Avant de dimensionner des fondations, le géotechnicien doit savoir comment le sol se déforme sous une charge et à partir de quelle pression il cède. L’essai pressiométrique, mis au point par Louis Ménard dans les années 1950, répond directement à ces deux questions : une sonde gonflée dans un forage pousse le terrain et mesure sa réaction, mètre après mètre. C’est l’un des essais en place les plus utilisés en France pour concevoir les fondations. Voici son principe, son déroulement, les résultats qu’il fournit et la façon dont ils servent à votre projet.
Qu’est-ce que l’essai pressiométrique Ménard ?
L’essai pressiométrique consiste à dilater radialement, à une profondeur donnée, une sonde cylindrique placée dans un forage, puis à mesurer la pression appliquée et l’augmentation de volume correspondante. On obtient ainsi une courbe qui décrit le comportement du sol, depuis la phase où il se déforme de façon modérée jusqu’à la phase où il ne résiste presque plus.
L’essai est encadré par la norme NF EN ISO 22476-4 « Essai pressiométrique dans un forage préalable selon la procédure Ménard », dont l’édition en vigueur date de 2021 (fiche de la norme sur le site de l’AFNOR). Elle fixe l’appareillage, le mode opératoire et le contenu des procès-verbaux.
Le matériel utilisé
- Une sonde tricellulaire : une cellule centrale de mesure, remplie d’eau, encadrée par deux cellules de garde qui limitent les effets de bord et imposent une déformation radiale dans la zone mesurée.
- Un contrôleur pression-volume installé en surface, qui envoie la pression et mesure le volume injecté dans la cellule centrale.
- Des tubulures reliant la sonde au contrôleur, et un système d’enregistrement des mesures.
- Une foreuse pour réaliser le forage préalable dans lequel la sonde est descendue.
Comment se déroule un sondage pressiométrique ?
Un sondage pressiométrique comporte en réalité une série d’essais répétés à différentes profondeurs dans un même forage. Les étapes sont les suivantes :
- Préparation du chantier : implantation du sondage et déclarations de travaux (DT-DICT) auprès des exploitants de réseaux (voir notre guide sur la DT-DICT avant les sondages géotechniques).
- Forage préalable : la foreuse réalise un trou de diamètre adapté à la sonde, en remaniant le moins possible les parois. La qualité du forage conditionne directement la qualité des mesures.
- Mise en place de la sonde à la profondeur d’essai.
- Chargement par paliers : la pression est augmentée par paliers successifs. La norme impose de maintenir chaque palier pendant 60 secondes et de relever le volume injecté en cours de palier, notamment à 15, 30 et 60 secondes.
- Fin de l’essai lorsque le volume injecté atteint la limite fixée par la norme ou que la pression maximale de l’appareil est atteinte, puis dégonflage et descente au niveau d’essai suivant.
Les essais sont répartis à intervalles réguliers sur toute la hauteur du forage, avec un resserrement au droit des couches qui intéressent le projet. On obtient ainsi un profil pressiométrique du terrain, point par point, à intervalles réguliers.
Quels résultats fournit l’essai pressiométrique ?
La courbe pression-volume de chaque essai présente trois phases : une mise en contact de la sonde avec les parois, une phase de déformation sensiblement linéaire, puis une phase de grandes déformations. Trois paramètres en sont tirés.
| Paramètre | Symbole | Ce qu’il mesure | À quoi il sert |
|---|---|---|---|
| Module pressiométrique Ménard | EM | La raideur du sol dans la phase de déformation linéaire | Estimer les tassements des fondations |
| Pression de fluage | pf | La fin du comportement quasi linéaire, à partir de laquelle les déformations différées augmentent nettement | Repérer la fin du domaine pseudo-élastique et contrôler la cohérence de l’essai |
| Pression limite | pl | La pression conventionnellement associée au doublement du volume initial de la cavité : la résistance « à la rupture » du sol | Calculer la portance des fondations |
Le rapport EM/pl est également interprété : il donne des indications sur la nature et l’état du terrain (sol remanié, normalement consolidé ou surconsolidé) et aide à choisir les coefficients de calcul. Le rapport d’essai présente pour chaque sondage la coupe des terrains traversés, les paramètres de forage et le profil de EM, pf et pl en fonction de la profondeur.
Comment les résultats servent-ils à dimensionner les fondations ?
En France, la justification des fondations relève de l’Eurocode 7 (NF EN 1997-1) et de ses normes d’application nationales. Elles prévoient explicitement des méthodes pressiométriques :
- NF P94-261 pour les fondations superficielles (semelles, radiers) : la pression limite (en pratique, la pression limite nette pl*) sert à calculer la résistance du sol sous la fondation, le module pressiométrique à estimer les tassements ;
- NF P94-262 pour les fondations profondes (pieux, micropieux) : la pression limite permet de calculer la résistance de pointe et le frottement le long du fût.
Concrètement, les résultats pressiométriques permettent au géotechnicien de choisir le type de fondation adapté, de fixer la profondeur d’ancrage dans la couche porteuse et de donner au bureau d’études structure les valeurs de portance et de tassement à respecter. Sur les terrains argileux, ils complètent les essais d’identification en laboratoire qui renseignent sur la sensibilité au retrait-gonflement des argiles.
Pressiomètre, pénétromètre : quelles différences ?
L’essai pressiométrique n’est pas le seul essai en place. Il est souvent combiné à d’autres sondages géotechniques :
| Essai | Principe | Points forts | Limites |
|---|---|---|---|
| Pressiomètre Ménard | Expansion d’une sonde dans un forage | Donne à la fois un paramètre de déformation (EM) et de rupture (pl), utilisés directement par les normes de calcul | Nécessite une foreuse ; sensible à la qualité du forage |
| Pénétromètre dynamique | Battage d’une pointe, comptage des coups | Rapide, léger, continu ; utile pour repérer les couches et les hétérogénéités | Ne donne pas de paramètre de déformation ; pas d’échantillon |
| Pénétromètre statique (CPT) | Enfoncement d’une pointe à vitesse constante | Profil continu et précis de la résistance de pointe et du frottement ; méthode de calcul également prévue par les normes de fondations | Limité dans les sols très compacts ou caillouteux |
| Sondage à la pelle mécanique | Fouille ouverte | Observation directe des terrains, des remblais et des venues d’eau | Profondeur limitée ; pas de mesure mécanique |
Le choix et le nombre de sondages dépendent du projet, de la géologie et de la mission confiée. Il n’existe pas de programme type valable partout : c’est le géotechnicien qui le définit.
Dans quelles missions géotechniques réalise-t-on des essais pressiométriques ?
La norme NF P94-500 organise les missions géotechniques selon les phases du projet. Les essais pressiométriques interviennent surtout lorsque l’on passe de la faisabilité à la conception.
- Mission G1 (étude préalable) : elle identifie les risques et le contexte géologique ; des sondages peuvent y être réalisés pour préciser le modèle de sol.
- Mission G2 AVP et PRO (conception) : c’est le cadre habituel des sondages pressiométriques, qui fournissent les paramètres de calcul des fondations.
- Missions G3 et G4 (exécution) : des essais complémentaires peuvent être demandés si les terrains rencontrés diffèrent des hypothèses.
- Mission G5 (diagnostic) : sous un bâtiment fissuré, ils aident à vérifier la portance du sol d’assise.
Pour bien distinguer les deux premières étapes, voir notre article Étude de sol G1 ou G2 : quelle est la différence ?
Comment préparer l’intervention sur votre terrain ?
- Prévoyez l’accès d’un engin de forage jusqu’aux points de sondage (largeur de passage, portail, pente, terrain praticable).
- Transmettez les plans : plan de masse, implantation du projet, réseaux connus sur la parcelle.
- Signalez les contraintes : arbres, ouvrages enterrés, cuves, mitoyenneté.
- Consultez les cartes de risques (argiles, cavités, mouvements de terrain) sur cartes.gouv.fr.
- Anticipez : les déclarations DT-DICT et la planification de la foreuse prennent du temps. Pour comprendre ce qui fait varier le budget de l’étude, voir Prix d’une étude de sol : facteurs et devis.
Questions fréquentes sur l’essai pressiométrique
Combien de temps dure un sondage pressiométrique ?
Chaque essai comporte plusieurs paliers de pression maintenus 60 secondes chacun ; la durée totale dépend de la profondeur du forage, du nombre d’essais et de la nature du terrain. Le géotechnicien vous indique le planning prévu dans sa proposition.
Jusqu’à quelle profondeur va-t-on ?
La profondeur est fixée en fonction du projet : elle doit dépasser la zone influencée par les fondations et reconnaître la couche porteuse. Elle est plus importante pour un immeuble sur pieux que pour une maison sur semelles.
L’essai pressiométrique est-il obligatoire ?
Aucun texte n’impose cet essai en particulier. En revanche, les normes de calcul des fondations demandent des paramètres de sol mesurés, et la méthode pressiométrique est l’une des plus utilisées pour les obtenir. Lorsque la loi ÉLAN rend l’étude de sol obligatoire (vente d’un terrain constructible ou construction d’une maison en zone d’exposition moyenne ou forte au retrait-gonflement des argiles), c’est l’étude géotechnique qui est exigée ; son programme d’essais est défini par le géotechnicien.
Le forage laisse-t-il des traces sur le terrain ?
Le forage est de faible diamètre et il est rebouché après les essais. L’engin peut marquer temporairement un sol détrempé : mieux vaut prévoir un cheminement praticable.
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Bureau d’études géotechniques basé à Versailles et intervenant partout en France, SOLFONDATION réalise les missions G1 à G5 de la norme NF P94-500 pour les particuliers, les architectes, les promoteurs et les collectivités. Nous définissons le programme de sondages adapté à votre projet (pressiomètre, pénétromètre, fouilles, essais en laboratoire), interprétons les résultats et vous remettons les recommandations de fondation : type, profondeur d’ancrage, portance et tassements attendus. Découvrez nos services.
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