Le choix du gravier sous une dalle béton constitue l’une des décisions techniques les plus déterminantes pour la durabilité et la stabilité de votre construction. Cette couche de fondation, appelée hérisson, assure non seulement le drainage des eaux mais également la répartition homogène des charges sur le sol porteur. Une mauvaise sélection granulaire peut entraîner des pathologies graves : fissuration prématurée, tassements différentiels, remontées d’humidité par capillarité, voire effondrement partiel de la structure. Les professionnels du BTP savent que cette étape préparatoire influence directement la performance mécanique du béton coulé et la longévité de l’ouvrage. Comprendre les spécifications techniques des granulats, maîtriser les méthodes de mise en œuvre et respecter les normes en vigueur devient alors essentiel pour garantir la réussite de votre projet de construction.
Granulométrie et caractéristiques techniques du gravier pour fondations béton
Courbe granulométrique 0/20 et fuseau de spécification NF EN 12620
La granulométrie désigne la distribution des tailles de grains dans un échantillon de gravier. Pour les fondations béton, la norme NF EN 12620 définit précisément les fuseaux granulométriques acceptables. La classe 0/20 représente le standard le plus couramment utilisé, où « 0 » indique la présence de fines et « 20 » la dimension maximale des plus gros éléments en millimètres. Cette répartition garantit un empilement compact des particules, optimisant ainsi la résistance mécanique et minimisant les vides interstitiels.
Le respect de la courbe granulométrique s’avère crucial pour obtenir un module de finesse conforme aux exigences. Un excès de fines (particules inférieures à 0,063 mm) peut compromettre la perméabilité du hérisson et favoriser la rétention d’eau. À l’inverse, un défaut de particules fines nuit au compactage et crée des poches d’air préjudiciables à la stabilité. Les laboratoires d’analyse granulométrique utilisent une série normalisée de tamis pour vérifier la conformité des matériaux livrés sur chantier.
Coefficient d’aplatissement et résistance à la fragmentation los angeles
Le coefficient d’aplatissement quantifie la forme des granulats selon la norme NF EN 933-3. Les particules trop plates ou allongées présentent une résistance moindre aux contraintes et se fragmentent plus facilement sous charge. Pour les applications de fondation, ce coefficient ne doit pas excéder 30%, garantissant ainsi une géométrie favorable à l’imbrication des grains. Cette caractéristique influence directement la capacité portante du hérisson compacté.
L’essai Los Angeles (LA) mesure la résistance à la fragmentation des granulats selon la norme NF EN 1097-2. Il simule l’usure par chocs et abrasion en soumettant l’échantillon à des boulets d’acier dans un tambour rotatif. Pour les graviers de fondation, le coefficient LA doit rester inférieur à 40 pour les calcaires et 30 pour les roches siliceuses. Cette propriété garantit que le matériau conservera sa structure granulaire malgré les contraintes de compactage et de chargement.
Propreté superficielle et équivalent de sable ES selon NF P 18-598
La propreté superficielle des granulats conditionne leur adhérence avec la pâte de ciment
La présence d’argiles, de limons ou de poussières en surface des grains est évaluée par l’équivalent de sable (ES) selon la norme NF P 18-598. Cet essai mesure le rapport entre les particules sableuses et les fines argileuses en suspension dans une solution standardisée. Pour un gravier sous dalle béton, on vise généralement un ES > 60, ce qui traduit une bonne propreté et limite les risques de pompage d’eau et de dégradation sous trafic ou sous cycles gel/dégel.
Un gravier trop sale agit comme un lubrifiant entre les grains : le compactage est trompeur, la portance réelle reste faible et les tassements apparaissent rapidement après la mise en charge. Vous pouvez demander au fournisseur la fiche technique du granulat indiquant l’ES mesuré en laboratoire. Sur chantier, un simple contrôle visuel (poussières, particules argileuses collantes) et un lavage sommaire dans un seau transparent donnent déjà une première indication sur la propreté du matériau livré.
Absorption d’eau et porosité des granulats calcaires vs silico-calcaires
L’absorption d’eau des granulats, directement liée à leur porosité, influence la durabilité du hérisson et le comportement hygrométrique de la dalle béton. Les granulats calcaires présentent en général une porosité plus élevée que les granulats siliceux ou silico-calcaires, avec des absorptions qui peuvent dépasser 2 à 3 % en masse. Cette caractéristique n’est pas forcément un défaut : un calcaire bien choisi reste parfaitement adapté sous une dalle, à condition de maîtriser le drainage et de respecter les règles de l’art.
En pratique, une porosité plus forte signifie que le gravier peut stocker davantage d’eau dans sa structure, ce qui augmente le risque de cycles gel/dégel destructeurs si le matériau est exposé au froid. Les granulats silico-calcaires ou siliceux, souvent plus denses et moins poreux, offrent une meilleure résistance au gel et une stabilité dimensionnelle accrue. Pour un hérisson sous dalle chauffée ou en local humide (garage, sous-sol), vous avez donc tout intérêt à privilégier un gravier à faible absorption d’eau, en combinant ce choix avec un bon système de drainage périphérique.
Épaisseur et mise en œuvre du hérisson de fondation
Calcul de l’épaisseur selon le DTU 13.3 et charge admissible du sol
L’épaisseur du hérisson sous dalle ne se détermine pas « au feeling » mais à partir de la capacité portante du sol et des prescriptions du DTU 13.3 « Dallages ». Ce document de référence propose des épaisseurs minimales en fonction de l’usage (local d’habitation, garage, atelier, stockage), des charges roulantes et de la nature du sol (sol ferme, limoneux, argileux, remblai hétérogène). Pour une dalle de maison individuelle, on retient le plus souvent un lit de gravier de 10 à 20 cm, alors qu’un local soumis à des charges lourdes nécessitera 25 à 30 cm, voire davantage.
Comment raisonner concrètement ? On commence par estimer la contrainte transmise au sol (charges permanentes + charges d’exploitation) et on la compare à la contrainte admissible du terrain issue de l’étude géotechnique (type G2 AVP ou PRO). Si le sol est peu porteur, il faudra soit augmenter l’épaisseur du hérisson, soit améliorer le sol (décaissement plus profond, substitution de matériaux, voire traitement à la chaux ou au ciment). L’objectif est de répartir les charges sur une surface suffisante pour rester en dessous de la limite admissible, tout en garantissant un compactage homogène de la couche granulaire.
Techniques de compactage par plaque vibrante et contrôle proctor modifié
Un hérisson de 20 cm mal compacté équivaut, du point de vue mécanique, à quelques centimètres seulement de matériaux vraiment efficaces. Le compactage par plaque vibrante ou par rouleau vibrant est donc une étape incontournable. On procède par couches successives de 10 à 15 cm maximum, chacune étant compactée avant d’ajouter la suivante. Le nombre de passes de plaque vibrante dépend de la puissance de l’engin et de la nature du gravier, mais on vise en général 3 à 5 passes croisées pour atteindre un bon niveau de densification.
Pour vérifier que la compacité obtenue est satisfaisante, on se réfère au Proctor modifié, essai normalisé (NF EN 13286-2) qui définit la densité sèche maximale qu’un matériau peut atteindre sous un compactage donné. Sur chantier, des essais pénétrométriques dynamiques légers ou des sondages de densité peuvent être réalisés pour comparer la densité mesurée à la densité de référence Proctor (on cherche typiquement au moins 95 % de la densité Proctor modifiée). Sans aller jusqu’au contrôle de laboratoire, un test simple consiste à passer plusieurs fois avec la plaque vibrante jusqu’à ce qu’aucune nouvelle trace d’ornière n’apparaisse.
Pose du film polyane et raccordements étanches périphériques
Une fois le hérisson réglé et compacté, la pose d’un film polyane (polyéthylène) constitue une barrière efficace contre les remontées capillaires et les pertes d’eau de gâchage du béton. Ce film, d’une épaisseur généralement comprise entre 150 et 200 microns, est déroulé directement sur le gravier, sans plis marqués, puis remonté en plinthe sur les rives de la dalle sur une hauteur de 10 à 15 cm. Les lés sont recouverts sur au moins 10 cm et les recouvrements soigneusement scotchés pour assurer une continuité parfaite.
Les raccordements périphériques, notamment au droit des murs de fondation, doivent être traités avec attention. On recherche une étanchéité continue pour éviter les chemins préférentiels d’humidité ou les infiltrations latérales. Dans les locaux sensibles (pièces de vie, planchers chauffants), le polyane peut être complété par une bande résiliente ou une membrane d’étanchéité spécifique selon les prescriptions du cahier des charges. Vous vous demandez si cette étape est vraiment indispensable ? Sur les chantiers où elle est négligée, les désordres d’humidité et les désagrégations superficielles de dalle apparaissent bien plus fréquemment à moyen terme.
Typologie des graviers recommandés selon la norme NF EN 206
La norme NF EN 206, qui régit la production et l’utilisation des bétons, définit également des exigences pour les granulats utilisés en environnement bétonné. Même si le hérisson n’est pas directement inclus dans la formulation du béton, il est judicieux d’aligner le choix du gravier sous dalle sur ces exigences pour garantir la compatibilité matériaux-support. On privilégie ainsi des granulats non gélifs, chimiquement stables (absence de risque de réaction alcali-silice), et présentant une granulométrie continue favorisant le compactage.
En pratique, trois typologies de gravier se distinguent pour un hérisson conforme aux règles de l’art :
- Tout-venant 0/31,5 ou 0/20 : mélange de fines et de gravier, idéal pour la couche de forme sous dalle, bon marché et très compactable.
- Concassé calcaire 20/40 : adapté aux sols argileux ou humides, il offre un excellent drainage et une bonne portance une fois compacté, à compléter éventuellement par un 0/20 en surface.
- Grave recyclée certifiée : issue de bétons ou de matériaux de déconstruction, elle doit répondre aux mêmes critères (LA, ES, propreté) et présenter une granulométrie maîtrisée.
Le gravier roulé, souvent plébiscité pour ses qualités esthétiques, reste à éviter en hérisson de fondation. Ses grains arrondis glissent les uns sur les autres et se compactent mal, augmentant le risque de tassements différentiels sous la dalle béton. À l’inverse, le concassé, avec ses arêtes vives, s’imbrique comme les pièces d’un puzzle, créant une structure interne stable. Pour un projet de dalle de maison ou de terrasse, une combinaison « TV 0/31,5 compacté + film polyane + dalle béton » respecte à la fois les recommandations du DTU et l’esprit de la norme NF EN 206.
Drainage et évacuation des eaux pluviales sous dalle
Le rôle du gravier sous dalle ne se limite pas à la portance : il fonctionne également comme un drain continu sous l’ouvrage. Dans les terrains perméables, l’eau s’infiltre naturellement à travers le hérisson et se dissipe dans le sol. Mais que se passe-t-il en terrain argileux ou en présence d’une nappe perchée ? Sans dispositif dédié, l’eau peut stagner sous la dalle, générant surpressions, désordres par gel/dégel et remontées capillaires très difficiles à traiter a posteriori.
Pour maîtriser ces flux, on met souvent en place un système de drainage périphérique : un drain annulaire en pied de fondation, posé sur un lit de gravier filtrant et enveloppé dans un géotextile, collecte les eaux et les évacue vers un exutoire gravitaire ou un puits d’infiltration. Le hérisson est alors légèrement mis en pente vers ce drain, de manière à favoriser le cheminement de l’eau. L’analogie est simple : imaginez un matelas de billes de verre sous votre dalle, toutes les interstices forment un réseau de petites galeries dans lesquelles l’eau circule sans pression excessive.
Dans les zones très exposées aux pluies intenses ou aux remontées de nappe, on peut compléter ce dispositif par une couche de forme drainante spécifique (grave drainante) et, si nécessaire, par un système de relevés d’étanchéité sur les parois enterrées. Vous hésitez sur l’utilité d’un drain périphérique ? Une règle pratique consiste à le prévoir dès que le sol est peu perméable (argiles, limons) ou que la dalle se situe au-dessous du niveau naturel du terrain, comme c’est le cas pour de nombreux sous-sols et garages enterrés.
Pathologies liées au mauvais choix granulaire et solutions correctives
Un choix inadapté de gravier sous dalle béton peut entraîner des pathologies parfois spectaculaires, mais toujours coûteuses à réparer. Parmi les plus fréquentes, on retrouve les tassements différentiels provoqués par un hérisson hétérogène (mélange de terre, de gravats non triés, de blocs mal répartis) ou insuffisamment compacté. La dalle se fissure alors en carte de l’araignée, les portes coincent, les plinthes se désolidarisent des murs. Dans les cas extrêmes, des affaissements localisés imposent des travaux de reprise en sous-œuvre.
Les remontées d’humidité constituent une autre pathologie classique. Un gravier trop fin, saturé en particules argileuses, se comporte comme une véritable « éponge » : il capte l’eau et la transporte par capillarité jusqu’au béton, voire jusqu’aux revêtements de sol. Résultat : auréoles, décollement de carrelage, développement de moisissures. L’absence de film polyane ou une mise en œuvre bâclée (raccords non étanches, percements non rebouchés) aggravent encore le phénomène.
Quelles solutions correctives envisager lorsqu’un désordre est avéré ? Dans les cas modérés, on peut parfois limiter les dégâts par des traitements de surface (résines hydrophobes, dalles flottantes, ventilation renforcée), mais ces solutions restent palliatives. Pour traiter la cause, il faut souvent reprendre localement le hérisson : ouverture de la dalle, excavation du matériau défaillant, mise en place d’un gravier conforme (0/20 ou 0/31,5), compactage, pose d’un nouveau film polyane, puis recoulage d’une dalle ou d’une chape de ravoirage.
Pour les tassements profonds ou généralisés, des techniques plus lourdes comme l’injection de résine expansive, le micropieux ou les longrines de reprise en sous-œuvre peuvent être nécessaires. On comprend alors l’intérêt d’un bon choix granulaire dès le départ : quelques euros économisés sur le gravier ou sur le compactage se transforment vite en milliers d’euros de travaux correctifs. En anticipant la nature du sol, l’épaisseur du hérisson, la qualité du granulat et le drainage, vous mettez toutes les chances de votre côté pour une dalle béton stable, durable et parfaitement saine dans le temps.