme à viser. Sans elle, la chaussée reposerait sur un support incertain.
Les classes de plateforme, de PF2 à PF4
La portance d'une plateforme se traduit par une classe, notée PF. Elle repose sur le module de déformation EV2, exprimé en mégapascals (MPa), une mesure de la fermeté du support. Quatre classes se suivent.
| Classe | Module de déformation | Ce qu'elle indique |
|---|---|---|
| PF1 | 20 à 50 MPa | Support faible, insuffisant seul pour une chaussée courante |
| PF2 | 50 à 120 MPa | La cible la plus courante des voiries |
| PF3 | 120 à 200 MPa | Support ferme, recherché pour optimiser la chaussée |
| PF4 | Plus de 200 MPa | Support de forte portance, structures de chaussée optimisées |
Pour le calcul de la route, on retient une valeur unique par classe, la borne basse de l'intervalle. Une PF2 compte pour 50 MPa, une PF3 pour 120 MPa. Plus la classe monte, plus la chaussée posée au-dessus s'allège, à trafic égal.
La PF2 se divise en deux
La norme de dimensionnement des chaussées NF P 98-086 a scindé la PF2 en deux niveaux. La PF2 courante va de 50 à 80 MPa. La PF2 de qualité supérieure, notée PF2qs, va de 80 à 120 MPa. Certains guides régionaux les notent PF2- et PF2+. L'édition récente du GTR reprend cette distinction pour fixer l'épaisseur de la couche de forme.
En voirie, le choix se resserre presque toujours entre la PF2 et la PF3. On vise une PF2 sur une voie peu circulée, chemin, lotissement ou desserte. On vise une PF3 sur une voie structurante ou un axe à poids lourds, pour porter une chaussée plus sollicitée et réduire son épaisseur à trafic égal.
| Critère | PF2 | PF3 |
|---|---|---|
| Module de déformation | 50 à 120 MPa | 120 à 200 MPa |
| Voirie concernée | Desserte, lotissement, voie peu circulée | Voie structurante, axe à poids lourds |
| Effet sur la chaussée | Structure courante | Structure plus fine à trafic égal |
Épaisseur et matériaux de la couche de forme
Deux familles de matériaux forment une couche de forme. Le choix dépend de ce qu'offre le terrain et de la classe visée.
Les matériaux granulaires viennent d'apport, graves ou sols convenables, simplement mis en place et compactés. Les matériaux traités partent d'un sol médiocre, amélioré à la chaux ou au liant hydraulique pour gagner en fermeté. Un sol trop argileux ou trop humide gagne ainsi en portance grâce au traitement du sol à la chaux ou au liant hydraulique, qui transforme un matériau faible en support portant.
Ce qui fixe l'épaisseur
En pratique, l'épaisseur se lit dans les tableaux du guide, en croisant l'arase, le matériau et la plateforme visée. Une couche granulaire s'étend souvent de 40 centimètres à près de 1 mètre selon la faiblesse du support. Une couche traitée tient souvent dans 30 à 55 centimètres selon les cas, et sert à obtenir une plateforme ferme, de la PF2qs à la PF4, pour optimiser la chaussée.
| Type de couche de forme | Épaisseur courante | Vise plutôt |
|---|---|---|
| Granulaire (non traitée) | 40 cm à 1 m | PF2, parfois PF3 |
| Traitée (chaux, liant) | 30 à 55 cm | PF2qs à PF4 |
Ces ordres de grandeur se précisent au cas par cas, une fois l'arase et la nature du matériau connues. Sur un chantier, l'épaisseur retenue se vérifie ensuite par une planche d'essais.
De l'arase à la plateforme
Pour situer la couche de forme dans le terrain, il faut suivre le profil de bas en haut. Quatre niveaux se succèdent, chacun avec son nom.
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1
La partie supérieure des terrassements (PST)
Le dernier mètre de sol terrassé, en déblai ou en remblai. Sa nature et son humidité conditionnent toute la suite.
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2
L'arase de terrassement
La surface qui coiffe la PST. On la classe de AR0 à AR4 selon sa portance à long terme. Pour recevoir une couche de forme traitée, les règles de dimensionnement demandent une arase d'au moins 35 MPa.
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3
La couche de forme
Posée sur l'arase, elle apporte le complément de portance pour rattraper la classe visée.
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4
La plateforme support de chaussée
Le sommet de la couche de forme. Sa classe PF sert de base au calcul de la route posée au-dessus.
Ce vocabulaire vient du GTR, le guide des terrassements des remblais et des couches de forme du Cerema, dans son édition récente alignée sur les normes européennes NF EN 16907. La subdivision de la PF2 provient de la norme de dimensionnement des chaussées NF P 98-086. Ces deux textes encadrent la conception d'une plateforme de voirie.
La couche de forme dans les documents de chantier publics
Les collectivités publient leurs cahiers des charges de voirie. On y lit noir sur blanc la classe d'arase et de plateforme visée, le module à atteindre et le traitement du sol. Voici trois exemples en accès libre, du guide de métropole au chantier de commune.
Métropole de Lyon, guide de conception et de dimensionnement des structures de chaussées
Ce guide donne les classes d'arase de AR0 à AR4, les modules EV2 par classe de plateforme et des tableaux d'épaisseur de couche de forme selon l'arase et le matériau.
Source, Métropole de Lyon
Consulter le document (PDF)Commune de Pencran, cahier des charges d'une voirie communale
Le document fixe une arase AR1 avec un module supérieur à 30 MPa, puis une plateforme PF2 avec un module supérieur à 50 MPa, contrôlés par essai à la plaque.
Source, commune de Pencran (Finistère)
Consulter le document (PDF)Conseil départemental des Yvelines, cahier des charges terrassements et couche de forme
Ce cahier départemental décrit les matériaux de couche de forme, granulaires ou traités à la chaux et au liant hydraulique sur 35 cm, pour viser une plateforme PF2 ou PF3.
Source, département des Yvelines
Consulter le document (PDF)Questions fréquentes
Qu'est-ce qu'une couche de forme ?
Quelle différence entre PF2 et PF3 ?
En quoi consiste la PF2 de qualité supérieure ?
Quelle épaisseur de couche de forme pour une PF2 ?
Quels matériaux pour une couche de forme ?
À quoi correspond l'arase de terrassement ?
La couche de forme fait-elle partie de la chaussée ?
Une couche de forme est-elle toujours nécessaire ?
Quel module minimal pour l'arase avant une couche de forme traitée ?
Quel référentiel encadre la couche de forme ?
Couche de forme granulaire ou traitée, laquelle choisir ?
La couche de forme sert-elle aussi pendant le chantier ?
À retenir
- La couche de forme homogénéise le sol support, le protège pendant le chantier et fixe la portance de la plateforme.
- Quatre classes, PF1 (20 à 50 MPa) à PF4 (plus de 200 MPa), mesurées par le module de déformation.
- La PF2 se divise en PF2 (50 à 80 MPa) et PF2qs (80 à 120 MPa) selon la norme NF P 98-086.
- L'épaisseur dépend de l'arase, du matériau et de la classe visée, de 30 cm à près de 1 mètre.
- Un matériau traité à la chaux ou au liant hydraulique vise souvent les plateformes fermes, de la PF2qs à la PF4.
- Une arase d'au moins 35 MPa est demandée avant de recevoir une couche de forme traitée.
