L'essai à la plaque, défini par la norme NF P 94-117-1, contrôle la portance d'une plateforme de terrassement avant la pose d'une chaussée, d'une voie ou d'un dallage. Une plaque rigide de 60 cm est chargée deux fois, et l'enfoncement mesuré donne les modules EV1 et EV2, en mégapascals. Ce guide explique comment calculer et lire ces valeurs, les seuils par classe de plateforme et les règles de réception.
Les points clés à retenir
- EV2, en MPa : module lu au second chargement d'une plaque de 60 cm, mesurable de 20 à 250 MPa.
- EV2 ≈ 90 / z2 : avec la formule simplifiée, 1,8 mm d'enfoncement correspond à 50 MPa, le bas de la classe PF2.
- Rapport k = EV2 / EV1 : souvent exigé sous 2 au cahier des charges, mais absent de la norme NF P 94-117-1.
- Un essai tous les 250 m² sur couche de forme et tous les 500 m² sur arase, selon le Cerema (2018).
Sommaire
- L'essai à la plaque mesure la portance d'une plateforme
- La plaque applique deux cycles de charge sur le sol
- Calculer EV1, EV2 et le rapport k à partir de l'enfoncement
- Lire EV1, EV2 et le rapport k sans se tromper
- Réceptionner une plateforme sans erreur
- Plaque statique, dynaplaque ou portancemètre
- Les classes PF situent la plateforme selon sa portance
- La norme NF P 94-117 encadre l'essai
- Questions fréquentes
L'essai à la plaque mesure la portance d'une plateforme
L'essai à la plaque est un essai de chargement statique qui chiffre la portance, c'est-à-dire l'aptitude d'une plateforme à supporter une structure sans s'enfoncer. Son résultat, le module EV2, se compare au seuil fixé par le marché. Un fond de forme trop mou se tasse plus tard sous la chaussée ou le dallage, et le revêtement fissure.
Il fait partie des mesures réalisées directement sur le terrain, comme le pénétromètre ou le pressiomètre. Mais il vise un objet précis : la surface d'appui finie, en fin de terrassement. Trois chantiers l'emploient surtout :
- Routes et voiries, avant la pose des couches de chaussée.
- Dallages industriels et plateformes logistiques, où un affaissement gêne le roulage des chariots et le stockage.
- Plateformes ferroviaires et aéroportuaires, soumises à des charges lourdes et répétées.
À noter : le Cerema sépare la portance à court terme, mesurée en fin de chantier et inscrite au marché, de la portance à long terme, retenue pour dimensionner la chaussée. Un limon sec mal compacté affiche un module élevé le jour de l'essai et s'effondre après un hiver pluvieux. La mesure du jour ne dit rien de l'hiver suivant.
La plaque applique deux cycles de charge sur le sol
Une plaque rigide de 60 cm de diamètre est posée au sol, puis chargée par un vérin qui prend appui sous un camion lesté. Le Cerema demande un massif de réaction d'au moins 8 tonnes sur la plaque, avec les pneus à 1,20 m au minimum du centre de la plaque. L'opérateur relève l'enfoncement au centre, à chaque cycle.
- 1
Mise en place
La plaque repose sur une fine couche de sable qui comble les creux et assure un contact plan.
- 2
Premier cycle, 0,25 MPa
La pression monte à 0,25 MPa, soit environ 7 070 daN sur la plaque, puis reste stable jusqu'à l'arrêt de l'enfoncement. Lecture de z1, puis déchargement.
- 3
Second cycle, 0,20 MPa
Rechargement à 0,20 MPa, soit environ 5 655 daN. Même attente, lecture de z2, puis déchargement.
- 4
Calcul du module
L'enfoncement z2 du second cycle donne EV2 par la formule de Boussinesq. EV2 est la seule grandeur retenue par la norme.
L'essai couvre une plage de 20 à 250 MPa et s'applique aux matériaux dont les plus gros éléments restent sous 200 mm. Comptez 4 à 6 mesures par heure, d'après la note du Cerema sur la mesure de la portance des plates-formes (mars 2018).
Qui réalise l'essai : un laboratoire ou un bureau d'études géotechniques équipé, souvent en contrôle extérieur, indépendant de l'entreprise de terrassement. Dans les marchés, cette mesure constitue en général un point d'arrêt : rien ne se pose au-dessus avant validation des modules.
Calculer EV1, EV2 et le rapport k à partir de l'enfoncement
EV2 se calcule avec la formule de Boussinesq pour une plaque rigide : EV = π/4 × (1 − ν²) × p × d / z. Avec un coefficient de Poisson ν de 0,25, une plaque d de 600 mm et un enfoncement z en millimètres, la formule donne environ 88 / z au second cycle et 110 / z au premier. La pratique de chantier arrondit ces coefficients à 90 et 112,5, deux raccourcis d'estimation :
| Module | Pression p | Formule simplifiée, en MPa | Enfoncement utilisé |
|---|---|---|---|
| EV1 | 0,25 MPa | 112,5 / z1 | z1, premier cycle, en mm |
| EV2 | 0,20 MPa | 90 / z2 | z2, second cycle, en mm |
| Rapport k | Sans objet | EV2 / EV1 | Sans unité |
Exemple chiffré pour illustrer le calcul. La plaque s'enfonce de 2,5 mm au premier cycle et de 1,2 mm au second :
- EV1 = 112,5 / 2,5 = 45 MPa
- EV2 = 90 / 1,2 = 75 MPa, une valeur située dans la plage PF2
- k = 75 / 45 = 1,67, sous le seuil de 2 souvent demandé au marché
Le calcul marche aussi à l'envers. Pour viser une classe, le tableau donne l'enfoncement maximal au second cycle avec la formule simplifiée.
| Seuil de module EV2 | Classe concernée | Enfoncement z2 maximal |
|---|---|---|
| 20 MPa | Bas de PF1 | 4,5 mm |
| 50 MPa | Bas de PF2 | 1,8 mm |
| 80 MPa | Bas de PF2qs | 1,13 mm |
| 120 MPa | Bas de PF3 | 0,75 mm |
| 200 MPa | Bas de PF4 | 0,45 mm |
Attention : sur certains montages de poutre de Benkelman, le comparateur lit environ le double de l'enfoncement réel de la plaque, à cause du bras de levier. Une communication présentée aux Journées nationales de géotechnique 2020 (université Grenoble Alpes) divise ainsi la lecture par 2 avant d'appliquer 90 / z. Vérifiez sur le procès-verbal si z2 est la lecture brute ou l'enfoncement réel, sinon le module calculé est faux du simple au double.
Lire EV1, EV2 et le rapport k sans se tromper
Un essai à la plaque produit deux modules et un rapport. Chacun dit une chose différente, et un seul figure encore dans la norme.
EV1 et EV2 décrivent deux états du sol
EV1 vient du premier chargement. Il décrit le sol dans son état au moment de l'essai. Un EV1 faible signale un compactage insuffisant, un matériau médiocre ou une teneur en eau trop forte.
EV2 vient du second chargement, une fois le premier tassement absorbé. C'est la valeur de réception, celle qui situe la plateforme dans une classe. Plus EV2 est élevé, moins la plateforme se déforme sous la charge.
Le rapport k renseigne sur le compactage, sans le mesurer
Le rapport k vaut EV2 divisé par EV1. Bas, il traduit le plus souvent un sol déjà serré, presque insensible au second passage. Élevé, il signale un sol qui s'est encore réarrangé entre les deux cycles. Le rapport k reste un indicateur complémentaire, à lire avec le matériau et les critères du marché.
Mais le sens du chiffre dépend du matériau et de son humidité. Une grave propre et une argile limoneuse ne donnent pas le même k à compactage égal.
Important : la norme NF P 94-117-1 ne retient plus ni EV1 ni le rapport k, rappelle la fiche Wikigeotech du ministère de la Transition écologique, tirée de la note du Cerema. La note précise aussi un point : l'essai ne caractérise pas le taux de compactage. EV1 et k viennent du mode opératoire historique du LCPC et survivent car les cahiers des charges les exigent encore. Un k sous 2 ne vaut pas certificat de compactage.
| Grandeur | Origine | Exigence courante au marché |
|---|---|---|
| EV2 | Norme NF P 94-117-1, second cycle | Valeur minimale de la classe visée |
| EV1 | Mode opératoire LCPC, premier cycle | Aucun seuil direct |
| Rapport k | EV2 divisé par EV1, hors norme | Inférieur à 2, parfois 2,2 |
| Coefficient kW | Norme NF P 94-117-3, un seul cycle à 70 kPa | Fixé par le géotechnicien pour le dallage |
Deux grandeurs portent la lettre k et beaucoup de rapports les confondent. Le rapport k n'a pas d'unité. Le coefficient de Westergaard kW s'exprime en MPa/m et sert au calcul des dallages de bâtiment, détaillé dans notre fiche sur le module de réaction d'un sol sous dallage.
EV2, EM et module d'Young ne se remplacent pas
Trois modules s'expriment en MPa sans mesurer la même chose. Un même sol affiche trois chiffres différents selon l'essai.
| Module | Essai | Lieu de mesure | Usage |
|---|---|---|---|
| EV2 | Plaque statique | En surface, plateforme finie | Réception d'un terrassement |
| EM | Pressiomètre Ménard | Dans un forage, couche par couche | Calcul des fondations |
| Module d'Young E | Laboratoire ou calcul | Matériau homogène | Constante d'élasticité |
Le Cerema le rappelle : sur un empilement de couches, la plaque mesure un module moyen des couches sous-jacentes, pas le module d'Young de chacune. Pour le module mesuré en forage, voyez le module pressiométrique EM et son usage en fondation.
À vérifier sur un procès-verbal d'essai à la plaque
- La valeur de EV2 en MPa, point par point, face au seuil du marché.
- Les valeurs de z1 et z2, et si elles sont brutes ou corrigées du bras de levier.
- Le rapport k et le seuil retenu pour le matériau testé.
- Le nombre de points et leur position sur la plateforme.
- La date de l'essai par rapport au compactage, au traitement et à la météo.
Réceptionner une plateforme sans erreur
Un EV2 conforme ne suffit pas à réceptionner une plateforme. Le Cerema demande de contrôler quatre points, dont la portance.
Les quatre contrôles d'une réception de plateforme
- La qualité des matériaux mis en œuvre dans la couche.
- La mise en œuvre : compactage, épaisseur des couches, réglage.
- La portance, mesurée par le module EV2.
- Le drainage et les dispositifs d'assainissement.
Les erreurs qui invalident une mesure
- Mesurer par gel, dégel ou pluie. La note du Cerema demande une surface fermée, hors gel, dégel et pluie.
- Mesurer trop tôt après un traitement. Le Cerema indique au moins 48 heures après la chaux. Après un liant hydraulique, comptez 3 à 7 jours sur une arase et normalement 28 jours sur une couche de forme, délai réductible selon les résistances mesurées sur éprouvettes.
- Poser la plaque sur une couche traitée aux liants hydrauliques. La mesure reflète la raideur de la prise cimentaire, pas le module de calcul. La réception passe alors par une mesure de déflexion.
- Juger sur une moyenne. Pour le Cerema, chaque valeur, et non la moyenne, s'analyse face au module minimal du marché, noté Emin, sauf règle différente écrite au cahier des charges.
- Surclasser la plateforme sur la foi des essais. De bons résultats ne changent pas la classe, fixée au stade de l'étude.
La densité de points conditionne la valeur du contrôle
Le Cerema recommande au minimum un essai tous les 500 m² sur l'arase et tous les 250 m² sur la couche de forme. Sur une chaussée, cela revient à un point par voie tous les 60 m en arase et tous les 30 m en couche de forme, en quinconce. Sur un chantier à forts enjeux, la maille descend à 20 m. Autour d'un point faible, les mesures se resserrent pour délimiter la zone molle.
Le nombre de points hors seuil décide de la suite
Sous le seuil Emin, la gravité se lit au pourcentage de points non conformes. Ces pourcentages restent indicatifs et s'adaptent aux enjeux du chantier.
| Points sous le seuil | Niveau d'anomalie | Suite donnée |
|---|---|---|
| Zone isolée visible | Niveau 1 | Purge immédiate ou traitement au liant |
| Moins de 10 % | Niveau 2 | Réparation prévue au marché : purge, traitement, drainage |
| 10 à 50 % | Niveau 3 | Analyse technique et économique du maître d'œuvre |
| Plus de 50 % | Niveau 4 | Dimensionnement de l'ouvrage remis en cause |
Plaque statique, dynaplaque ou portancemètre
La plaque statique est l'essai de référence historique, celui qui a servi à caler les essais dynamiques. La méthode de réception, elle, est fixée au cahier des clauses techniques du marché, et le maître d'œuvre accepte ou non une autre méthode. Pour couvrir vite une grande surface, les chantiers passent à la dynaplaque, ou au portancemètre sur un long linéaire.
| Critère | Plaque statique | Dynaplaque | Portancemètre |
|---|---|---|---|
| Module obtenu | EV2 | Edyn | Ep |
| Sollicitation | Deux cycles au vérin | Trois chocs d'une masse sur plaque de 600 mm | Roue vibrante tractée |
| Plage | 20 à 250 MPa | 20 à 100 MPa (dyna 1), 20 à 250 MPa (dyna 2) | 30 à 250 MPa |
| Rendement | 4 à 6 mesures par heure | 20 à 40 mesures par heure | 15 à 20 km par jour, en continu |
| Cadre | NF P 94-117-1 | NF P 94-117-2 | Guide technique LCPC, non normalisé |
La dynaplaque reproduit le passage d'un essieu de 13 tonnes à 60 km/h. Sur des essais croisés menés au centre Cerema de Rouen, publiés en 2023 dans la Revue française de géotechnique, la dynaplaque 2 donnait en moyenne des modules environ 13 % au-dessus de ceux de la plaque statique. Les auteurs appellent à la prudence sur cet écart, faussé par des planches gorgées d'eau. Les auteurs concluent à des corrélations peu fiables entre appareils : un Edyn ne se convertit pas en EV2.
Attention : ne confondez pas la dynaplaque avec la plaque dynamique légère, petit appareil portable à plaque de 30 cm qui donne un module EVD. Le Cerema la décrit comme non normalisée en France, indicative, limitée à 30 à 40 cm de profondeur et à des modules de 15 à 70 MPa. Un rapport qui présente un EVD comme réception de plateforme sort du cadre.
Les classes PF situent la plateforme selon sa portance
Les classes de portance, notées PF, servent à dimensionner la chaussée sur le long terme. EV2 mesuré en fin de chantier vérifie le seuil de réception du marché, il ne suffit pas à lui seul à classer ou reclasser une plateforme.
| Classe | Module de déformation | Lecture |
|---|---|---|
| PF1 | 20 à 50 MPa | Portance faible |
| PF2 | 50 à 80 MPa | Portance courante |
| PF2qs | 80 à 120 MPa | PF2 de qualité supérieure |
| PF3 | 120 à 200 MPa | Portance élevée, trafic soutenu |
| PF4 | Plus de 200 MPa | Portance maximale |
Le guide des terrassements de 2000 comptait quatre classes, avec une PF2 de 50 à 120 MPa. La norme de dimensionnement des chaussées neuves NF P 98-086 l'a coupée en deux en 2011, d'après la note du Cerema sur la classe PF2qs (mars 2017). Certains guides régionaux la notent PF2+, des guides autoroutiers PF23. L'édition 2024 du guide des terrassements, réalisée par l'IDRRIM, intègre désormais le dimensionnement des couches de forme en PF2qs.
- Les plages PF sont des valeurs à long terme, pour le calcul de la chaussée.
- Le seuil de réception Emin est une valeur à court terme, en général égale au bas de la classe visée : 50 MPa pour une PF2, 120 MPa pour une PF3.
- Un bon résultat le jour de l'essai ne surclasse pas la plateforme.
Le détail de chaque classe figure dans notre fiche sur les classes de plateforme de PF1 à PF4.
La norme NF P 94-117 encadre l'essai
L'essai à la plaque relève d'une norme française en trois parties, une par mode de chargement.
| Norme | Objet | Grandeur |
|---|---|---|
| NF P 94-117-1 | Chargement statique à la plaque, publiée en avril 2000 | EV2, en MPa |
| NF P 94-117-2 | Chargement dynamique, dynaplaque, 2004 | Edyn, en MPa |
| NF P 94-117-3 | Coefficient de réaction de Westergaard, 2008 | kW, en MPa/m |
La partie 1 vise les plateformes de terrassement et d'assainissement des infrastructures routières, ferroviaires et aéroportuaires. La partie 3 sort du cadre routier : l'essai de Westergaard charge une plaque de 600, 750 ou 762 mm jusqu'à 70 kPa, en un seul cycle, avec un massif de réaction de 3,2 tonnes. Le coefficient kW sert aux dallages de bâtiment, d'habitation ou industriels, et ne s'applique pas aux plateformes routières ou ferroviaires.
Questions fréquentes
Qu'est-ce que l'essai à la plaque
Comment calculer EV1 et EV2 à partir de l'enfoncement
Que signifie un essai de plaque à 50 MPa
Quelle différence entre EV1 et EV2
Que veut dire un rapport EV2 sur EV1 supérieur à 2
Quel est le mode opératoire de l'essai à la plaque
Combien d'essais à la plaque par m²
Quel est le prix d'un essai à la plaque
L'essai à la plaque mesure-t-il le compactage du sol
Quelle différence entre la plaque et la dynaplaque
Quelle différence entre EV2 et le module de Westergaard
Quelle norme encadre l'essai à la plaque
À retenir
- Recalculez EV2 avec 90 / z2 et vérifiez si z2 est corrigé du bras de levier de la poutre.
- Comparez chaque point au seuil Emin du marché, jamais la moyenne des points.
- Lisez le rapport k comme un indice, sans le prendre pour une mesure de compactage.
- Exigez les quatre contrôles de réception : matériaux, mise en œuvre, portance, drainage.
- Refusez un EVD de plaque légère ou un Edyn présenté comme un EV2.
Pour aller plus loin
Les contrôles de compactage réalisés après un terrassement Le pénétromètre dynamique pour sonder la résistance du sol en profondeur Le pressiomètre Ménard et ses deux paramètres de calcul de fondation Le module EVD de la plaque dynamique légèreSources
Voisin G., Boussafir Y., Jacqueline D., Comparaison plaque et dynaplaque, résultats d'essais croisés en conditions maîtrisées, Revue française de géotechnique n° 174, 2023.
Hosseini-Sadrabadi H., Nour M., Dano C., Riegel P., Nouvelle approche d'interprétation des essais à la plaque, Journées nationales de géotechnique et de géologie de l'ingénieur, 2020.
Wikigeotech, ministère de la Transition écologique, fiche La portance en terrassement.
