Guide des sondages géotechniques les plus courants dans les études de sols
L’étude de sol est une étape primordiale dans tout projet de construction. En phase avant-projet, de conception, en exécution ou dans le cadre d'un diagnostic d’un ouvrage existant, l’étude géotechnique permet d’avoir les informations nécessaires pour appréhender les caractéristiques mécaniques des différentes couches de sol au droit de l’ouvrage et leur comportement.
Pour ce faire, la première étape d’une étude de sol consiste en la réalisation de sondages géotechniques dans le cadre d’une campagne d’investigation. Plusieurs types de sondages sont possibles. Le choix des types de sondages à mettre en œuvre dépend de la nature des sols en place et du type du projet.
Pourquoi un sondage géotechnique est Essentiel ?
Un sondage géotechnique a pour objectif d'analyser les différentes couches de sol, déterminant ainsi leurs caractéristiques mécaniques. Ces paramètres constituent les données d’entrées aux études de fondations. Les études géotechniques permettent d'identifier les risques liés au sol dès les premières phases d’un projet, réduisant ainsi les coûts potentiels liés à d'éventuels problèmes rencontrés lors de la phase d’exécution.
Les différents types de sondages géotechniques
Plusieurs types de sondages peuvent être entrepris dans le cadre d’une campagne d’investigation. Dans cet article, nous présentons les sondages géotechniques les plus couramment utilisés dans des études de sols courantes.
Forages Géotechniques destructifs
Ce type de sondages consiste en la réalisation d’un forage vertical avec enregistrement simultanée des paramètres de forages (ou diagraphie instantanée).
Des paramètres sont alors enregistrés en temps réels sur toute la profondeur du forage :
. Vitesse d’avancement des tiges
. Vitesse de rotation des tiges
. Couple
. Pression sur l’outil
. Pression et débit du fluide d’injection
La variation des différents paramètres enregistrés dépend de la nature, la dureté et la compacité des différents sols traversés. L’analyse des différentes diagraphies permet de recenser les différentes couches de sols.
La profondeur d’un sondage destructif est généralement déterminée de façon à atteindre le bon sol ou le substratum.
Les sondages destructifs sont indispensables pour déterminer le type de fondations à mettre en œuvre selon le type du projet (niveau bas, charges sur fondations, etc.).
- Avantages
Réalisation rapide
Coût maîtrisé
- Inconvénient
Imprécision sur la coupe géologique
Impossibilité de prélever d’échantillons
Essais pressiométriques
Un sondage destructif est souvent complété par des essais pressiométriques, réalisés à des profondeurs différentes dans le forage, pour déterminer la résistance mécanique sur toute la profondeur du forage. L’essai pressiométrique consiste à mettre en place une sonde de chargement qui exerce une pression sur les parois du forage. L’augmentation de la charge induit une variation du volume de la paroi. Les variations de la pression et du volume permettent d'obtenir les paramètres mécaniques (pression limite PL et Module pressiométrique EM). Ces paramètres sont nécessaires pour déterminer la capacité portante des différentes couches à des niveaux altimétriques différents.
Les essais pressiométriques permettent de dimensionner les fondations à mettre en œuvre d’un ouvrage projeté ou de déterminer les capacités portantes des appuis d’un ouvrage existant.
Sondages carottés
Le sondage carotté consiste à prélever un échantillon continu et intact du sol dans son état naturel (aucun remaniement des prélèvements). Il s’agit d’un sondage non destructif. Il permet notamment de réaliser des essais mécaniques en laboratoire tels que les essais triaxiaux, pour obtenir des paramètres mécaniques intrinsèques du sol en place. Ces données sont notamment utiles lors des études des stabilités des pentes, des calculs de soutènements, etc. Selon les essais en laboratoire à réaliser sur les échantillons intacts, le diamètre d’un sondage carotté varie de 63 à 250 mm.
- Avantages
Une coupe géologique précise
Prélèvement d’échantillons intacts dans leurs conditions naturelles
- Inconvénient
Délais de réalisation plus longs
Coût élevé
Sondages à la tarière
Il s’agit de sondages semi-destructifs consistant à prélever des échantillons remaniés du sol (généralement dans des sols meubles de compacité faible à moyenne). Les sondages à la tarière sont utilisés pour identifier et classer la nature du sol ou réaliser des essais en laboratoire ne nécessitant pas un échantillon intact.
- Avantages
Réalisation rapide
Coût maîtrisé
- Inconvénient
Limité à des sols meubles
Refus prématuré en cas de blocs ou substructures
Impossibilité de prélever d’échantillons intacts
Sondages pénétrométriques (Essais de pénétration)
L’essai de pénétration consiste à enfoncer dans le sol une pointe de dimensions normées, de façon :
. Statique : une poussée statique au moyen d’un vérin hydraulique
. Dynamique : par frappe d’une par l’intermédiaire d’une masse (légère ou lourde)
L’enfoncement de la pointe varie selon la compacité du sol traversé et permet de déterminer une résistance dimension sur les profondeurs des essais.
L’essai de pénétration dynamique pourrait toutefois obtenir un refus prématuré dans le cas de rencontre d’un bloc (dans des remblais) ou une substructure. Généralement, cet essai vient compléter des sondages destructifs pour reconnaître l’épaisseur des couches superficielles en optimisant le coût d’une campagne de reconnaissance.
Une attention particulière doit être portée dans le cas de campagne de reconnaissance par essais de pénétration dynamique seuls.
- Avantages
Réalisation facile et coût maîtrisé
- Inconvénient
Refus prématuré en cas de blocs ou substructures
Impossibilité de prélever d’échantillons
Choisir l’étude de sol adaptée à votre projet
Chaque méthode de sondage géotechnique présente des avantages et des inconvénients spécifiques. Le choix approprié dépend de la nature des sols, du type du projet ou de l’existant, en tenant compte de la phase d’intervention (missions G1, G2, G3 ou G5 selon la classification de la NF P 94 500 révisée en 2013 – voir cette page pour en savoir plus sur la classification des missions géotechniques).
En tout état de cause, le choix des sondages à réaliser revient au géotechnicien chargé de la campagne d’investigation en tenant compte de son expertise locale dans la région, des contraintes d’accès et du projet.
Chez SOLCONNECT, nous sommes heureux de répondre à toutes vos interrogations et vos questions concernant les campagnes de reconnaissance proposées par nos partenaires et vous accompagner dans vos projets.
SOLCONNECT a sélectionné pour vous les meilleurs bureaux d’études géotechniques de votre région pour vous faciliter les recherches de vos études de sols.