Métré des terrassements et de l'excavation

Le sol existe sous trois états, et le chiffre déclaré varie d'environ 10 à 70 pour cent de l'un à l'autre. L'état en place est le volume naturel, non remanié, que l'on relève sur les plans : le prisme de déblai entre le terrain existant et la surface de projet, ou le prisme de remblai entre le terrain d'origine et le niveau fini. L'état foisonné est le volume excavé et dilaté qui remplit un camion, égal au volume en place multiplié par un plus le pourcentage de foisonnement. L'état compacté est le volume mis en place et compacté qu'occupe un remblai fini, égal au volume en place multiplié par le coefficient de retrait.

Deux coefficients relient les états, tous deux rapportés à l'état en place. Le foisonnement dilate le volume en place en volume foisonné, et son inverse, le facteur de chargement, reconvertit le foisonné. Le retrait réduit le volume en place en volume compacté ; un remblai fini exige donc toujours plus de déblai en place ou d'emprunt que son propre volume géométrique : l'emprunt requis exprimé en volume en place égale le volume de remblai compacté divisé par le coefficient de retrait. Compenser le déblai brut par le remblai brut sans appliquer le retrait est l'erreur classique de bilan des terrassements.

Les coefficients varient fortement selon le matériau. À titre de valeurs indicatives de planification, le sable et le gravier granulaires foisonnent d'environ 12 à 18 pour cent et se retirent d'environ 5 à 14 pour cent ; la terre ordinaire foisonne d'environ 25 pour cent et se retire d'environ 10 à 20 pour cent ; l'argile foisonne d'environ 30 à 40 pour cent et se retire d'environ 10 à 20 pour cent ; et la roche abattue foisonne d'environ 50 à 70 pour cent avec un retrait négatif d'environ 30 pour cent, car la roche fragmentée occupe plus d'espace que la roche en place dont elle provient. Ce sont des moyennes publiées à des fins de planification ; les valeurs réelles proviennent d'un essai de sol, la masse volumique en place selon l'ASTM D1556 ou D6938 et la masse volumique sèche maximale par essai Proctor selon l'ASTM D698 ou D1557.

L'état à déclarer dépend de l'usage. Pour une offre, vous partez du déblai en place et du remblai compacté, puis ajoutez l'emprunt en place nécessaire pour combler tout déficit ; pour le transport et l'évacuation, vous convertissez en volume foisonné ; pour un remblai payé en place, vous déclarez l'état compacté. Une verge cube ou un mètre cube isolé est ambigu, l'unité devrait donc toujours être assortie de son état. Selon la plupart des spécifications routières des États-Unis, l'excavation de chaussée est mesurée en position en place et le remblai en position compactée, l'entrepreneur absorbant le foisonnement et le retrait sans paiement distinct.

Deux méthodes géométriques dominent, et le bon choix dépend du type de travaux. Pour les terrassements linéaires et routiers, la méthode de la moyenne des aires d'extrémité prend l'aire de la section transversale de déblai ou de remblai à chaque station, fait la moyenne de deux aires adjacentes et la multiplie par la distance qui les sépare. En unités des États-Unis, les verges cubes égalent la moyenne des deux aires d'extrémité multipliée par la longueur, divisée par 27. La méthode surestime légèrement le volume là où les sections varient rapidement, et une correction prismatique l'affine là où la précision compte. La justesse dépend de l'espacement : le terrain régulier est sectionné tous les 50 à 100 pieds environ, couramment 100 pieds en rural et 50 pieds en urbain, réduit à environ 25 pieds ou moins dans les bretelles, les courbes serrées et les terrains à variation rapide.

Pour les sites, les plateformes de bâtiment et les bassins, où il n'y a pas d'axe unique, on utilise plutôt une méthode par maillage ou par points cotés : on superpose une grille, on calcule à chaque nœud la hauteur de déblai ou de remblai à partir de la cote existante moins la cote projetée, et on somme les prismes. Les deux méthodes produisent un volume en place pour le déblai et un volume compacté pour le remblai ; les conversions d'état sont appliquées ensuite, jamais intégrées à la géométrie.

La quantité de paiement et de conception est la ligne théorique : du terrain existant jusqu'à la surface de déblai théorique ou au niveau fini, selon les talus de projet. L'entrepreneur excave presque toujours davantage, car le sol ne peut tenir à la verticale, mais ces terres supplémentaires relèvent des moyens et méthodes, non de la quantité mesurée. Déclarer le prisme taluté réel au lieu de la ligne théorique surestime la quantité de paiement du volume des talus.

Lorsqu'un métré modélise le prisme réellement excavé à des fins d'estimation des coûts, le talus latéral détermine la sur-excavation. L'OSHA Subpart P fixe les pentes maximales admissibles pour les excavations jusqu'à 20 pieds de profondeur, avec un système de protection exigé à partir de 5 pieds sauf si la paroi est de la roche stable, et une conception d'ingénierie au-delà de 20 pieds. Les pentes maximales sont verticales pour la roche stable, trois quarts à l'horizontale pour un à la verticale (environ 53 degrés) pour un sol de type A, un pour un (45 degrés) pour le type B, et un et demi pour un (environ 34 degrés) pour le type C. Ce sont des limites de sécurité, pas la ligne de paiement.

L'excavation de tranchée est mesurée selon une largeur de paiement spécifiée, généralement le diamètre extérieur du tuyau plus un dégagement de travail de chaque côté, ou une largeur indiquée au contrat ou au détail type, quelle que soit la largeur réellement creusée par l'entrepreneur. Des dégagements latéraux d'environ 150 à 300 millimètres (6 à 12 pouces) relèvent de la pratique courante plutôt que d'une valeur fixe ; confirmez donc la largeur de paiement par rapport au détail de tranchée du projet. La sur-largeur au-delà de la ligne de paiement est à la charge de l'entrepreneur.

Le volume de terrassement est mesuré net, sans aucune majoration pour le foisonnement, le retrait ou les pertes incorporée à la quantité géométrique. C'est un principe énoncé dans le CESMM4 et partagé par la NRM2, la méthode australienne et néo-zélandaise, et la DIN 18300. Gonfler la géométrie par le foisonnement puis appliquer en plus un coefficient d'état conduit à un double comptage : c'est pourquoi la géométrie reste nette et les conversions restent explicites.

Il n'existe pas de seuil de vide codifié propre aux terrassements, et les obstructions isolées mineures telles qu'un pieu unique ou de petits réseaux sont ignorées et absorbées. Le mécanisme dominant pour les ouvrages et réseaux existants dans la fouille est la plus-value (extra over), qui ajoute le coût d'excaver autour ou à travers eux plutôt que de déduire leur volume ; la NRM2 mesure une plus-value pour excaver le long ou à travers des réseaux existants et pour démolir la roche, le béton armé ou la maçonnerie. Seuls les vides substantiels sont déduits, et lorsqu'un seuil de taille est souhaité, on utilise par analogie la valeur d'environ 1 mètre cube issue de la convention des vides du bâtiment.

L'excavation se répartit par matériau parce que le coût varie d'un ordre de grandeur selon la difficulté de creusement du terrain. La pratique des États-Unis et de l'AASHTO distingue l'excavation ordinaire, l'excavation rocheuse (matériau nécessitant un défonçage ou un dynamitage, les blocs au-delà d'une taille indiquée étant comptés comme de la roche) et l'excavation de matériau inapte ou de sous-sol, à savoir la boue meuble ou organique retirée sous le niveau et remplacée comme poste de paiement distinct. Un poste unique d'excavation non classée est aussi courant, l'entrepreneur assumant alors tout le risque matériau. La taille de bloc qui déclenche la roche varie selon l'organisme ; certains retiennent un volume tel qu'environ 1 verge cube et d'autres un essai de défonçabilité. Selon la NRM2 et le CESMM4, l'excavation se répartit en terre végétale, matériau autre que terre végétale ou roche, et roche. Le VOB allemand avec la DIN 18300 a remplacé les anciennes classes de sol fixes par des zones homogènes propres au projet.

Le mesurage de la roche suit la même répartition. Dans la tradition du métré (quantity surveying), la roche est mesurée en plus-value sur l'excavation de base : le volume de roche reste comptabilisé dans la fouille de base, avec un prix additionnel pour la difficulté, indépendamment de la profondeur. La pratique routière des États-Unis mesure plutôt la roche comme un poste de paiement distinct qui remplace la quantité de base. Se tromper ici revient soit à compter la roche deux fois, soit à omettre la fouille de base située en dessous.

La terre végétale est décapée et stockée séparément de l'excavation en masse, car elle est réutilisée pour l'aménagement paysager. Elle est mesurée à la surface avec une épaisseur de décapage moyenne indiquée, généralement d'environ 100 à 150 millimètres (4 à 6 pouces), et peut aussi être déclarée comme un volume de stock égal à la surface multipliée par l'épaisseur. La NRM2 la mesure ainsi, par exemple comme décapage de terre végétale de 150 millimètres d'épaisseur à la surface.

L'évacuation des excédents est ventilée par destination, traditionnellement chiffrée pour le transport sur le volume foisonné en camion, tandis que les devis de métré la mesurent souvent sur le volume en place de l'excavation dont elle provient ; le remblai d'apport est facturé sur le volume compacté qu'il forme en place. La distance de transport est régie par le diagramme de masse (mass haul diagram), qui trace le cumul du déblai moins le remblai sur une base commune en place le long de l'axe. Jusqu'à une distance de transport libre prévue au contrat, le déplacement est inclus dans le prix d'excavation de base ; au-delà, le transport excédentaire (overhaul) est payé séparément comme une quantité volume-distance, telle que des verges cubes-stations ou des mètres cubes-kilomètres, plutôt qu'un volume pur.

Le Royaume-Uni est le plus codifié. La NRM2 et le CESMM4 mesurent l'excavation nette en mètres cubes, avec la surface de départ et le niveau réduit indiqués. La NRM2 répartit l'excavation en masse et de fondation par tranches de profondeur de 2 mètres (au plus 2 mètres, 2 à 4 mètres, 4 à 6 mètres, et ainsi de suite), tandis que le CESMM4 classe selon la profondeur maximale totale. L'espace de travail est laissé à la discrétion de l'entrepreneur selon la NRM2, et sa deuxième édition a réintroduit le mesurage du soutènement des terres pour toutes les parois d'excavation de plus de 250 millimètres de profondeur, qu'il soit jugé nécessaire ou non.

La pratique routière des États-Unis n'a pas de méthode légale de mesurage : l'excavation de chaussée est en position en place à la verge cube, le remblai est compacté, la profondeur n'est pas découpée en tranches, et l'entrepreneur absorbe le foisonnement et le retrait. En Australie et en Nouvelle-Zélande, le déblai-remblai de génie civil est mesuré selon l'AS 1181, tandis que l'Australia and New Zealand Standard Method of Measurement couvre l'infrastructure du bâtiment, où la profondeur d'excavation est classée par tranches de 1 mètre (0 à 1, 1 à 2, 2 à 3, 3 à 4 mètres, de sorte qu'une profondeur totale de 3,5 mètres tombe dans la tranche de 3 à 4 mètres) et l'espace de travail correspond au périmètre le long de la semelle multiplié par la profondeur. À travers l'Europe, le VOB avec la DIN 18300 facture aux dimensions réelles avec une classification des matériaux par zones homogènes.

Pour la facturation d'avancement, l'entrepreneur est payé soit sur la quantité du plan, soit sur une quantité relevée sur le terrain à partir des sections transversales finales. Les départements des routes paient couramment la quantité du plan en l'absence de modification de projet, ne remesurant que lorsqu'un déclencheur défini est atteint, comme des aires d'extrémité consécutives s'écartant au-delà d'un seuil (un écart de 5 pour cent est courant mais propre à chaque organisme), une sous-excavation, un glissement ou un tassement. Cette base de paiement est distincte à la fois de la quantité d'offre et de la quantité de commande, et les trois ne devraient jamais être déclarées l'une pour l'autre.