Un inclinomètre est une sonde que l'on descend dans un tube à rainures, scellé dans un forage. Tous les 50 cm, elle relève de combien le tube penche. Toute sa valeur vient de la répétition : en comparant le relevé du jour au précédent, on voit à quelle profondeur le terrain bouge, dans quelle direction et à quelle vitesse. On détaille la lecture de la courbe, la pose du tube, le rythme des mesures et ce qui fait la facture.
Sommaire
- À quelle profondeur le terrain glisse
- Ce que l'appareil mesure, et ce qu'il ignore
- Poser le tube au bon endroit
- Les chantiers où l'on pose un inclinomètre
- À quelle fréquence mesurer
- La norme a changé, les rapports ne suivent pas toujours
- Ce qui fait le prix d'un suivi inclinométrique
- Questions fréquentes
À quelle profondeur le terrain glisse
Le résultat d'une campagne tient dans un graphique : la profondeur en ordonnée, le déplacement en abscisse, une courbe par date de mesure. Le terrain glisse rarement en bloc. Il glisse le long d'une surface, souvent une couche d'argile ramollie de quelques décimètres. C'est cette surface que la courbe trahit.
Deux courbes, deux lectures
Un dépouillement produit toujours deux graphiques. Le déplacement local montre ce qui bouge à chaque profondeur, mesure par mesure. Le déplacement cumulé additionne ces valeurs depuis le bas du tube et dessine la forme réelle prise par le tube.
Sur la courbe cumulée, un plan de glissement franc apparaît comme une cassure : le tube reste presque vertical en dessous, presque vertical au-dessus, et décalé entre les deux. Le tracé réel est rarement aussi net, mais l'idée tient. Sur la courbe locale, la même chose donne un pic isolé, à la cote de la surface de rupture.
| Allure du profil cumulé | Ce que ça signifie | La suite |
|---|---|---|
| Verticale presque droite | Rien qui dépasse l'incertitude de mesure | Poursuivre les campagnes, une seule série ne prouve rien |
| Cassure nette à une cote | Surface de rupture localisée à cette profondeur | Le calcul de stabilité et le dimensionnement des travaux se calent dessus |
| Courbure étalée sur plusieurs mètres | Zone cisaillée épaisse plutôt qu'un plan franc | Suivre l'épaisseur de la zone autant que sa cote |
| Déplacement qui continue jusqu'en pied | Le fond du tube bouge aussi, le point fixe est perdu | Aucun déplacement absolu exploitable, forage à prolonger |
| Tête qui bascule, profondeur immobile | Mouvement superficiel, ou repère de tête déplacé | Contrôler la tête et les repères avant de conclure |
Tout se compare à la mesure d'origine
Aucun forage n'est parfaitement vertical. La première série, réalisée une fois le coulis durci, sert donc de zéro. Chaque campagne suivante est soustraite à cette origine, et le calcul démarre du pied du tube, supposé immobile. Sans ce point fixe, aucun déplacement absolu ne peut être calculé.
Un cas concret : sur le glissement des Touches, à Corps en Isère, le Cerema situe les surfaces de glissement vers 10 m de profondeur, dans des argiles litées déposées au fond d'un lac glaciaire. Sur le site voisin de Quet-en-Beaumont, la rupture la plus profonde se lit à 23 m. Deux versants séparés de quelques kilomètres, la même géologie d'ensemble, et deux cotes de rupture qui n'ont rien à voir. Aucune carte ne remplace le tube.
Ce que l'appareil mesure, et ce qu'il ignore
La sonde ne mesure pas un déplacement. Elle mesure des angles. Deux accéléromètres montés perpendiculairement enregistrent l'inclinaison du tube par rapport à la verticale, dans deux directions notées A et B. Le logiciel transforme ces angles en centimètres, et les deux axes donnent la direction du mouvement.
Le résultat, en clair, tient en quatre grandeurs :
- La profondeur de la surface de rupture.
- L'amplitude du déplacement à chaque cote.
- La direction du mouvement, azimut compris.
- La vitesse, dès la deuxième campagne.
L'inclinomètre fait partie des appareils de mesure que le géotechnicien emporte sur le terrain, mais il joue dans une autre catégorie que les essais réalisés directement sur le terrain. Le pressiomètre ou le scissomètre livrent une caractéristique du sol en une journée. Lui livre une évolution, et sa valeur vient de la répétition des visites.
| Instrument | Ce qu'il donne | Ce qu'il ne donne pas |
|---|---|---|
| Inclinomètre | Profil de déplacement horizontal sur toute la hauteur du tube, avec direction | Ni le niveau d'eau, ni la résistance du sol, ni les tassements verticaux |
| Extensomètre | Variation de distance entre deux points, souvent en surface | Aucune cote de rupture en profondeur |
| Piézomètre | Niveau de la nappe et ses variations saisonnières | Aucun déplacement |
| Suivi par satellite ou GPS | Déplacements de surface, en continu | Rien sur ce qui se passe sous les pieds |
Attention : un tube inclinométrique laisse souvent passer l'eau, ce qui donne l'illusion d'un piézomètre. Il n'en est pas un et le niveau lu dedans n'a pas de valeur. Or l'eau commande presque toujours le mouvement : aux Touches, les déplacements suivent de près les variations saisonnières de la nappe. Un inclinomètre sans piézomètre voisin mesure un effet sans jamais approcher sa cause. C'est pour cette raison que les deux se posent en binôme sur les glissements de terrain.
Poser le tube au bon endroit
Un tube mal posé produit des courbes pendant des années sans jamais rien prouver. Tout se joue en une demi-journée de forage. Le matériel, lui, n'a rien d'exotique : un tube plastique rainuré de 70 ou 85 mm de diamètre, quatre rainures à 90° pour guider la sonde, des éléments de 3 m rivetés bout à bout.
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1
Le forage
Le plus souvent destructif, avec un tubage provisoire si les terrains traversés s'éboulent. Le pied descend sous la zone en mouvement, dans un horizon stable.
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2
La descente du tube
Les éléments sont assemblés au fur et à mesure, rainures alignées. Une canne d'injection descend avec le tube jusqu'au fond du forage.
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3
Le lestage
Le tube est rempli d'eau. Sans ce poids, le coulis le fait remonter comme un bouchon de liège.
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4
Le scellement
Injection d'un coulis de ciment et de bentonite par le bas. Sa rigidité doit rester proche de celle du sol : trop dur, il rigidifie le forage, trop mou, il absorbe le mouvement au lieu de le transmettre.
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5
La mesure d'origine
Une fois le coulis pris, on relève le profil réel du tube tous les 0,5 m. Cette série devient la référence de tout le suivi.
Sur le terrain, cinq points font la différence entre un ouvrage exploitable et un forage perdu.
Ce qu'un tube réussi exige avant la première mesure
Une fois le tube en place, reste à savoir sur quels sites l'investissement se justifie.
Les chantiers où l'on pose un inclinomètre
L'instrument sert partout où un massif de sol travaille horizontalement et où l'on a besoin de savoir à quelle cote.
- Versants et talus instables : localiser la surface de rupture pour dimensionner un drain, un terrassement ou des inclusions rigides.
- Parois de soutènement et parois moulées : suivre la déformation de l'écran au fur et à mesure des passes de terrassement.
- Remblais sur sols mous : contrôler le fluage latéral sous la charge.
- Pieux chargés latéralement : mesurer la déformée du fût.
- Barrages, digues, tunnels : auscultation de longue durée.
Le nombre de tubes ne se décide pas au hasard. Sur les quatre sites pilotes du projet Cerema de suivi des glissements lents le long de la RN85, deux stations GPS installées de part et d'autre de la zone la plus déformée affichent respectivement moins de 2 cm par an et 6,5 cm par an. Un seul point de mesure décrit un point, pas un versant.
Bon à savoir : le Cerema surveille le versant des Ruines de Séchilienne, en Isère, depuis 1986, avec des extensomètres et des inclinomètres. Dans un forage profond du site, la direction du mouvement mesurée à 40 m et celle mesurée à 80 m ne pointent pas au même endroit, et l'amplitude reste toujours plus forte entre ces deux cotes. Un même forage abrite parfois plusieurs mécanismes superposés.
Trois rapports publics montrent le tube inclinométrique au travail, sur trois chantiers de nature différente. Ils donnent à voir ce qu'un appareil mesure sur le terrain, et aussi ce qui arrive quand la mesure est mal faite.
En mai 2011, un versant habité se met en mouvement après dix jours de pluie qui cumulent 340 mm. 75 habitations finissent interdites d'habiter. Le compte-rendu du 9 mai classe le forage équipé d'un inclinomètre en priorité numéro un des reconnaissances, à réaliser avant que l'accès au cœur du glissement ne soit coupé. Les suivis donnent une épaisseur en mouvement supérieure à 10 à 12 m, et l'un des tubes, le SC2-Exe, a été cisaillé à 19 m de profondeur : le glissement a coupé l'appareil qui le mesurait.
Ouvrir le rapport (PDF)Le même site, vu par les auditeurs de l'État. Le rapport juge que les mesures inclinométriques y sont souvent de mauvaise qualité, avec un motif précis : certains relevés ne fournissent pas les variations angulaires et n'analysent ni les incertitudes ni les corrections. À l'inverse, l'absence de mouvement sert de preuve utile : trois tubes immobiles en bas de versant permettent d'écarter l'extension du glissement vers les maisons situées en aval. Le document montre qu'un inclinomètre ne vaut que par la rigueur du relevé.
Ouvrir le rapport (PDF)Ici le tube ne surveille pas un versant mais un ouvrage d'art. Après la découverte, le 20 novembre 2009, d'un affaissement de 21 cm côté amont de la pile 13, le pont est fermé et un pieu est retrouvé rompu. Pendant la réparation, les inclinomètres suivent en continu le comportement de la pile, pour protéger les ouvriers puis les usagers. Le retour d'expérience va jusqu'à l'autocritique : les auteurs notent qu'il aurait été préférable de poser les inclinomètres plus tôt. Un cas concret où la mesure sert d'alarme, pas seulement de diagnostic.
Ouvrir le bulletin (PDF)À quelle fréquence mesurer
Aucune règle universelle ne fixe la fréquence. Elle se déduit de deux choses : la vitesse attendue du mouvement et l'objectif du suivi. Un glissement se déplace de quelques millimètres par an à quelques mètres par jour, rappelle Géorisques dans son dossier sur les mouvements de terrain. Entre ces deux extrêmes, il n'y a pas de cadence commune.
Deux logiques cohabitent :
- Comprendre le mécanisme : des campagnes espacées, calées sur les saisons, encadrant la période humide et la période sèche.
- Surveiller pour alerter : une chaîne de capteurs laissée à demeure dans le tube, qui mesure en continu et envoie des seuils d'alarme.
La différence entre les deux est décisive. Une campagne manuelle demande environ une heure par forage déjà équipé, sonde descendue et remontée à la main. Une chaîne fixe supprime le déplacement mais coûte davantage, et elle se détruit au-delà d'un certain taux de déformation.
Les erreurs qui ruinent un suivi
- Sauter la période humide. Aux Touches, la nappe monte parfois jusqu'à affleurer et c'est là que le terrain accélère. Un relevé annuel en août ne verra rien.
- Se contenter d'une série. La première mesure n'est qu'un zéro. Elle ne dit rien du mouvement.
- Changer d'opérateur ou de sonde sans le noter. Chaque appareil a son biais. Le comparatif entre deux dates devient bancal.
- Oublier un point de mesure pendant la descente. Le décalage fausse toute la verticale, et il faut souvent recommencer la campagne complète.
- Forcer la sonde dans un tube déformé. Une fausse sonde au même gabarit descend d'abord. Sinon la sonde reste coincée au fond du forage.
- Confondre résolution et incertitude. Un capteur au centième de millimètre ne fait pas une verticale précise au centième de millimètre.
Ce dernier point mérite un détour par les textes, parce que la référence citée dans la plupart des rapports n'a plus cours.
La norme a changé, les rapports ne suivent pas toujours
Des procès-verbaux publics portent encore la mention « conforme NF P 94-156 ». Cette norme française, publiée en octobre 1995 sous le titre « Sols : reconnaissance et essais, mesures à l'inclinomètre », a été annulée en mai 2019. Elle est remplacée par la NF EN ISO 18674-3 de décembre 2017, texte européen qui traite du mesurage des déplacements perpendiculairement à une ligne par inclinomètre, dans la famille des normes de surveillance géotechnique par instrumentation in situ.
La mention périmée n'invalide pas les mesures. Elle signale simplement un rapport calé sur un mode opératoire ancien. Deux questions valent la peine d'être posées au bureau d'études : quel texte encadre le dépouillement, et quelle incertitude est annoncée sur la verticale entière.
| Référence | Statut | Objet |
|---|---|---|
| NF P 94-156 | Publiée en octobre 1995, annulée en mai 2019 | Mesures à l'inclinomètre, mode opératoire français historique |
| NF EN ISO 18674-3 | Décembre 2017, en vigueur | Déplacements perpendiculaires à une ligne mesurés par inclinomètre |
| NF EN ISO 18674-1 | En vigueur | Règles générales de la surveillance géotechnique par instrumentation |
Résolution du capteur et incertitude de la verticale
La fiche d'auscultation publiée par le Cerema et l'Université Gustave Eiffel retient ±0,02 mm sur les déplacements, une résolution angulaire de 2 x 10⁻⁵ radian et un relevé tous les 0,5 m. Ces chiffres décrivent le capteur, pas le résultat final.
L'incertitude réelle d'une verticale entière se compte en millimètres, parce que chaque mesure élémentaire s'ajoute aux autres lors du cumul. Pour situer l'ordre de grandeur, le Cerema évalue l'incertitude d'une chaîne de capteurs souple à ±1,5 mm sur 30 m. Un déplacement de 2 mm en tête doit donc se lire au regard de cette incertitude, pas comme une alerte en soi.
Ce qui protège la mesure sur le terrain
Deux réflexes limitent la dérive. La sonde descend deux fois dans le tube, la seconde fois retournée dans les rainures : la demi-différence des deux séries annule le biais propre au capteur. Et l'on garde la même sonde, la même série d'étalonnage et le même opérateur d'une campagne à l'autre, aussi longtemps que possible.
Ce qui fait le prix d'un suivi inclinométrique
Aucun barème public ne fixe le prix d'un suivi inclinométrique, et les écarts sont énormes d'un site à l'autre : un tube de 12 m au bord d'une route accessible et un tube de 60 m sur un versant boisé n'ont rien de comparable. Sur un suivi ponctuel à la sonde manuelle, le forage reste le poste le plus lourd, pas l'instrument.
| Poste | Facturation | Ce qui fait varier |
|---|---|---|
| Amenée et repli de l'atelier de forage | Forfait | Distance, accès du site, besoin d'une piste ou d'un hélicoptère |
| Forage | Au mètre foré | Profondeur, dureté du terrain, tubage provisoire, poste dominant du devis |
| Fourniture et pose du tube | Au mètre équipé | Diamètre, accouplements télescopiques, coulis, capot de tête |
| Campagne de mesure manuelle | À la vacation | Nombre de tubes, temps de trajet, environ une heure par forage équipé |
| Chaîne de capteurs laissée en place | Au mètre instrumenté | Nombre de segments, transmission des données, alimentation solaire |
| Dépouillement et interprétation | Par campagne | Nombre de verticales, croisement avec la pluviométrie et la piézométrie |
Deux arbitrages pèsent lourd sur la facture finale.
À noter : la chaîne de capteurs automatique supprime les déplacements d'opérateur mais alourdit l'investissement de départ. Un rapport bibliographique du Cerema donne un ordre de grandeur pour une chaîne à capteurs miniaturisés, autour de 1 000 € du mètre linéaire d'instrumentation. Le chiffre varie selon le fabricant, le nombre de capteurs et le système d'acquisition. À l'inverse, une chaîne reste transférable dans un autre tube de diamètre compatible une fois le suivi terminé, ce qui étale la dépense sur plusieurs sites.
Second arbitrage : le nombre de tubes. Un seul forage coûte moins cher, mais il donne une cote de rupture sur un point. Trois forages répartis en amont, au milieu et en pied donnent la géométrie de la surface de glissement, donc un dimensionnement de travaux qui tient. Sur un confortement à plusieurs centaines de milliers d'euros, l'économie faite sur deux forages se paie généralement au centuple.
Les marques de référence sur le marché
Le matériel vient d'un petit nombre de fabricants spécialisés, présents sur les chantiers français par des distributeurs. Deux noms reviennent le plus souvent pour les sondes et les tubes.
- Sisgeo, fabricant italien fondé en 1993, propose sondes manuelles, chaînes fixes MEMS et tubes en ABS. Sa documentation renvoie à la norme ISO 18674.
- Geokon, fabricant américain, annonce pour sa sonde MEMS une exactitude du système de l'ordre de 3 mm sur 30 m de tube, chiffre proche de ce que retient le Cerema pour les chaînes souples.
Le choix entre sonde manuelle et chaîne fixe pèse plus sur le budget que le nom du fabricant. Un bureau d'études travaille en général avec le matériel qu'il possède déjà.
Questions fréquentes
À quoi sert un inclinomètre en géotechnique
Comment un inclinomètre repère le plan de glissement
Comment se lit un profil de déplacement
Quelle profondeur pour un tube inclinométrique
Comment pose-t-on un tube inclinométrique
Quelle est la précision d'une mesure inclinométrique
Quelle différence entre un inclinomètre et un extensomètre
Un inclinomètre remplace-t-il un piézomètre
À quelle fréquence faut-il mesurer
Combien de temps dure un suivi inclinométrique
Qu'est-ce qu'une chaîne inclinométrique
Quelle norme encadre la mesure à l'inclinomètre
À retenir
- L'inclinomètre donne quatre choses : la profondeur de la rupture, l'amplitude, la direction et la vitesse du mouvement.
- Le plan de glissement se lit comme un décrochement net sur la courbe de déplacement cumulé.
- Le pied du tube doit être ancré dans du terrain stable. Sans ce point fixe, aucun déplacement absolu n'est exploitable.
- La première série n'est qu'un zéro. La valeur de l'instrument vient de la répétition des campagnes.
- Le tube ne remplace pas un piézomètre. L'eau commande le mouvement, elle se mesure à part.
- La résolution du capteur, de l'ordre de 0,02 mm, n'est pas l'incertitude de la verticale, qui se compte en millimètres.
- NF P 94-156 est annulée depuis mai 2019 et remplacée par NF EN ISO 18674-3.
- Sur un suivi ponctuel, le forage est le poste principal, devant l'instrument. Un suivi automatisé permanent, avec chaîne de capteurs et transmission, peut inverser ce rapport.
