Latérite (matériau de chaussée)

Définition

La latérite est un sol tropical riche en oxydes de fer et d’aluminium que les constructeurs de routes emploient comme gravier dans les couches de chaussée.

La revue AFCAP (Netterberg, 2014) la décrit comme un sol tropical produit par une altération poussée. L’altération élimine les bases et la silice, et les oxydes de fer et d’aluminium s’accumulent. Cette page traite de la latérite comme matériau de chaussée. La page couche de base traite de la couche en général. La page couche de roulement traite de la couche supérieure.

Latérite, sol latéritique et plinthite

Le terme a plusieurs sens. La revue AFCAP indique qu’il n’existe pas de définition universellement acceptée. La géologie, la pédologie et le génie civil en ont chacun une. La pédologie a abandonné le mot et emploie plinthite à la place.

La revue utilise ces termes :

Latérite. Un matériau fortement cimenté dont au moins 50 % du liant est constitué d’oxydes de fer et d’aluminium.
Sol latéritique. Un matériau dont le liant représente environ 20 à 50 %. Il peut être moins évolué, ou le sol hôte peut encore dominer.
Matériau latéritique. Le terme général pour les deux. La revue le propose aux ingénieurs routiers.

D’autres noms locaux existent : murram en Afrique de l’Est, cabook au Sri Lanka et ferricrete en Afrique australe. La revue propose que les ingénieurs routiers emploient matériau latéritique comme terme général et n’emploient pas ferricrete.

Où on la trouve

La latérite se forme surtout dans les zones tropicales et subtropicales humides. Ces zones comprennent l’Afrique, l’Inde, l’Asie du Sud-Est, l’Australie, ainsi que l’Amérique centrale et l’Amérique du Sud. Les changements climatiques passés font que certaines latérites se trouvent hors des tropiques actuelles (2.3.4).

Buchanan l’a décrite pour la première fois en Inde en 1807. Elle était molle dans le sol et durcissait vite à l’air, si bien qu’on la découpait en briques. Le nom vient du mot latin signifiant brique.

Pourquoi elle échoue aux essais standards

La latérite échoue souvent aux limites que les administrations routières appliquent aux graviers, bien qu’elle donne de bons résultats en service (4.1). La revue AFCAP en donne ces raisons :

Granulométrie. Elle présente souvent des lacunes dans la fraction sableuse. Un tamisage en masse exagère ce défaut, car la partie grossière riche en fer est plus lourde que la partie fine. La partie grossière a une masse volumique relative de 3,0 à 3,5 et la partie fine d’environ 2,7. Une granulométrie en volume peut paraître meilleure (3.2.1).
Particules poreuses. Elles augmentent toutes les mesures de teneur en eau, y compris les limites d’Atterberg.
Type d’argile. La kaolinite est l’argile principale. Son réseau ne gonfle pas, si bien que le matériau gonfle moins qu’avec d’autres argiles.
Plasticité et résistance. Les latérites ont souvent un indice de plasticité de 15 à 20. Leur CBR après immersion est souvent inférieur au minimum habituel de 80 % (1.1).
Préparation des échantillons. Le travail normal en laboratoire brise les agrégats de limon et d’argile qui restent entiers pendant la mise en œuvre (4.1).

Les propriétés les plus importantes sont la granulométrie, les limites d’Atterberg, la résistance des gros grains, ainsi que la compacité et la résistance portante (3.2).

Critères pour une couche de base en latérite

Charman (1988) a proposé des critères pour une couche de base en gravier latéritique sous un revêtement bitumineux mince dans les tropiques. La revue AFCAP les reprend dans le tableau 4-2.

Usage	Trafic (millions d’essieux standard équivalents)	CBR après immersion	Indice de plasticité, zones tropicales humides	Indice de plasticité, zones semi-arides et arides
Couche de base, route secondaire	Moins de 0,3	45 ou plus	12 ou moins	20 ou moins
Couche de base, routes principales rurales et urbaines	0,3 à 1	65 ou plus	10 ou moins	15 ou moins
Couche de base, routes principales rurales et urbaines	1 à 3	80 ou plus	6 ou moins	12 ou moins
Couche de fondation	Moins de 3	25 ou plus	25 ou moins	25 ou moins

Charman donne une valeur d’usure Los Angeles de 65 % ou moins pour une couche de base de route secondaire. Pour les autres lignes de base, elle est de 50 % ou moins. Le CBR concerne des échantillons immergés pendant 4 jours. Les échantillons de base pour un trafic supérieur à 0,3 million sont compactés à 100 % de la densité de l’essai Proctor modifié. Les autres le sont à 95 %.

La revue indique que Charman ne recommandait ces couches de base que pour les routes à faible trafic. Le Brésil emploie des sols latéritiques à grain fin comme couche de base pour jusqu’à 1 500 véhicules par jour et 5 millions d’essieux standard équivalents (5.2). Main Roads Western Australia (MRWA, 2002) fixe des critères pour une couche de base sous un revêtement bitumineux mince. Le CBR après immersion est de 80 % ou plus et la limite de liquidité de 25 ou moins. Le dryback est de 85 % de la teneur en eau optimale ou moins (tableau 4-10).

Épaisseur d’une couche de latérite

La revue AFCAP donne des critères de matériau. Elle ne donne pas d’épaisseur de couche. Nous n’avons trouvé aucune norme d’épaisseur propre à une couche de roulement en latérite.

Le manuel FHWA sur les routes en gravier donne une règle générale pour le gravier. L’épaisseur dépend du nombre de camions lourds et de la résistance de la plateforme (tableau 6). Ce tableau vise le gravier en général et non la latérite.

Camions lourds par jour	Plateforme solide (CBR supérieur à 10)	Plateforme faible (CBR de 3 ou moins)
0 à 5	115 mm (4,5 in)	165 mm (6,5 in)
25 à 50	215 mm (8,5 in)	370 mm (14,5 in)

Le manuel indique qu’une route en gravier perd du gravier de surface sous l’effet du trafic, de l’érosion et de la pluie. La conception doit en tenir compte (A2). Il donne aussi 25 à 50 mm (1 à 2 in) comme ornière admissible typique pour une route à revêtement de granulats. La page plateforme support traite de la couche qui fixe la classe de CBR.

Une surface en gravier demande un matériau différent d’une couche de base. La spécification d’état d’échantillon du manuel admet 4 à 15 % de passant au tamis n° 200 pour le gravier de surface. L’indice de plasticité est de 4 à 12. Pour le gravier de base, elle admet 3 à 12 % et un indice de plasticité de 0 à 6. Les fines plastiques lient la surface.

Mise en œuvre

La section 5.2 de la revue AFCAP indique ces pratiques pour les couches de base en latérite :

Compacter à une teneur en eau proche de l’optimum. Une latérite compactée à sec de l’optimum donne souvent une mauvaise surface et n’atteint pas sa résistance.
Compacter à un degré élevé. Un fort compactage conserve la résistance de la latérite quand elle est mouillée.
Faire mûrir les graviers à faible plasticité pendant environ un jour après l’ajout d’eau. Les sables latéritiques peuvent demander 4 ou 5 jours.
Briser les gros grains de latérite concrétionnée avec un rouleau à grille. Les finisseurs travaillent mal, car ils séparent les gros grains des fines.
Profiler le dessus pour le drainage. Retarder la couche d’étanchéité jusqu’à ce que la base soit sèche et la surface ferme. Cela peut prendre 1 à 2 mois.

La latérite sur un aérodrome

Aucun texte de l’OACI, de l’EASA ou de la FAA que nous avons lu ne cite la latérite. Nous n’avons trouvé aucune spécification aéroportuaire pour elle. La couche de base en granulats concassés de la FAA, article P-209, a les limites suivantes (AC 150/5370-10H, 209-2.1) :

Une perte Los Angeles de 45 % ou moins.
Au moins 90 % des particules à deux faces cassées, et 98 % à une face cassée.
Une limite de liquidité des fines de 25 ou moins et un indice de plasticité de 5 ou moins.

Ces limites sont plus strictes que les critères routiers ci-dessus. Une couche de latérite dans une chaussée d’aérodrome demande donc sa propre justification technique. Elle demande aussi un rapport de résistance. Pour les aéronefs de 5 700 kg ou moins, l’Annexe 14 de l’OACI (2.6.8) demande la masse maximale admissible de l’aéronef et la pression des pneumatiques. Un exemple est 4 800 kg/0,60 MPa. Au-dessus de 5 700 kg, elle utilise la méthode ACR-PCR (2.6.2).

La page chaussée traite des couches d’une chaussée d’aérodrome.

Foire aux questions

Qu'est-ce que la latérite dans une chaussée ?

La latérite est un sol tropical riche en oxydes de fer et d'aluminium que les constructeurs de routes emploient comme gravier dans les couches de chaussée. Elle se forme par altération poussée. La revue AFCAP traite de son emploi dans la couche de base et la couche de fondation des routes.

Quelle est l'épaisseur standard d'une couche de roulement en latérite ?

Aucune source que nous avons examinée ne fixe l'épaisseur d'une couche de roulement en latérite. L'épaisseur d'une couche de gravier dépend du trafic et de la résistance de la plateforme support. Le manuel FHWA sur les routes en gravier comprend un catalogue du Dakota du Sud. Il donne 115 mm (4,5 in) pour 5 camions lourds par jour au maximum sur une plateforme solide. Pour 25 à 50 camions par jour sur une plateforme faible, il donne 370 mm (14,5 in).

La latérite peut-elle servir de couche de base ?

Oui, sous conditions. La revue AFCAP signale des couches de base en latérite qui donnent de bons résultats sur les routes à faible et à fort trafic en Angola, au Botswana, au Kenya, au Malawi, au Mozambique, en Zambie et au Zimbabwe. Ces matériaux échouent souvent aux limites traditionnelles, c'est pourquoi ces routes utilisent des spécifications rédigées pour la latérite.

Quel CBR faut-il à une couche de base en latérite ?

Charman (1988), cité dans la revue AFCAP, fixe un CBR après immersion d'au moins 45 % pour la couche de base d'une route secondaire. Il est d'au moins 65 % pour 0,3 à 1 million d'essieux standard équivalents, et d'au moins 80 % pour 1 à 3 millions. La couche de fondation exige au moins 25 %. Le minimum traditionnel pour une couche de base est de 80 %.

La latérite est-elle la même chose que le sol latéritique ou la plinthite ?

Non, mais les termes se recouvrent. La revue AFCAP définit la latérite comme un matériau dont au moins 50 % du liant est constitué d'oxydes de fer et d'aluminium. Le sol latéritique en a environ 20 à 50 %. La plinthite est le terme de pédologie qui a remplacé la latérite. Les ingénieurs routiers emploient matériau latéritique comme terme général pour les trois.

Pourquoi la latérite échoue-t-elle aux essais normalisés sur les matériaux routiers ?

Ses particules sont poreuses et sa granulométrie présente des lacunes. La revue indique que les latérites ont souvent un indice de plasticité de 15 à 20 et un CBR après immersion inférieur au minimum de 80 %. Les particules poreuses augmentent toutes les teneurs en eau mesurées, y compris les limites d'Atterberg. La préparation des échantillons en laboratoire brise aussi les agrégats qui restent entiers sur la route.

L'OACI, l'EASA ou la FAA autorisent-elles la latérite sur un aérodrome ?

Aucun texte de ces organismes que nous avons lu ne cite la latérite. La couche de base en granulats concassés de la FAA, article P-209, limite l'indice de plasticité des fines à 5. Elle limite la perte des gros granulats à 45 % à l'essai Los Angeles. Une couche de latérite dans une chaussée d'aérodrome demande donc sa propre justification technique.

Ceci est une entrée de référence. TarmacView fournit des services d'inspection par drone et ne vend pas l'équipement ou les matériaux décrits dans ce glossaire.

Qu'est-ce que la latérite ?