La classification GTR des matériaux est définie par le Guide des terrassements routiers (GTR), un document établi par CEREMA (Centre d’études et d’expertise sur les risques, l’environnement, la mobilité et l’aménagement) et IDRRIM (Institut des Routes, des Rues et des Infrastructures pour la Mobilité) sous la tutelle de la République française.
Elle sert à classer les sols en différentes familles. L’objectif est d’aider les professionnels à choisir le type de sol le mieux adapté lors de la construction de remblais et de couches de forme et pour effectuer des travaux de terrassement publics ou privés.
Petit guide de la classification GTR des matériaux pour comprendre ce qu’elle est et à quoi elle sert.
Sommaire
Qu’est-ce que la Classification GTR des Matériaux ?
La classification GTR subdivise les matériaux en fonction de trois paramètres :
- La nature : granulosité et argilosité
- L’état hydrique du sol : de très humide à très sec
- Le comportement mécanique lors de la mise en œuvre.
La classification des matériaux sert à définir quels peuvent être les matériaux à utiliser en remblai ou en couche de forme, notamment pour les travaux publics et de terrassement.
La classification GTR des matériaux se décompose en 4 classes, définies de manière scientifique :
- A : sols fins
- B : sols sableux et graveleux avec fines
- C : sols comportant des fins et des gros éléments
- D : sols insensibles à l’eau.
Les roches (classe R) et les sols organiques et sous-produits industriels (classe F) font l’objet d’un traitement à part.
Classification des matériaux : classe A
La classe A regroupe les sols fins :
- Diamètre des plus gros éléments ⩽ à 50 mm
- Passant à 80 µm compris entre 35 % et 100 %
Classification des matériaux : classe B
La classe B réunit les sols sableux et graveleux avec fines :
- Diamètre des plus gros éléments ⩽ à 50 mm
- Passant à 80 µm < à 35 % pour les sous classes
Classification des matériaux : classe C
La classe C réunit les sols comportant des fines et des gros éléments :
- Diamètre des plus gros éléments > à 50 mm
- Passant à 80 µm > à 12 % ou VBS > à 0,1
Classification des matériaux : classe D
La classe D regroupe les sols insensibles à l’eau. Pour déterminer si un sol est en classe D, il est nécessaire de regarder le diamètre des plus gros éléments afin de choisir le tableau à consulter. Il faut également connaître la VBS et éventuellement la valeur du passant à 80 µm.
Classification des matériaux : classe R
La classe R réunit les roches. Ces dernières se segmentent en deux catégories :
- Roches sédimentaires : sous-catégories R1 à R5
- Roches magmatiques et métamorphiques : sous-catégorie R6
Classification des matériaux : classe F
La classe F regroupe les sols organiques et les sous-produits industriels.
Bon à savoir :
Vous pouvez consulter la règlementation liée au classement GTR des matériaux sur le site du gouvernement : Articles R111-1 aux articles R863-17.
Méthodologie de la Classification GTR
Le premier niveau de classement (A, B, C, D, R et F) est fonction de tests en laboratoires et d’essais pratiqués sur le terrain. Ces tests, effectués par des scientifiques, analysent notamment :
- La granularité
- L’argilosité
- La valeur au bleu de méthylène (VBS)
- L’équivalent de sable (ES)
- Le tamisat (fraction de granulats passant à travers un tamis de dimension donnée)
- Le comportement mécanique : coefficient Los Angeles (LA), coefficient Micro-Deval en présence d’eau (MDE) et coefficient de friabilité des sables (FS)
- La teneur en eau naturelle (Wn)
- L’indice de portance immédiat (IPI).
La méthodologie de la classification GTR des matériaux est encadrée par des normes et des réglementations précises. La référence normative de conformité principale est la norme NF P11-300.
Bon à savoir :
Il existe également une autre classification des sols : la classification des sols LCPC (Laboratoire Central des Ponts et Chaussées). La classification LCPC distingue quatre types de sol : sols fins, sols sableux et graveleux avec fines, sols comportant des fines et des gros éléments et sols insensibles à l’eau. Elle sert principalement à la construction de routes, de chaussées et de ponts.
Protocole de classification des matériaux
Les paramètres de nature : granulosité et argilosité
La granularité
Cette analyse est constituée de 3 paramètres principaux :
- Dmax : taille des plus gros granulats présent dans le matériau. Un sol avec un Dmax < à 50 mm est classé en A, B, D1 ou D2 et un sol avec un Dmax > à 50mm en C ou D3.
- Pourcentage de tamisât à 0.08 mm : le sol est criblé avec un tamis afin de déterminer le pourcentage de matériau passant.
- Pourcentage de tamisat à 2mm.
L’argilosité
La détermination de l’argilosité s’appuie deux valeurs :
- L’indice de plasticité (Ip) ou limites d’Atterberg : analyse de la limite de liquidité (WL) qui définit le passage entre l’état plastique et l’état liquide, soit le moment où le sol n’a plus de tenue et se liquéfie sous l’influence de son propre poids. Analyse de la limite de plasticité (WP) qui définit le passage entre l’état solide et l’état plastique.
- La valeur de bleu de méthylène : détermine la propreté du sol en fonction de la capacité d’absorption de bleu de méthylène que peuvent effectuer les surfaces externes et internes des particules du matériau.
Les paramètres d’état
On cherche ici à définir l’état hydrique du sol :
- Très humide : th
- Humide : h
- Moyen : m
- Sec : s
- Très sec : ts
L’état hydrique est définit en fonction de trois paramètres :
- Le rapport entre la teneur en eau naturelle du matériau (Wn) et sa teneur en eau à l’optimum proctor (WOPN).
- Le placement de la teneur en eau naturelle du matériau (Wn) en fonction de ses limites d’Atterberg (WL et WP) appelé indice de consistance IC.
- L’indice portant immédiat (IPI) du matériau à sa teneur en eau naturelle effectué par un poinçonnement CBR sans surcharge ni immersion sur un échantillon compacté à l’énergie Proctor normal.
Les paramètres de comportement mécanique
Il existe trois paramètres de comportement mécanique :
- Le coefficient « Los Angeles » (LA)
- Le coefficient « Micro-Deval en présence d’eau » (MDE)
- Le coefficient de « friabilité des sables » (FS).
L’utilisation de ces paramètres sert à différencier certains sols similaires ayant des comportements différents lors de leur mise en œuvre ou sous l’action du trafic. Elle permet également le dimensionnement des matériaux nécessaires aux chantiers et la définition des techniques de construction.
Les sols utilisables pour les couches de forme ont un L.A et M.D.E ≤ à 45 et un F.S ≤ à 60. Toute autre typologie de sol risque de se fractionner pour se transformer en un sol composé en majorité d’éléments fins et donc inexploitable.
Applications Pratiques de la Classification GTR
La classification GTR a été des matériaux a de nombreuses applications pratiques. Elle permet principalement de définir quelle typologie de sol est adaptée en fonction des usages. Par exemple, un tarmac d’aéroport doit être en capacité de supporter les atterrissages d’avions sur le long terme, là où un sol destiné à supporter un building doit pouvoir faire face au point du bâtiment.
D’un autre point de vue, lors d’un séisme, certains sols sont prédisposés à se liquéfier, ce qui peut causer des dommages matériels importants à l’ouvrage. De même, un sol sableux de faible densité ne peut pas supporter la charge d’un ouvrage public.
Ainsi, la classification GTR des matériaux s’applique dès lors qu’un ouvrage de bâti est envisagé. L’utilisation de la classification GTR est une des conditions nécessaires à la pérennité d’un ouvrage dans le temps. Elle permet de définir le dimensionnement des quantités de matériaux de construction et de remblais nécessaires, ainsi que les techniques de construction à utiliser.
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