🎯 Objet et rôle de l’essai SPT
L’essai Spt (Standard Penetration Test) est l’un des essais de terrain les plus utilisés en reconnaissance géotechnique. Il a pour but de mesurer la résistance mécanique du sol en place, notamment dans les sols meubles à cohésion faible ou moyenne.
Concrètement, il permet :
- d’estimer la portance des sols,
- d’évaluer leur densité relative ou leur consistance,
- et de prévoir leur comportement sous des charges structurelles, notamment pour la conception de fondations superficielles ou profondes.
Il est particulièrement utile pour identifier des couches critiques dans les profils géologiques.
Pour résumer L’essai SPT mesure la résistance mécanique du sol en place, utile pour estimer la portance, la densité et prévoir le comportement sous charges, notamment pour la conception de fondations.
📏 Normes encadrant l’essai
La réalisation du SPT est encadrée par les normes suivantes :
- EN ISO 22476-3:2005 (norme européenne)
- NF EN 22476-3 (adoptée en France)
- ASTM D1586 (norme américaine)
Ces normes précisent :
- les spécifications de l’équipement,
- la procédure d’essai,
- les paramètres à mesurer et corriger (type de sol, profondeur, type de marteau, énergie transmise),
- la documentation complète nécessaire à l’analyse.
⚙️ Mode opératoire selon la norme
Voici les étapes standardisées du déroulement d’un essai SPT :
- Forage préalable : le sol est foré jusqu’à la profondeur souhaitée pour l’essai.
- Mise en place de l’échantillonneur : un tube “split spoon” (50,8 mm ext., 35 mm int.) est introduit au fond du forage.
- Frappe par un mouton : une masse de 63,5 kg tombe librement d’une hauteur de 76 cm pour enfoncer l’échantillonneur.
- Mesure du nombre de coups :
- On mesure les coups nécessaires pour 45 cm de pénétration,
- Les 15 premiers cm (amorçage) ne sont pas pris en compte,
- Le nombre de coups des 30 derniers cm est le “N brut”.
- Correction du nombre N :
- On applique un facteur de correction pour l’énergie réellement transmise (N60), en fonction du rendement de l’équipement.
✅ Avantages de l’essai SPT
L’essai SPT est populaire en raison de ses nombreux avantages :
- ✔️ Méthode simple, robuste et économique,
- ✔️ Applicable à divers types de sols : argiles, sables, gravier,
- ✔️ Permet de prélever un échantillon semi-perturbé pour analyse visuelle ou laboratoire,
- ✔️ Estimation directe de la portance, de la compacité ou de la consistance,
- ✔️ Méthode universelle avec de nombreuses corrélations empiriques fiables,
- ✔️ Outil efficace pour le dimensionnement des fondations ou la vérification de la stabilité en zone sismique (liquéfaction) avec corrélation pour classes les sols.
⚠️ Limites et critères d’arrêt de l’essai
Malgré ses nombreux avantages, le SPT présente plusieurs limites importantes :
🔻 Limites :
Résultats influencés par :
- la présence d’eau (effet de saturation),
- les couches hétérogènes ou riches en gravier/cailloux,
Mesures ponctuelles : pas de profil continu comme avec le CPT,
Nécessité de corrections (énergie, profondeur, conditions de saturation),
Peu adapté aux sols très mous ou très durs (roches, tourbes).
🛑 Arrêt du test :
Si plus de 50 coups sont nécessaires pour 15 cm de pénétration, le sol est considéré comme refusant → arrêt immédiat.
Si aucune pénétration n’est observée → sol trop dense ou rocheux → arrêt également.
🎯 Points critiques à surveiller
Pour garantir la fiabilité de l’essai SPT, certains éléments doivent être maîtrisés :
- 🔸 Respect strict de la norme : hauteur de chute, masse, profondeur, etc.
- 🔸 Contrôle de l’énergie transmise : rendement de la machine, présence de guide de chute, alignement.
- 🔸 Effets de saturation : le manque d’eau peut fausser les résultats (notamment pour les sols cohésifs).
- 🔸 Présence de blocs ou graviers : peut conduire à des lectures erronées (fausses résistances).
- 🔸 Calibrage régulier du matériel.
💪 Points forts de l’essai
🔹 Méthode robuste et éprouvée depuis des décennies,
🔹 Corrélations validées : portance, tassements, compacité, paramètres géotechniques,
🔹 Rapidité et flexibilité sur chantier,
🔹 Interopérabilité des résultats entre projets, bureaux d’étude, pays,
🔹 Complémentaire avec d’autres essais : CPT, pressiomètre, essais laboratoire.
🛠️ Correction simplifiée du SPT dans les sables (Standard Penetration Test)
L’essai SPT (Standard Penetration Test) nécessite plusieurs corrections avant d’en tirer un indice de résistance fiable, notamment dans les sols sableux. Voici une procédure complète, étape par étape.
1. 📊 Calcul du nombre de coups brut N
Additionner les coups nécessaires pour les deux derniers intervalles de 15 cm de pénétration :
2. 📏 Correction selon la longueur des tiges (λ)
Appliquer un facteur de correction basé sur la longueur totale des tiges :
| Longueur des tiges | Facteur ( \lambda ) |
|---|---|
| > 10 m | 1,00 |
| 6 à 10 m | 0,95 |
| 4 à 6 m | 0,85 |
| 3 à 4 m | 0,75 |
3. ⚡ Correction pour l’énergie (Er)
L’essai est standardisé à une énergie de 60%. Ajuster selon le ratio d’énergie réel de l’appareil :
4. 🧱 Correction pour la pression de confinement (CN)
Le facteur CN dépend du type de sable et de l’indice de densité ID :
Sable normalement consolidé, ID=40–60% :
Sable normalement consolidé, ID=60–80% :
Sable surconsolidé :
Autre cas :
5.🔧 Calcul de l’énergie théorique du marteau
- m : masse du marteau (kg)
- g : gravité (9,81 m/s²)
- h : hauteur de chute (m)
6.✅ Formule finale corrigée
La formule normalisée du nombre de coups SPT est :
📚 Définitions
- λ : corrige les pertes d’énergie selon la longueur des tiges
- CN : corrige les effets de surcharge verticale du sol
- Er : énergie réellement transmise par l’appareil (%)