Chez Tonnage, nous accompagnons les conducteurs de travaux et bureaux d'études dans le choix des matériaux adaptés à leurs dimensionnements. Voici tout ce qu'il faut savoir pour dimensionner correctement vos routes.
Qu'est-ce que le dimensionnement routier ?
Le dimensionnement d'une route consiste à déterminer l'épaisseur et la composition des différentes couches de la structure de chaussée pour répondre à plusieurs objectifs :
- Résister aux charges du trafic prévu sur la durée de vie de l'ouvrage
- Supporter les contraintes climatiques (gel-dégel, variation de température)
- Assurer le confort et la sécurité des usagers
- Optimiser les coûts de construction et d'entretien
Une route bien dimensionnée garantit une durée de vie optimale et minimise les coûts de maintenance.
Les paramètres essentiels du dimensionnement
Le trafic poids lourds
Le trafic est le paramètre fondamental du dimensionnement. On s'intéresse spécifiquement aux poids lourds car ce sont eux qui sollicitent réellement la structure de chaussée. Le trafic est exprimé en nombre cumulé d'essieux équivalents de 13 tonnes (NE) sur la durée de vie de la chaussée.
Classification du trafic selon le guide français :
- T5 : trafic très faible (< 25 PL/jour/sens)
- T4 : trafic faible (25 à 50 PL/jour/sens)
- T3- : trafic moyen faible (50 à 85 PL/jour/sens)
- T3+ : trafic moyen (85 à 150 PL/jour/sens)
- T2 : trafic moyen fort (150 à 300 PL/jour/sens)
- T1 : trafic fort (300 à 750 PL/jour/sens)
- T0 : trafic très fort (> 750 PL/jour/sens)
Pour vos projets, il est essentiel de bien évaluer le trafic prévu, car sous-estimer cette donnée peut réduire significativement la durée de vie de la chaussée.
La portance du sol support
La qualité du sol naturel ou de la plateforme support influence directement l'épaisseur des couches à mettre en œuvre. La portance est caractérisée par le module de déformation (en MPa) ou la classe de plateforme.
Classes de plateformes support (PF) :
- PF1 : sol médiocre (< 20 MPa)
- PF2 : sol moyen (20 à 50 MPa)
- PF3 : sol bon (50 à 120 MPa)
- PF4 : sol très bon (> 120 MPa)
Un sol de faible portance nécessitera une couche de forme ou une fondation plus épaisse pour répartir les charges et protéger le sol support.
Les conditions climatiques
Le climat influence le dimensionnement, particulièrement pour les zones soumises au gel. On distingue plusieurs zones climatiques en France :
- Zone H1 : climat humide et froid (nord et est de la France)
- Zone H2 : climat tempéré
- Zone H3 : climat méditerranéen
La profondeur de gel et le régime pluviométrique sont pris en compte dans les calculs de dimensionnement.
La structure type d'une chaussée
Une chaussée est composée de plusieurs couches superposées, chacune ayant un rôle spécifique :
1. La couche de roulement
Couche superficielle en contact avec les pneumatiques. Elle assure :
- L'adhérence et la sécurité
- L'étanchéité de la structure
- Le confort de roulement
- L'évacuation des eaux
Épaisseur typique : 4 à 8 cm (enrobés bitumineux) ou 20 à 25 cm (béton de ciment)
2. La couche de liaison
Couche intermédiaire qui participe à la résistance structurelle et à la répartition des charges.
Épaisseur typique : 6 à 10 cm (enrobés bitumineux)
3. La couche de base
Couche porteuse principale qui assure la résistance mécanique de la chaussée. Elle peut être constituée de :
- Grave bitume (GB)
- Grave ciment (GC)
- Béton de ciment
- Grave non traitée (GNT) pour les trafics faibles
Épaisseur typique : 10 à 25 cm selon le trafic et les matériaux
4. La couche de fondation
Couche située sous la couche de base, elle contribue à la résistance et permet de répartir les charges sur le sol support.
Épaisseur typique : 15 à 35 cm (grave non traitée ou grave traitée)
5. La couche de forme
Couche optionnelle qui améliore la portance du sol support et protège le terrassement. Elle est nécessaire lorsque le sol naturel est de faible portance.
Épaisseur typique : 30 à 80 cm selon la qualité du sol
Les principales méthodes de dimensionnement
La méthode française (Catalogue des structures types)
Le catalogue des structures types de chaussées neuves, édité par le Cerema (ex-SETRA/LCPC), est la référence en France. Cette méthode empirique propose des structures pré-dimensionnées en fonction :
- De la classe de trafic (T0 à T5)
- De la classe de plateforme support (PF1 à PF4)
- Du type de structure souhaitée (souple, semi-rigide, rigide)
Avantages : simplicité d'utilisation, structures validées par l'expérience Limites : peu de possibilités d'optimisation, structures parfois conservatrices
La méthode rationnelle (Alizé-LCPC)
Méthode de calcul mécanique-empirique développée par le LCPC (aujourd'hui Université Gustave Eiffel). Elle repose sur :
- Le calcul des contraintes et déformations dans chaque couche
- Des critères de rupture pour chaque matériau
- Une vérification au gel-dégel
Le logiciel Alizé permet de calculer précisément les épaisseurs nécessaires et d'optimiser les structures.
Avantages : optimisation possible, prise en compte fine des matériaux Limites : nécessite une bonne expertise, paramètres d'entrée précis
https://www.alize-lcpc.com/fr/
Les méthodes internationales
D'autres méthodes existent selon les pays :
- AASHTO (États-Unis)
- Shell (Pays-Bas)
- Méthode australienne
Elles reposent sur des approches similaires mais avec des paramètres et critères adaptés aux contextes locaux.
Les types de structures de chaussées
Chaussées souples
Structure composée d'une couche de surface en enrobé bitumineux (5 à 12 cm) reposant sur une ou plusieurs couches de matériaux granulaires non traités.
Caractéristiques :
- Faible rigidité, déformations réversibles
- Adaptées aux trafics faibles à moyens (T4 à T5)
- Entretien régulier nécessaire
- Coût initial modéré
Matériaux Tonnage : graves non traitées (GNT), sables, gravillons pour couche de fondation
Chaussées semi-rigides
Structure la plus courante en France. Elle associe une couche de surface en enrobé (8 à 15 cm) et une ou plusieurs couches d'assises traitées aux liants hydrauliques (grave-ciment, grave-laitier) ou hydrocarbonés (grave-bitume).
Caractéristiques :
- Bonne résistance structurelle
- Adaptées à tous types de trafic (T0 à T5)
- Durée de vie importante (20-30 ans)
- Bon rapport performance/coût
Matériaux Tonnage : graves pour traitement hydraulique, graves bitume, gravillons pour enrobés
Chaussées rigides
Structure en béton de ciment (20 à 30 cm) éventuellement recouverte d'une fine couche de roulement.
Caractéristiques :
- Très haute résistance
- Adaptées aux très forts trafics et charges lourdes
- Durée de vie longue (30-40 ans)
- Coût initial élevé mais entretien réduit
Matériaux Tonnage : sables et gravillons pour béton routier, granulats pour couche de fondation
Chaussées à structure mixte
Combinaison de matériaux bitumineux et hydrauliques dans des configurations spécifiques (béton + enrobés, ou inverse-bitume).
Le dimensionnement selon les travaux neufs ou d'entretien
Routes neuves
Pour les chaussées neuves, on applique le catalogue des structures types ou la méthode de calcul Alizé. La structure complète est définie dès la conception.
Points de vigilance :
- Bien caractériser le sol support (essais géotechniques)
- Prévoir un drainage efficace
- Respecter les épaisseurs de compactage
Renforcement de chaussées existantes
Pour les renforcements, on détermine l'épaisseur de matériaux à ajouter en fonction :
- De l'état structurel de la chaussée existante
- Du trafic futur à supporter
- De la durée de vie visée
Diagnostic préalable indispensable : déflexion, carottages, auscultation visuelle
Entretien et maintenance
Un dimensionnement correct doit intégrer la stratégie d'entretien prévisionnelle :
- Entretien préventif (enduits superficiels, couches minces)
- Entretien correctif (rechargement, fraisage-reconstitution)
- Réhabilitation lourde
Les granulats et le dimensionnement
Spécifications techniques des granulats
Les granulats utilisés dans les différentes couches doivent répondre aux normes européennes :
- NF EN 13242 : granulats pour assises de chaussées
- NF EN 13043 : granulats pour enrobés bitumineux
- NF EN 12620 : granulats pour béton de ciment
Critères essentiels :
- Résistance à la fragmentation (Los Angeles LA)
- Résistance au polissage (PSV pour couche de roulement)
- Propreté (équivalent de sable, bleu de méthylène)
- Forme des granulats (coefficient d'aplatissement)
Le rôle de Tonnage dans vos projets
Tonnage vous aide à identifier et commander les bons matériaux pour votre dimensionnement :
- Graves non traitées (GNT) : 0/20, 0/31.5, 0/63 pour fondations
- Graves pour traitement : conformes NF EN 13242 pour bases traitées
- Sables et gravillons : pour bétons routiers et enrobés
- Matériaux recyclés : graves recyclées certifiées pour économie circulaire
Nous vérifions systématiquement la conformité des matériaux proposés avec votre CCTP et les normes en vigueur.
Les logiciels et outils de dimensionnement
Alizé-LCPC
Logiciel de référence en France pour le calcul rationnel des chaussées. Il permet de :
- Calculer les contraintes et déformations dans la structure
- Vérifier les critères de fatigue
- Optimiser les épaisseurs
Accès : gratuit pour les organismes publics, payant pour le privé
Autres outils
- Calculateurs en ligne : certains sites proposent des pré-dimensionnements simplifiés
- Tableurs de calcul : pour les structures courantes selon le catalogue
- Logiciels métiers : intégrés dans les suites de conception routière (Mensura, Covadis)
Les innovations dans le dimensionnement routier
Utilisation de matériaux recyclés
Les granulats recyclés (béton concassé, fraisats d'enrobés) sont de plus en plus intégrés dans les structures de chaussées, conformément aux objectifs de la loi AGEC.
Taux d'incorporation possibles :
- Jusqu'à 100 % en couche de forme et fondation
- 30 à 50 % en couche de base traitée
- 10 à 50 % dans les enrobés (agrégats d'enrobés)
Tonnage vous propose des granulats recyclés conformes pour vos projets d'économie circulaire.
Chaussées à faible épaisseur
Pour les trafics faibles, des techniques innovantes permettent de réduire les épaisseurs :
- Enrobés coulés à froid (ECF)
- Graves-émulsion
- Techniques de stabilisation in situ
Dimensionnement environnemental
L'analyse du cycle de vie (ACV) et le bilan carbone deviennent des critères de choix complémentaires au dimensionnement mécanique.
Erreurs courantes à éviter
Sous-estimation du trafic
Erreur la plus fréquente et la plus coûteuse. Une chaussée sous-dimensionnée se dégrade rapidement et nécessite des réparations précoces.
Solution : toujours prévoir une marge de sécurité sur les prévisions de trafic, notamment pour les zones en développement.
Négligence du drainage
Une chaussée gorgée d'eau perd jusqu'à 50 % de sa portance. Un drainage insuffisant est la cause de nombreuses dégradations prématurées.
Solution : intégrer le drainage dès la conception (fossés, drains, couches drainantes).
Qualité insuffisante des matériaux
Utiliser des matériaux non conformes (granularité inadaptée, propreté insuffisante) compromet la durabilité de la structure.
Solution : exiger les fiches techniques produits (FTP) et les certificats de conformité. Tonnage vérifie systématiquement la conformité de tous les matériaux proposés.
Mauvaise caractérisation du sol support
Dimensionner sur la base d'hypothèses erronées concernant la portance du sol conduit à des désordres structurels.
Solution : réaliser des études géotechniques préalables (sondages, essais de portance).
Cas pratiques de dimensionnement
Exemple 1 : Voirie de lotissement (T4)
Données :
- Trafic : 30 PL/jour
- Plateforme : PF2
- Zone climatique : H2
Structure type retenue :
- Couche de roulement : 6 cm enrobé
- Couche de base : 20 cm GNT type B
- Couche de fondation : 25 cm GNT type C
- Total : 51 cm
Matériaux Tonnage : 450 tonnes de GNT 0/31.5 pour base et fondation
Exemple 2 : Route départementale (T2)
Données :
- Trafic : 200 PL/jour
- Plateforme : PF3
- Zone climatique : H1 (gel sévère)
Structure type retenue :
- Couche de roulement : 7 cm BBSG
- Couche de liaison : 8 cm BBME
- Couche de base : 12 cm grave-bitume
- Couche de fondation : 20 cm GNT
- Total : 47 cm
Matériaux Tonnage : graves pour traitement bitumineux et GNT, gravillons 4/6 et 6/10 pour enrobés
Exemple 3 : Zone industrielle (T1)
Données :
- Trafic : 500 PL/jour + charges lourdes
- Plateforme : PF2
- Zone climatique : H2
Structure type retenue :
- Béton de ciment : 24 cm
- Couche de fondation : 15 cm GNT
- Couche de forme : 40 cm (amélioration PF2 vers PF3)
- Total : 79 cm
Matériaux Tonnage : sables et gravillons pour béton routier, graves pour couche de forme
Réglementation et documents de référence
Textes normatifs
- Catalogue des structures types (Cerema)
- Guide technique LCPC : conception et dimensionnement
- NF P 98-086 : dimensionnement structurel des chaussées routières
- Normes européennes : EN 13242, EN 13043, EN 12620
Fascicules du CCTG
- Fascicule 2 : terrassements généraux
- Fascicule 3 : fourniture de granulats employés à la construction
- Fascicule 4 : assises de chaussées
- Fascicule 25 : exécution des corps de chaussées
- Fascicule 26 : exécution des enduits superficiels
En résumé : Les étapes clés d'un bon dimensionnement
- Collecter les données : trafic, sol support, climat, contraintes du projet
- Choisir la méthode : catalogue ou calcul rationnel selon la complexité
- Définir la structure : type de chaussée et épaisseurs des couches
- Sélectionner les matériaux : conformes aux normes et adaptés aux sollicitations
- Vérifier la cohérence : drainage, phasage, contraintes d'exécution
- Commander les matériaux : avec Tonnage pour garantir qualité et conformité
- Contrôler l'exécution : épaisseurs, compactage, respect du CCTP
Tonnage : votre partenaire pour le dimensionnement routier
Que vous travailliez sur une voirie urbaine, une route départementale ou une zone industrielle, Tonnage vous accompagne dans le choix et la fourniture de vos granulats :
Nos services pour vos projets routiers :
- Conseil technique sur les matériaux adaptés à votre dimensionnement
- Fourniture de graves non traitées, sables, gravillons conformes NF EN 13242 et 13043
- Propositions de matériaux recyclés pour vos démarches d'économie circulaire
- Centralisation de tous vos documents : FTP, bons de pesée, DAP
- Réseau de plus de 5 200 sites fournisseurs pour livraison de proximité
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Article rédigé par l'équipe Tonnage - Votre courtier en granulats pour le BTP et les SSP