Essai à la plaque : EV1, EV2 et rapport K expliqués

L'essai à la plaque mesure la portance d'une plateforme en chargeant deux fois une plaque rigide de 600 mm. Le premier cycle donne EV1, le second EV2, le module retenu pour la réception. Le rapport K = EV2/EV1 renseigne sur le compactage : sous 2, la couche est bien serrée.

Ce chiffre engage tout ce qui sera posé dessus. Une plateforme réceptionnée sur un point mal placé ou sur un procès-verbal mal lu se paie plus tard : dallage qui fissure, voirie qui se creuse d'ornières, parking qui se déforme sous les poids lourds. La reprise coûte alors bien plus cher qu'une recharge de matériau faite au bon moment, avant le béton ou l'enrobé. Savoir lire EV1, EV2 et K permet de décider sur place : réceptionner, recompacter ou renforcer la couche.

Que mesure l'essai à la plaque ?

Un enfoncement sous une charge connue

Le principe est simple. Un vérin, qui prend appui sous un camion chargé servant de contrepoids, pousse une plaque rigide posée sur la plateforme. On mesure de combien la plaque s'enfonce sous une pression connue. Moins elle s'enfonce, plus le module est élevé. Ce module, exprimé en mégapascals (MPa), traduit la raideur de la couche : sa capacité à porter une charge sans se déformer. C'est ce que l'on appelle la portance.

L'essai se fait sur l'arase de terrassement (le fond de fouille réglé) ou sur la couche de forme, la couche de matériau rapportée qui sert de support à la chaussée ou au dallage. Il sert à réceptionner une plateforme de voirie, de parking, de dallage industriel ou de bâtiment logistique.

Les normes de référence

• NF P94-117-1 (avril 2000) : essai statique à la plaque, qui définit le module EV2.
• NF P94-117-2 (octobre 2004) : essai à la dynaplaque, qui donne un module dynamique par chargement de choc.
• NF P94-117-3 (décembre 2008) : coefficient de réaction de Westergaard kW, utilisé pour le calcul des dallages.

Un point surprend souvent : la norme de 2000 ne retient que EV2. Le module EV1 et le rapport K viennent du mode opératoire historique du LCPC, le laboratoire central des ponts et chaussées. Ils figurent pourtant sur la plupart des procès-verbaux et dans de nombreux cahiers des charges, car ils renseignent sur la qualité du compactage.

Un EV2 faible avec un rapport K bas ne se corrige pas au rouleau : le compactage est fait, c'est le matériau qui manque de portance.

Comment se déroule l'essai, étape par étape

Le matériel

• Une plaque rigide circulaire de 600 mm de diamètre.
• Un vérin hydraulique avec capteur de force, par exemple de 200 kN.
• Un camion chargé qui sert de massif de réaction au-dessus de la plaque.
• Une poutre de mesure (type Benkelman) et un comparateur qui lit l'enfoncement au centième de millimètre.

Le mode opératoire

1. Préparez le point : retirez les éléments instables et étalez une fine couche de sable pour que la plaque porte sur toute sa surface.
2. Positionnez le camion au-dessus de la plaque, le vérin entre le châssis et la plaque. Installez la poutre de mesure en appui loin de la plaque et des roues.
3. Premier cycle : montez à 0,25 MPa, soit environ 70,7 kN sur la plaque. Attendez la stabilisation, puis lisez l'enfoncement z1 et déchargez.
4. Second cycle : remontez à 0,20 MPa, soit environ 56,5 kN. Attendez la stabilisation, lisez z2 et déchargez.
5. Calculez EV1, EV2 et K, notez la position du point puis passez au suivant.

La stabilisation est atteinte quand l'enfoncement évolue de moins de 0,02 mm en 15 secondes (fiche de mode opératoire Arvor Géo). Les efforts se vérifient facilement : la plaque mesure 0,2827 m² (π × 0,3 × 0,3), donc 0,25 MPa × 0,2827 m² = 0,0707 MN, soit 70,7 kN. Au second cycle, 0,20 × 0,2827 = 0,0565 MN, soit 56,5 kN.

Le nombre de points et leur maille sont fixés par le CCTP (cahier des clauses techniques particulières) ou par le maître d'œuvre. L'essai est confié à un laboratoire de géotechnique, souvent dans le cadre du contrôle extérieur du chantier. Demandez qu'il soit planifié dès que la couche est réglée et compactée : un point testé trop tard, après le passage des engins, ne reflète plus la couche que vous avez mise en œuvre.

Comment lire EV1, EV2 et le rapport K

Les formules

Le module se déduit de l'enfoncement par la formule de Boussinesq appliquée à une plaque rigide. Avec la plaque de 600 mm et le coefficient de Poisson retenu par le mode opératoire, elle se simplifie ainsi (z en millimètres, module en MPa) :

• EV1 = 112,5 ÷ z1, calculé avec l'enfoncement du premier cycle ;
• EV2 = 90 ÷ z2, calculé avec l'enfoncement du second cycle ;
• K = EV2 ÷ EV1.

Les deux constantes valent 1,5 × pression × rayon de la plaque : 1,5 × 0,25 × 300 = 112,5 et 1,5 × 0,20 × 300 = 90. Retenez l'ordre de grandeur : un enfoncement de 1 mm au second cycle donne 90 MPa, un enfoncement de 2 mm donne 45 MPa.

EV2 : le module de réception

EV2 se compare à la classe de plateforme visée par le projet. Le guide de conception des chaussées de la Métropole de Lyon (version de mars 2017) retient ces bornes :

• PF2 : EV2 de 50 à moins de 80 MPa ;
• PF2qs (PF2 de qualité supérieure) : de 80 à moins de 120 MPa ;
• PF3 : de 120 à moins de 200 MPa.

Sous un dallage de bâtiment, la fiche Infociments consacrée au contrôle du sol support (2025) indique, d'après la NF DTU 13.3 P1-1-1, un EV2 d'au moins 50 MPa quand les charges d'exploitation restent dans ces trois limites : 20 kN/m² réparties, 20 kN en charge concentrée fixe et 20 kN par roue en charge mobile. Au-delà, il faut au moins 70 MPa. Le CCTP précise si le seuil s'applique à chaque point ou à une moyenne : lisez-le avant l'essai.

Le rapport K : ce qu'il dit du compactage

Au premier cycle, la plaque serre encore les grains lâches : une partie de l'enfoncement est définitive. Au second cycle, la couche répond surtout de façon élastique. Si les deux modules sont proches, la couche était déjà serrée. Si EV2 dépasse largement EV1, c'est la plaque qui a fini le travail du rouleau.

Le guide de la Métropole de Lyon exige un K inférieur à 2,0 sur les plateformes de chaussée. Sous dallage, la fiche Infociments mentionne un indice EV2/EV1 inférieur ou égal à 2,2. Le seuil applicable est donc celui de votre cahier des charges. K ne remplace pas un contrôle de densité : c'est un indicateur, à lire avec EV2.

Exemple de lecture de trois points

Plateforme visée : PF2, donc EV2 d'au moins 50 MPa et K inférieur à 2.

• Point A : z1 = 2,5 mm et z2 = 1,2 mm. EV1 = 112,5 ÷ 2,5 = 45 MPa. EV2 = 90 ÷ 1,2 = 75 MPa. K = 75 ÷ 45 = 1,67. Le point est conforme.
• Point B : z1 = 4,5 mm et z2 = 1,5 mm. EV1 = 25 MPa, EV2 = 60 MPa, K = 2,4. La portance est atteinte, mais le compactage est incomplet.
• Point C : z1 = 3,0 mm et z2 = 2,0 mm. EV1 = 37,5 MPa, EV2 = 45 MPa, K = 1,2. La couche est serrée, mais elle ne porte pas assez.

Le tableau ci-dessous résume les quatre situations que vous rencontrerez sur un procès-verbal.

Les erreurs à éviter

1. Tester une surface remaniée ou détrempée

Une plateforme circulée par les engins après le compactage présente une surface décompactée. Une couche testée juste après une forte pluie aussi. Le premier cycle s'enfonce alors beaucoup, EV1 chute et K grimpe, sans que la couche en profondeur soit en cause. Règle : testez la couche finie juste après son compactage, interdisez la circulation sur la zone d'essai et reportez le point si la surface est gorgée d'eau.

2. Comparer des modules qui ne se comparent pas

Un module dynamique obtenu à la dynaplaque, un coefficient kW de Westergaard en MPa/m et un EV2 en MPa ne mesurent pas la même chose. Comparer un résultat de dynaplaque à un seuil exprimé en EV2 revient à juger une mesure avec la règle d'une autre, même si les deux s'expriment en MPa. Règle : comparez chaque résultat au seuil écrit pour le même essai dans le CCTP.

3. Recompacter un sol qui manque de portance

C'est l'erreur la plus coûteuse en temps. Quand EV2 est faible alors que K est bas, la couche est déjà serrée : passer et repasser le rouleau ne fera pas monter le module. Sur un sol fin humide, le rouleau peut même le dégrader. Règle : faites définir la solution par le géotechnicien ou le bureau d'études : purge du matériau, traitement à la chaux ou au liant hydraulique, couche de forme plus épaisse.

Conseil de l'expert

Exigez dans le procès-verbal les enfoncements bruts z1 et z2 de chaque point, sa position sur un plan et l'heure de l'essai, pas seulement le module EV2. Avec z1 et z2, vous recalculez vous-même EV1, EV2 et K en deux divisions et repérez une lecture aberrante. Avec le plan, vous voyez si les points faibles se regroupent : une zone humide, une ancienne tranchée ou un bord de remblai se traitent localement, sans reprendre toute la plateforme.

EV2 trop faible : calculer la recharge de la plateforme

Quand l'essai montre un manque de portance, la solution la plus fréquente est une recharge en matériau granulaire, souvent une GNT 0/31,5. La GNT (grave non traitée) est un mélange de graviers et de sable de 0 à 31,5 mm, sans liant, qui se compacte bien. L'épaisseur est fixée par le bureau d'études en fonction du résultat de l'essai et de la classe visée.

La formule

• Volume compacté (m³) = surface (m²) × épaisseur compactée (m) ;
• Tonnage (t) = volume compacté × densité en place (t/m³) ;
• Nombre de camions = tonnage ÷ charge utile du camion, arrondi au supérieur.

Exemple chiffré

Prenons une plateforme de parking de 600 m² dont les points sont sous les 50 MPa. Retenons l'hypothèse d'une recharge de 20 cm de GNT 0/31,5 compactée ; la vôtre figure dans la prescription du bureau d'études.

• Volume compacté : 600 × 0,20 = 120 m³.
• Tonnage : la densité de la GNT compactée est de 2,0 à 2,2 t/m³. Avec 2,1 t/m³, 120 × 2,1 = 252 t (de 240 à 264 t selon la densité réelle).
• En 8x4 (environ 17 t de charge utile) : 252 ÷ 17 = 14,8, soit 15 rotations.
• En semi-benne (environ 30 t de charge utile en livraison) : 252 ÷ 30 = 8,4, soit 9 rotations, si l'accès permet une semi.

Le choix du camion dépend surtout de l'accès et de l'aire de manœuvre : le comparatif 8x4 ou 6x4 vous aide à trancher. Pour une recharge de ce type, Koncrete livre la GNT 0/31,5 à prix ferme livré, dans le camion adapté à votre accès, sous 24 à 48 h : la recharge et le nouvel essai se calent sans attendre. Si la solution passe par une purge, les déblais repartent vers la filière adaptée avec la traçabilité réglementaire.

Refaire l'essai

Après la recharge et son compactage, refaites les points défaillants au même endroit, puis ajoutez quelques points autour pour vérifier que la zone reprise est homogène avec le reste de la plateforme. Conservez les deux procès-verbaux : ils documentent la réception de la plateforme avant le dallage ou la chaussée.

À retenir

• Lisez le CCTP avant l'essai : classe visée, seuil EV2, seuil K et règle d'acceptation par point ou en moyenne.
• Recalculez chaque point à partir de z1 et z2 : EV1 = 112,5 ÷ z1, EV2 = 90 ÷ z2, K = EV2 ÷ EV1.
• Avec un K élevé, recompactez. Avec un EV2 faible et un K bas, renforcez la couche sur prescription du bureau d'études.

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Pour aller plus loin

• Couche de forme : rôle et matériaux
• Remblai sous dallage
• Densité de la GNT
• Prix de la grave 0/31,5 et de la GNT

Sources

• AFNOR, NF P94-117-1, Portance des plates-formes, partie 1 : module sous chargement statique à la plaque (EV2), avril 2000 : fiche AFNOR.
• AFNOR, NF P94-117-2, partie 2 : module sous chargement dynamique, octobre 2004 : fiche AFNOR.
• AFNOR, NF P94-117-3, partie 3 : coefficient de réaction de Westergaard, décembre 2008 : fiche AFNOR.
• AFNOR, NF DTU 13.3 P1-1-1, Dallages, décembre 2021 : fiche AFNOR.
• Métropole de Lyon, Guide technique de conception et de dimensionnement des structures de chaussées, version de mars 2017 : document PDF.
• Infociments, Les dallages industriels en béton : contrôle du sol support et de son éventuelle couche de forme, 2025 : fiche en ligne.
• Arvor Géo, fiche de mode opératoire Module EV2 (NF P94-117-1) : document PDF.
• Labo C5, procédure de l'essai de plaque : page en ligne.
• Expert Géotechnique, Essai à la plaque EV2 : module, rapport k, classes PF : page en ligne.