Convertisseur de yards cubes en tonnes

Un convertisseur de yards cubes en tonnes transforme une mesure de volume en mesure de poids pour un matériau en vrac comme la terre, le gravier, le sable ou le béton. Comme les matériaux ont des masses volumiques différentes, un même volume de deux matériaux peut avoir des poids très différents. Un yard cube de paillis pèse environ 1 000 livres (450 kg). Un yard cube de béton pèse environ 4 000 livres (1 800 kg).

Cette conversion est utile en pratique. Les fournisseurs vendent souvent les matériaux au volume, mais facturent la livraison au poids. La charge maximale des camions à benne est fixée en fonction du poids, et non du volume. Une estimation erronée peut nécessiter une livraison supplémentaire ou entraîner la surcharge d’un camion.

Comment calculer les yards cubes en tonnes

La conversion dépend de la masse volumique d’un matériau, c’est-à-dire du poids d’un yard cube de ce matériau. La formule est la suivante :

$\text{Poids (tonnes)} = \text{Volume (yards cubes)} \times \text{Masse volumique du matériau (tonnes par yard cube)}$

Pour effectuer la conversion inverse, d’un poids connu vers un volume :

$\text{Volume (yards cubes)} = \frac{\text{Poids (tonnes)}}{\text{Masse volumique du matériau (tonnes par yard cube)}}$

Tableau des masses volumiques des matériaux

Facteurs qui modifient la masse volumique d’un matériau

• Humidité. Un matériau humide pèse plus lourd qu’un matériau sec. Une terre détrempée par la pluie peut peser de 20 à 30 % de plus qu’une terre sèche provenant du même tas.
• Compactage. Du gravier meuble fraîchement déchargé d’un camion pèse moins par yard cube que le même gravier après le passage de véhicules et son compactage. La différence peut atteindre de 10 à 15 %.
• Taille des particules. Le sable fin se tasse plus serré que le gravier grossier et laisse moins d'air entre les grains. C'est l'une des raisons pour lesquelles le béton est plus dense que les copeaux de bois.
• Composition. La terre vendue comme « terre végétale » varie selon la source. Une terre riche en argile pèse plus qu'une terre sableuse.

Pour les travaux qui exigent de la précision, comme les commandes commerciales de béton ou d’asphalte, un fournisseur peut fournir un certificat de masse volumique pour le lot concerné.

Exemples de calcul

Terre : 10 yards cubes (7,6 m³) de terre (masse volumique 1,4) pèsent 10 × 1,4 = 14 tonnes (12,7 t).

Béton : 5 yards cubes (3,8 m³) de béton (masse volumique 2,0) pèsent 5 × 2,0 = 10 tonnes (9,1 t).

Conversion inverse, gravier : 15 tonnes (13,6 t) de gravier (masse volumique 1,5) correspondent à 15 ÷ 1,5 = 10 yards cubes (7,6 m³).

Exemples concrets

Livraison de béton prêt à l'emploi. Le béton se commande en yards cubes mais se livre au poids, car c'est ainsi qu'un pont-bascule mesure la charge. Cinq yards cubes de béton pèsent environ 10 tonnes courtes (9,1 t), soit 20 000 livres, sans compter le poids du camion lui-même. Les répartiteurs le comparent aux limites de poids routières. Sur les autoroutes Interstate des États-Unis, la limite fédérale pour un véhicule chargé est de 80 000 livres (36 000 kg) de poids brut.

Excavation. Un sous-sol de 30 pieds (9,1 m) sur 40 pieds (12 m) et 8 pieds (2,4 m) de profondeur a un volume de 30 × 40 × 8 = 9 600 pieds cubes (272 m³). En divisant ce volume par 27 (le nombre de pieds cubes dans un yard cube), on obtient environ 356 yards cubes (272 m³) de terre. Avec une masse volumique de la terre de 1,4 tonne (1,27 t) par yard cube, la terre excavée pèse environ 498 tonnes (452 t). Un camion-benne standard transporte de 10 à 15 tonnes (13,6 t), il faut donc environ de 34 à 50 rotations de camion pour évacuer la terre.

Gravier de fondation. Une couche de base en gravier compacté est souvent spécifiée avec une épaisseur de 6 pouces (15 cm), soit 0,5 pied (0,15 m). Pour une fondation de 2 000 pieds carrés, cela représente 2 000 × 0,5 = 1 000 pieds cubes (28 m³), soit environ 37 yards cubes (28,3 m³). Avec une masse volumique du gravier de 1,5, ce gravier pèse environ 56 tonnes (50,8 t). Commander seulement 30 tonnes (27 t) en pensant que la quantité est suffisante laisserait le chantier avec un manque de plus de 25 tonnes (22,7 t).

Gravier d'allée. Une allée en gravier pour deux voitures de 20 pieds (6,1 m) sur 40 pieds (12 m), avec 4 pouces (0,33 pied) de gravier compacté, demande 20 × 40 × 0,33 = environ 267 pieds cubes (7,56 m³), soit à peu près 10 yards cubes (7,6 m³). Avec une masse volumique du gravier de 1,5, cela représente environ 15 tonnes courtes (13,6 t).

Bacs de culture surélevés. Un bac de 4 pieds (1,2 m) sur 8 pieds (2,4 m) et 2 pieds (0,61 m) de profondeur contient 64 pieds cubes (1,81 m³), soit environ 2,4 yards cubes (1,83 m³) de terre. Avec une masse volumique de la terre de 1,4, cela représente environ 3,3 tonnes (2,99 t). De nombreux fournisseurs fixent un minimum de livraison autour de 5 tonnes (4,5 t) ; une seule petite commande pour un bac peut donc ne pas atteindre ce minimum.

Location de benne. Une benne de 30 yards cubes remplie de débris de construction mélangés (béton, bois, plaques de plâtre), à une masse volumique typique de 1,3 à 1,6 tonne courte (1,45 t) par yard cube, contient de 39 à 48 tonnes courtes (43,5 t). Si une location n'inclut que 3 tonnes courtes (2,7 t) gratuites et facture 80 $US par tonne au-delà, les frais de dépassement pour une benne pleine vont de (39 − 3) × 80 $US = 2 880 $US à (48 − 3) × 80 $US = 3 600 $US.

Autres unités utilisées à cette fin

En dehors des États-Unis, le volume se mesure généralement en mètres cubes (1 yard cube équivaut à environ 0,765 mètre cube) et le poids en tonnes métriques (1 tonne métrique équivaut à 2 204,6 livres, contre 2 000 livres pour une tonne courte américaine). Les plans d'ingénierie mélangent parfois les systèmes ; il vaut donc la peine de vérifier quelle unité un document précise avant de commander des matériaux.

Le volume d'un matériau est aussi décrit comme en place, foisonné ou compacté. Le volume en place mesure le matériau encore dans le sol. Le volume foisonné le mesure après l'excavation, où il occupe généralement environ 30 pour cent d'espace en plus. Le volume compacté le mesure une fois le matériau mis en place et tassé, soit généralement environ 10 pour cent de plus que le volume en place. Dix yards cubes en place peuvent devenir 13 yards cubes foisonnés lors du transport, puis se tasser à environ 11 yards cubes compactés une fois mis en place.

Questions fréquentes

Comment convertir des yards cubes en tonnes ? Multipliez le volume en yards cubes par la masse volumique du matériau en tonnes par yard cube. Pour une terre ayant une masse volumique de 1,4 tonne (1,27 t) par yard cube, 10 yards cubes (7,6 m³) pèsent 10 × 1,4 = 14 tonnes (12,7 t).

Combien pèse un yard cube de gravier ? Environ 1,5 tonne (3 000 livres) pour de la pierre concassée standard ou des galets de rivière avec un taux d’humidité habituel. Le gravier humide peut peser de 10 à 15 % de plus.

Combien de yards cubes y a-t-il dans une tonne courte de terre ? Environ 0,71 yard cube, avec une masse volumique générale du sol de 1,4 tonne courte par yard cube (1 ÷ 1,4 = 0,71). Une terre riche en argile, plus dense, équivaut à environ 0,9 yard cube par tonne courte. Une terre sableuse, plus légère, équivaut à environ 0,77 yard cube par tonne courte.

Combien pèse un yard cube de béton ? Environ 2 tonnes courtes (4 000 livres) pour un béton standard. Un béton de masse volumique normale pèse environ 140 à 155 livres (70,3 kg) par pied cube, soit à peu près 3 800 à 4 200 livres par yard cube. Les bétons légers pèsent de 1,5 à 1,7 tonne courte par yard cube, tandis que les bétons lourds à granulats de fer peuvent dépasser 2,5 tonnes courtes (2,27 t) par yard cube.

Combien de yards cubes contient un camion à benne ? Un camion à benne standard à deux essieux arrière contient environ de 10 à 14 yards cubes, mais sa limite légale de poids, généralement de 10 à 15 tonnes, est souvent plus déterminante que le volume. Quatorze yards cubes de béton pèseraient environ 28 tonnes, bien plus que ce que la plupart des camions peuvent transporter légalement.

Quelle est la différence entre une tonne américaine et une tonne métrique ? Une tonne américaine équivaut à 2 000 livres. Une tonne métrique équivaut à 2 204,6 livres (1 000 kilogrammes). La différence est d’environ 10 %, ce qui devient significatif pour les grosses commandes ; il faut donc vérifier l’unité utilisée par le fournisseur ou dans les spécifications d’ingénierie.

Limites

Les valeurs de masse volumique ci-dessus sont des estimations standard, et non des mesures d'un lot précis de matériau. La masse volumique réelle dépend de l'humidité, du compactage et de la composition, et peut varier de 10 à 25 pour cent par rapport aux valeurs du tableau. Pour des fondations structurelles, des ouvrages porteurs ou des projets aux spécifications strictes, un essai de masse volumique certifié, réalisé par un laboratoire accrédité (par exemple selon l'ASTM D1556 pour le sol ou l'ASTM C138 pour le béton), donne un chiffre fiable. Pour la planification et la commande courantes, les valeurs standard sont assez précises.

Références

1. Federal Highway Administration (FHWA). Commercial Vehicle Size and Weight Program. FHWA: Commercial Vehicle Size and Weight Program : poids brut maximal fédéral des véhicules de 80 000 livres (36 000 kg) sur le réseau autoroutier Interstate.
2. National Institute of Standards and Technology (NIST). NIST Guide to the SI, Appendix B.8: Factors for Units Listed Alphabetically. NIST SP 811, annexe B.8 : yard cube = 0,7645549 m³ ; tonne courte = 2 000 lb ; tonne métrique = 1 000 kg ; livre = 0,4535924 kg.
3. Federal Highway Administration (FHWA). FHWA-HRT-05-057, Appendix C: Proposed Revisions to the AASHTO Standard Specifications for Highway Bridges. FHWA-HRT-05-057, annexe C : masse volumique d'un béton de masse volumique normale, environ 140 à 155 lb/pi³ (2 480 kg/m³).