Le dispositif se déploie en quelques minutes sur la plateforme : un plateau métallique circulaire percé d’un orifice central, un cône en plastique translucide et un bidon de sable calibré de Fontainebleau dont la granulométrie serrée garantit une reproductibilité millimétrique. À Marseille, où les terrassements alternent entre remblais calcaires de la Nerthe et limons argileux des plaines alluviales de l’Huveaune, le contrôle de la masse volumique sèche en place devient un exercice de précision que peu de méthodes exécutent avec la même fiabilité que le cône de sable. L’opérateur creuse une cavité d’environ 15 cm de profondeur dans la couche compactée, récupère l’intégralité du matériau extrait pour la pesée et la détermination de la teneur en eau, puis comble l’excavation avec le sable étalonné dont le débit contrôlé à travers l’orifice conique permet de mesurer le volume exact du trou. Cette technique normalisée, mise en œuvre par nos équipes sur des chantiers allant des bassins de rétention de la zone portuaire aux fonds de fouille des parkings souterrains du Panier, fournit en moins de trente minutes le ratio de compactage opposant la densité in situ à la densité maximale de référence obtenue par l’essai Proctor en laboratoire, valeur contractuelle exigée par les bureaux de contrôle dans les DCE marseillais.
La méthode du cône de sable reste la seule technique de référence opposable en cas de litige sur les contrôles de compactage, car elle mesure directement le volume excavé sans recourir à des corrélations indirectes.
Méthodologie et portée
Considérations locales
Sur un chantier de logements collectifs en R+6 le long de l’avenue de la Capelette, le remblai d’assise provenait d’un stock de matériaux calcaires recyclés concassés 0/80 présentant une courbe granulométrique discontinue et une absorption d’eau élevée. Le contrôle au cône de sable réalisé en fond de couche a révélé un ratio de compactage de seulement 88 %, alors que le rouleau vibrant atteignait nominalement le nombre de passes prescrit. L’investigation a montré que la teneur en eau du matériau était inférieure de 3 points à l’optimum Proctor, empêchant la réorientation des particules sous l’effet vibratoire. Sans cet essai ponctuel — que la planche d’essai gamma-densimétrique n’avait pas détecté en raison de l’effet de lissage des mesures surfaciques — la dalle de compression aurait été coulée sur un support sous-compacté, exposant le bâtiment à des tassements différentiels et à une fissuration précoce des refends porteurs. À Marseille, où les amplitudes thermiques estivales et les infiltrations d’eaux pluviales dans les calcaires karstifiés aggravent les variations volumiques des sols, l’essai de densité par cône de sable n’est pas une formalité administrative : c’est la dernière barrière avant la mise en œuvre des structures définitives.
Normes applicables
NF P 94-061-3 : Sols — Reconnaissance et essais — Détermination de la masse volumique d'un matériau en place — Méthode au sable (cône de sable), NF P 94-093 : Détermination des références de compactage d'un matériau (essai Proctor Normal et Modifié), NF EN 13286-2 : Mélanges traités et non traités aux liants hydrauliques — Partie 2 : Méthode d'essai de détermination en laboratoire de la masse volumique de référence et de la teneur en eau — Compactage Proctor, Guide technique SETRA/LCPC « Réalisation des remblais et des couches de forme » (Fascicule I, principes généraux), Accréditation COFRAC selon NF EN ISO/CEI 17025 pour les essais de masse volumique in situ
Services techniques associés
Essai de densité au cône de sable (NF P 94-061-3)
Mesure directe de la masse volumique sèche en place sur remblais, couches de forme, fonds de fouille et tranchées. Chaque point de contrôle inclut la détermination de la teneur en eau par étuvage et le calcul du ratio de compactage q/S. Intervention sous 48 h sur les communes de Marseille, Aubagne, La Ciotat et le pourtour de l’étang de Berre.
Essai Proctor Normal et Modifié en laboratoire (NF P 94-093)
Détermination de la densité maximale de référence et de la teneur en eau optimale sur les matériaux prélevés in situ. Essai indispensable pour établir la courbe Proctor servant de référence au contrôle de compactage. Réalisé sur les graves calcaires, les sables siliceux et les limons argileux caractéristiques du sous-sol marseillais.
Contrôle de plateforme avec rapport d’essai opposable
Campagne de contrôle complète par quadrillage de la surface compactée, avec émission d’un rapport d’essai signé par l’ingénieur responsable, mentionnant les coordonnées GPS des points testés, les masses volumiques mesurées et les ratios de compactage atteints. Document recevable par les contrôleurs techniques (SOCOTEC, Bureau Veritas) dans le cadre des DOE.
Paramètres typiques
Questions fréquentes
Quelle est la différence entre l'essai au cône de sable et un contrôle au densitomètre nucléaire ?
Le cône de sable mesure directement le volume de la cavité excavée en la comblant avec un sable calibré, ce qui en fait la méthode de référence pour trancher les litiges. Le densitomètre nucléaire estime la masse volumique par rétrodiffusion de particules gamma, ce qui est plus rapide mais sujet à des écarts dans les matériaux hétérogènes comme les graves calcaires du bassin marseillais. La norme NF P 94-061-3 impose le cône de sable comme essai de contrôle contradictoire.
Quel est le délai pour obtenir les résultats d'un essai de densité à Marseille ?
La valeur de masse volumique humide est connue immédiatement après l’essai sur site. Le résultat définitif avec la masse volumique sèche et le ratio de compactage q/S est transmis sous 24 heures, le temps nécessaire au séchage en étuve de l’échantillon pour déterminer la teneur en eau réelle.
Combien coûte un essai de densité au cône de sable sur un chantier marseillais ?
Pour un point de contrôle unitaire incluant le déplacement, l’excavation, la mesure du volume au sable calibré, la pesée et la détermination de la teneur en eau par étuvage avec émission d’un rapport signé, le tarif se situe entre 100 € et 130 €. Une campagne de plusieurs points sur une même intervention bénéficie d’une optimisation du coût unitaire.
Sur quels types de matériaux peut-on réaliser l'essai au cône de sable ?
L’essai est applicable à tous les sols compactés dont le Dmax est inférieur à 50 mm, ce qui couvre la quasi-totalité des remblais et couches de forme utilisés à Marseille : graves calcaires 0/31,5, sables, limons traités aux liants hydrauliques et graves recyclées. Pour les matériaux contenant des blocs dépassant ce seuil, nous recommandons le recours à une méthode par anneau de densité ou par essai à l’eau.