Si entiendo bien, suelo trabajar de la misma manera. Necesitas hacer un eval a plantilla.html para que interprete las variables.
Esta es la función que suelo utilizar:
Código PHP:
function matriz($template_archivo) {
$template_leo = file_get_contents("templates/$template_archivo");
$template_leo = str_replace('"','\"',$template_leo);
return $template_leo;
}
eval("\$contenido = \"".matriz("plantilla.html")."\";");