Masse volumique et foisonnement des matériaux de terrassement courants
Un volume levé ne devient tonnage, rotations de camions et paiement que par une masse volumique — et la bonne dépend de l'état du matériau : en place, foisonné en tas ou compacté en remblai. Cette référence donne la masse volumique foisonnée et en place, le coefficient de charge et le foisonnement de 20 matériaux courants, et montre comment s'en servir sans mélanger les états.
En place, foisonné et compacté
Le volume en place est le matériau dans son gisement — ce que mesure le levé d'une excavation. Le volume foisonné est le même matériau après extraction, gonflé par les vides entre ses éléments — ce que mesure le levé d'un stock. Le volume compacté est le matériau mis en œuvre et compacté en remblai.
Le coefficient de charge les relie : volume foisonné = volume en place ÷ coefficient de charge, et foisonnement = 1 ÷ coefficient de charge − 1. Le tonnage est toujours volume × masse volumique du même état : volume en place avec masse volumique en place, volume foisonné avec masse volumique foisonnée.
Tableau de référence
Valeurs issues des tableaux de masse volumique de Caterpillar ; le foisonnement est déduit du coefficient de charge. La source précise que le poids varie avec l'humidité, la granulométrie et le compactage et que des essais sont nécessaires pour des valeurs exactes : prenez le tableau comme point de départ, pas comme mesure.
| Matériau | Foisonné (kg/m³) | En place (kg/m³) | Coefficient de charge | Foisonnement |
|---|---|---|---|---|
| Argile, en place | 1 660 | 2 020 | 0,82 | 22 % |
| Argile sèche | 1 480 | 1 840 | 0,81 | 23 % |
| Argile humide | 1 660 | 2 080 | 0,80 | 25 % |
| Argile et gravier, secs | 1 420 | 1 660 | 0,85 | 18 % |
| Argile et gravier, humides | 1 540 | 1 840 | 0,85 | 18 % |
| Terre sèche tassée | 1 510 | 1 900 | 0,80 | 25 % |
| Terre humide excavée | 1 600 | 2 020 | 0,79 | 27 % |
| Terre limoneuse | 1 250 | 1 540 | 0,81 | 23 % |
| Gravier tout-venant | 1 930 | 2 170 | 0,89 | 12 % |
| Gravier sec | 1 510 | 1 690 | 0,89 | 12 % |
| Gravier sec, 6–50 mm | 1 690 | 1 900 | 0,89 | 12 % |
| Gravier humide, 6–50 mm | 2 020 | 2 260 | 0,89 | 12 % |
| Sable sec meuble | 1 420 | 1 600 | 0,89 | 12 % |
| Sable humide | 1 690 | 1 900 | 0,89 | 12 % |
| Sable mouillé | 1 840 | 2 080 | 0,89 | 12 % |
| Sable et argile, meubles | 1 600 | 2 020 | 0,79 | 27 % |
| Sable et gravier, secs | 1 720 | 1 930 | 0,89 | 12 % |
| Sable et gravier, humides | 2 020 | 2 230 | 0,91 | 10 % |
| Pierre concassée | 1 600 | 2 670 | 0,60 | 67 % |
| Terre végétale | 950 | 1 370 | 0,70 | 43 % |
Exemples chiffrés
Un levé de stock mesure du matériau foisonné. Un tas de 904,8 m³ de sable et gravier secs à 1 720 kg/m³ foisonné pèse 904,8 × 1,72 = 1 556 t.
Un levé d'excavation mesure du matériau en place. 1 000 m³ d'argile en place (coefficient 0,82) donnent 1 000 ÷ 0,82 = 1 219,5 m³ foisonnés, soit 82 rotations avec une benne de 15 m³. Son poids est de 1 000 × 2,02 = 2 020 t en place, ou 1 219,5 × 1,66 = 2 024 t foisonné — le même matériau, cohérent à l'arrondi du coefficient près.
| Cas | Calcul | Résultat |
|---|---|---|
| Stock de sable et gravier secs (foisonné) | 904,8 m³ × 1,72 t/m³ | 1 556 t |
| Excavation en argile en place → foisonné | 1 000 m³ ÷ 0,82 | 1 219,5 m³ |
| Rotations, benne de 15 m³ | 1 219,5 ÷ 15 = 81,3 | 82 rotations |
| Tonnage de cette excavation | 1 000 m³ × 2,02 t/m³ | 2 020 t |
Mesurez votre propre matériau
Les valeurs de tableau cachent une forte dispersion : humidité, granulométrie et mode d'extraction les font varier. Pour un tonnage qui sera payé, pesez quelques camions chargés et comparez-les à leur volume foisonné levé, et mesurez la masse volumique en place. Le remblai compacté a son propre retrait, absent de ce tableau : mesurez-le sur site.
Dans STREAM, la masse volumique se saisit par stock : chaque matériau du parc porte sa propre valeur mesurée et le rapport indique le volume et le tonnage obtenus.
Questions fréquentes
Quelle différence entre volume en place, foisonné et compacté ?
Le volume en place est le matériau dans son gisement, le volume foisonné le même matériau extrait (plus grand à cause des vides) et le volume compacté le matériau mis en œuvre et compacté en remblai. Volume foisonné = volume en place ÷ coefficient de charge.
Comment calculer le foisonnement à partir du coefficient de charge ?
Foisonnement = 1 ÷ coefficient de charge − 1. Un coefficient de 0,82 donne 1 ÷ 0,82 − 1 ≈ 22 % ; la pierre concassée, à 0,60, foisonne d'environ 67 %.
Quelle masse volumique utiliser pour le tonnage d'un stock ?
La masse volumique foisonnée, car un levé de stock mesure du matériau foisonné. N'utilisez la masse volumique en place qu'avec des volumes en place, comme une excavation levée sur site.
Quelle est la précision des masses volumiques de tableau ?
Ce sont des valeurs de départ. La source elle-même indique que le poids varie avec l'humidité, la granulométrie et le compactage et que des essais sont nécessaires ; pesez des camions chargés ou mesurez la masse volumique en place pour toute quantité payée.
Sources
Mesurez volume et tonnage de stocks dans STREAM
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