GLAREUM.NET›Chapitre 6›Drainage et eau

6.6 Couche filtrante

Une couche entre un sol fin et le gravier de drainage grossier. Elle laisse passer l'eau mais retient la terre, pour que le gravier ne s'envase pas et continue de fonctionner.

Deux coupes côte à côte. À gauche : sol fin, puis sable, puis gravillon fin, puis gravier grossier. À droite : sol fin, puis géotextile, puis gravier grossier. Des flèches montrent l'eau qui remonte à travers les couches jusque dans le gravier. A · granulaire B · géotextile 3 Gravier de drainage 16/31,5 mm lavé 2 Filtre A : gravillon 4/8 sur sable 0/4 B : géotextile non tissé 1 Sol fin limon, argile, sable fin
Deux façons de réaliser un filtre, sans échelle. L'eau passe du sol dans le gravier ; le filtre retient les grains de terre.

En bref

Difficulté
2 sur 4
Utilisation
Tranchées drainantes (6.4), drainage contre les murs (6.3), puits d'infiltration (6.5), revêtements perméables sur sol limoneux (6.2)
Outils
Râteau, pelle, cutter pour le géotextile, règle
Éléments
  1. 1  Sol fin
  2. 2  Filtre (granulaire ou géotextile)
  3. 3  Gravier de drainage

Ce qu'il vous faut par m² de filtre

MatériauGranulométrieTypeQuantité
B · Géotextile – Non tissé, ouverture adaptée au sol 1 m² + 300 mm de recouvrement
ou A · deux couches, sable et gravillon :
A · Sable filtrant 0/4 mm Lavé, ≤ 5 % de fines 160 kg (100 mm)
A · Gravillon filtrant 4/8 mm Lavé 140 kg (100 mm)

Pourquoi la règle des 4 à 5 fois ?

assez fin

Les vides du filtre doivent être assez petits pour arrêter la terre. Ses 15 % de grains les plus fins (D15) peuvent mesurer au plus 4 à 5 fois la taille des gros grains du sol (D85). Les gros grains du sol se coincent alors dans les vides et retiennent le reste.

assez grossier

Le filtre doit aussi laisser passer l'eau bien plus vite que le sol. Son D15 doit valoir au moins 4 à 5 fois le D15 du sol. Il est ainsi environ 16 à 25 fois plus perméable.

Qu'est-ce qui retient quoi avec des granulométries courantes

Côté finCôté grossierRetient ?Vérification
Limon ou argileSable 0/4 mmOuiD15 du sable ≈ 0,15–0,4 mm ≤ 0,7 mm
Sable 0/4 mmGravier 16/31,5 mmNon16 mm > 4 × 1,2–2,4 mm
Sable 0/4 mmGravillon 4/8 mmOui≈ 4 mm ≤ 4 × 1,2–2,4 mm
Gravillon 4/8 mmGravier 16/31,5 mmOui16 mm ≤ 4 × ≈ 7 mm
Tout solGéotextileOui, s'il est bien choisiouverture ≤ B × D85 du sol

Les valeurs du sable proviennent d'un fuseau granulométrique courant de sable à béton (source 5). Celles du gravillon et du gravier sont typiques de ces classes. Les granulométries varient : demandez la courbe granulométrique à votre fournisseur avant de compter sur un filtre granulaire.

Étape par étape

  1. 1

    Identifiez la nature du sol.

    Frottez une pincée de terre humide entre vos doigts. Rugueux, c'est du sable ; doux et farineux, du limon ; collant, de l'argile. Le limon et le sable fin sont les plus facilement entraînés par l'eau : ce sont eux qui ont le plus besoin d'un filtre.

    Frotter un échantillon de terre
  2. 2

    Choisissez un géotextile ou un filtre granulaire.

    Un géotextile non tissé est la solution la plus simple et convient à la plupart des sols. Dans un sol très limoneux, au-delà d'environ 40 % de limon, vérifiez que le géotextile ne se colmatera pas. Un filtre sable et gravillon ne se colmate pas, mais demande deux couches entre le sol fin et le gravier grossier.

    Les deux types de filtre
  3. 3

    Géotextile : posez-le à plat sur le sol et faites chevaucher les lés de 300 mm.

    Gardez-le bien en contact avec le sol, sans plis ni vides. Versez le gravier doucement pour ne pas le déchirer.

    Recouvrement de deux lés de géotextile
  4. 4

    Filtre granulaire : posez d'abord le sable, puis le gravillon, puis le gravier.

    Ne versez jamais un sable 0/4 mm directement contre un gravier 16/31,5 mm : le sable migre dans le gravier. Donnez à chaque couche au moins 75 mm d'épaisseur. Avec 100 mm, il est plus facile de garder une épaisseur régulière.

    Sable, gravillon et gravier en couches
Caractéristiques

Règles du filtre granulaire

Rétention : D15 du filtre ≤ 4 à 5 × D85 du sol. Perméabilité : D15 du filtre ≥ 4 à 5 × D15 du sol, et au moins 0,1 mm. Un filtre doit avoir au plus 5 % de passant à 0,075 mm et aucun grain de plus d'environ 50 mm.

SolFines (< 0,075 mm)D15 maximal du filtre
Limon et argileplus de 85 %9 × D85 du sol, au moins 0,2 mm
Limon et argile sableux40 à 85 %0,7 mm
Sable et graviermoins de 15 %4 × D85 du sol

Épaisseur

Autour d'un drain, le filtre doit recouvrir chaque ouverture d'au moins 75 mm. Donnez à une couche filtrante horizontale une épaisseur suffisante pour qu'elle reste continue partout.

Géotextile

Ouverture de filtration (AOS ou O90) ≤ B × D85 du sol. Pour un sol fin, B vaut 1,8 pour un non-tissé et 1 pour un tissé. Pour du sable et du gravier, B est compris entre 0,5 et 2 selon l'uniformité du sol. Le géotextile doit aussi laisser passer l'eau au moins aussi vite que le sol. Les non-tissés filtrent le mieux. Faites chevaucher les lés d'environ 300 mm.

Sources

  1. Giroud, Development of criteria for geotextile and granular filters (International Geosynthetics Society lecture) : critères de rétention et de perméabilité de Terzaghi, D15 du filtre comparé aux D85 et D15 du sol, facteur 4 à 5
  2. USDA NRCS, National Engineering Handbook Part 633 Chapter 26: gradation design of sand and gravel filters : limites de D15 par catégorie de sol ; “permeability about 16 to 25 times that of the base soil” (en substance : perméabilité environ 16 à 25 fois celle du sol) ; “maximum particle size allowed is 2 inches and the maximum percentage passing the No. 200 sieve is 5 percent” (en substance : grain maximal de 2 in et au plus 5 % de passant au tamis No. 200)
  3. USDA NRCS, Conservation Practice Standard 606: subsurface drain : ouvertures recouvertes d'“at least 3 inches of filter material” (en substance : au moins 3 in de matériau filtrant) ; vérification du colmatage du géotextile au-delà de 40 % de limon
  4. Iowa DOT Design Manual 200F-9: geosynthetic design, d'après FHWA NHI-07-092 : AOS ≤ B × D85, valeurs de B selon le sol et le géotextile, perméabilité du géotextile ≥ celle du sol
  5. Oklahoma DOT, special provisions for portland cement concrete, 701.05(c) : granulométrie du sable (9,5 mm 100 %, 1,18 mm 50–85 %, 300 µm 5–30 %, 150 µm 0–10 %), utilisée pour les D15 et D85 du sable
  6. Caltrans Geotechnical Manual: geosynthetics : “nonwoven geotextiles are most effective at filtration” (en substance : les géotextiles non tissés sont les plus efficaces en filtration)
  7. Minnesota Stormwater Manual: infiltration media : recouvrement des lés de géotextile filtrant de 12 in
  8. Penn State, CE 584: aggregates : masse volumique apparente des granulats de 1 520 à 1 680 kg/m³
  9. FHWA-HRT-15-034, open-graded aggregates : masse volumique à l'état le plus lâche de la pierre No. 8 de 85,7 lb/ft³ (1,37 t/m³)

Quantités pour une couche de 100 mm, en vrac : sable 0,1 m × 1,6 t/m³ = 160 kg par m² (source 8) ; gravillon 0,1 m × 1,37 t/m³ ≈ 140 kg (source 9). Commandez un peu plus pour les pertes.

Section 6.6 Trouver ces matériaux près de chez vous →

GLAREUM.NET · Aggregate Handbook