Le foisonnement

Qu’est-ce que le foisonnement ?

Le foisonnement est un phénomène d’augmentation de volume. Cette augmentation se produit lorsqu’on réalise un terrassement ou une tranchée en retirant (excavant) les matériaux du sol.
Le volume initial de sol en place (V₀) est inférieur au volume de sol obtenu après excavation. C’est ce volume final qu’on appelle volume foisonné (V_f).
L’augmentation de volume entre V₀ et V_f s’explique par l’apparition de vide partiel provoquée par la décompression des matériaux.
L’augmentation de volume est variable et peut dépendre de paramètres extérieurs comme l’humidité du sol. On retient que cette augmentation se calcule en fonction du matériau excavé, et peut varier de 10 à 40 % du volume initial en place.

Lors de travaux de terrassement, tenir compte du phénomène de foisonnement est indispensable en particulier si les matériaux excavés sont déplacés ou évacués, et nécessitent pour cela la mise en place de rotation de camions.

Afin d’évaluer correctement les volumes foisonnés on recherche dans le tableau suivant le coefficient de foisonnement du matériau (sol) terrassé, pour en multiplier le volume en place.

Type de sols	Foisonnement initial (%)	Coefficient de foisonnement
Argile sèche	35	1,35
Argile humide (W % = 37,5 %)	35	1,35
Terre végétale sèche	25	1,25
Terre végétale humide (W % = 25 %)	25	1,25
Gravier sec	13	1,13
Gravier humide (W % = 22 %)	15	1,15
Sable sec	12	1,12
Sable humide (W % = 31,5 %)	13	1,13
Roc calcaire	70	1,70
Roc	65	1,65

Il existe des valeurs usuelles de foisonnement des sols communs :

Type de sols	Foisonnement initial (%)
Argile sèche	35
Argile humide (W % = 37,5 %)	35
Terre végétale sèche	25
Terre végétale humide (W % = 25 %)	25
Gravier sec	13
Gravier humide (W % = 22 %)	15
Sable sec	12
Sable humide (W % = 31,5 %)	13
Roc calcaire	70
Roc	65

Qu’est-ce que le contre-foisonnement ?

Les matériaux foisonnés sont la plupart du temps réemployés, donc au final (re)compactés. On peut imaginer qu’une fois compactés, les matériaux retrouvent leur volume initial, c’est-à-dire leur volume avant foisonnement. Ce n’est pas le cas. Le volume compacté (V_c) est en général inférieur au volume foisonné (V_f), mais supérieur au volume initial (V₀). On parle alors de phénomène de contre-foisonnement.

Comment calcule-t-on le volume foisonné et tassé ?

Les différences de volumes lors du foisonnement et du contre-foisonnement se calculent à l’aide des coefficients de foisonnement (C_f) et de tassement (C_t) qui correspondent respectivement à l’augmentation et à la diminution de volume de matériau constatées lors de l’excavation et du compactage final.

Il existe des valeurs moyennes pour les coefficients C_f et C_t :

Nature du terrain	%foisonnement	Cf	%tassement	Ct
Terre végétale et sable	10 à 15 %	1,10 à 1,15	8 à 12 %	0,92 à 0,82
Gravier	15 à 20 %	1,15 à 1,20	12 à 15 %	0,88 à 0,85
Terre argileuse	25 à 30 %	1,25 à 1,30	17 à 19 %	0,83 à 0,81
Argile	30 à 35 %	1,30 à 1,35	19 à 21 %	0,81 à 0,79
Marne	35 à 40 %	1,30 à 1,40	21 à 33 %	0,79 à 0,67
Argile marneuse très compacte	40 à 55 %	1,40 à 1,55	23 à 30 %	0,70 à 0,67

Attention à ne pas confondre :

• le % de foisonnement/tassement qui renseigne sur l’augmentation ou la diminution de volume de matériaux
• le coefficient de foisonnement/tassement qui permet de facilement calculer les volumes foisonnés/tassés

Calcul du volume des déblais foisonnés à partir du volume initial :

Volume des déblais foisonnés = Volume initial + (Volume initial × % de foisonnement)
= Volume initial × (1 + % foisonnement)
= Volume initial × Coefficient de foisonnement

Calcul du volume de remblais tassés à partir du volume foisonné :

Volume de remblais tassés = Volume foisonné – (Volume de remblais × % de tassement)
= Volume foisonné × (1 – % de tassement)
= Volume foisonné × Coefficient de tassement

Calcul du volume de remblais tassés à partir du volume initial :

Volume de remblais tassés = Volume foisonné × C_t
= Volume initial × C_f × C_t