Un bureau d'études qui arrive sur un terrain décharge toujours les mêmes appareils, dans un ordre précis, et chacun répond à une question différente. Savoir lequel fait quoi permet de lire un devis, de comprendre une ligne de facture et de vérifier que la mission commandée dispose du matériel qu'elle réclame. On passe en revue chaque famille d'appareils, la machine qui les porte, l'accès qu'elle réclame et ce qui reste sur le terrain une fois le camion reparti.
Sommaire
- Les trois familles de matériel géotechnique
- Le matériel de forage et de prélèvement
- Le matériel d'essai en place
- Le matériel de mesure laissé en place
- La sondeuse et la foreuse géotechnique
- Le matériel change selon la mission
- L'accès que la machine réclame
- Les trous et les traces après le sondage
- Lire les sigles de votre rapport
- Là où le matériel de terrain s'arrête
- Questions fréquentes
Les trois familles de matériel géotechnique
Tout le matériel d'une reconnaissance de sol se range en trois groupes, selon le geste qu'il applique au terrain. Sortir la matière, la solliciter sur place, ou l'observer dans la durée.
| Famille | Geste appliqué au sol | Appareils concernés | Ce qu'on en tire |
|---|---|---|---|
| Forage et prélèvement | Extraire de la terre ou une colonne de sol | Tarière, carottier, sondeuse porteuse | La nature et la succession des couches |
| Essai en place | Enfoncer, pousser ou gonfler dans le sol | Pénétromètres, pressiomètre, scissomètre, plaque | La résistance et la déformabilité du terrain |
| Mesure et suivi | Laisser un capteur en place et le relever | Piézomètre, inclinomètre, extensomètre, fissuromètre, témoin | L'évolution de l'eau et des mouvements dans le temps |
Un sondage géotechnique mobilise rarement un seul appareil, et ces trois familles se combinent sur une même intervention. Un forage à la tarière descend, un pénétromètre travaille deux mètres plus loin, un piézomètre reste dans le trou. Pour situer cette phase dans l'enchaînement complet des missions, notre guide de la démarche géotechnique reprend le déroulement.
Le matériel de forage et de prélèvement
Ce matériel a un seul but : voir le sol. Sans lui, le géotechnicien dispose de courbes de résistance mais d'aucune description de terrain.
| Appareil | Comment il travaille | Ce qu'il remonte |
|---|---|---|
| Tarière à main | Vis tournée à la force du bras, par passes successives | Terre mélangée, couche par couche |
| Tarière mécanique | Vis entraînée par la tête de rotation de la sondeuse | Déblais remontés le long de la spirale |
| Carottier | Tube enfoncé ou foré, puis remonté plein | Une colonne de sol peu remaniée, couches dans l'ordre |
| Sondeuse de forage | Mât, tête de rotation et circuit hydraulique sur chenilles | Rien par elle-même, elle porte les outils |
| Outil destructif | Taillant qui désagrège le terrain, avec injection d'air ou d'eau | Des déblais remontés et un enregistrement de paramètres |
La différence pratique tient au niveau de remaniement de ce qui remonte. Trois cas se présentent sur un chantier de maison.
- Le sol brassé par la vis d'une tarière permet de nommer les couches, pas de mesurer leur tenue.
- Le sol enfermé dans un tube conserve largement sa structure, ses fissures et sa teneur en eau, ce qui ouvre les essais mécaniques. Notre page détaille le carottier et la qualité du prélèvement, du carottier portatif à faible profondeur au carottier monté sur sondeuse.
- Le forage destructif ne ramène pas d'échantillon exploitable, seulement des déblais, mais il avance vite et enregistre la profondeur et la vitesse d'avancement en continu.
Bon à savoir. La norme NF EN ISO 22475-1 encadre les méthodes de prélèvement et classe les opérations par catégories, de A à E, selon le degré de remaniement obtenu. Seule la catégorie la plus exigeante conserve la structure du sol au point d'autoriser tous les essais mécaniques. Un rapport qui ne mentionne que des sondages à la tarière ne contient donc aucun essai de résistance sur éprouvette, quel que soit le nombre de points réalisés.
Le matériel d'essai en place
Ces appareils ne cherchent pas à sortir le sol. Ils le sollicitent là où il est, et enregistrent sa réaction.
| Appareil | Principe de fonctionnement | Grandeur mesurée |
|---|---|---|
| Pénétromètre dynamique | Une masse tombe d'une hauteur fixe sur un train de tiges | Nombre de coups par tranche d'enfoncement |
| Pénétromètre statique | Un vérin pousse une pointe instrumentée à vitesse constante | Résistance de pointe et frottement latéral |
| Carottier SPT | Un carottier battu en fond de forage sur une longueur donnée | Nombre de coups, avec un échantillon remanié |
| Sonde pressiométrique | Une sonde gonflable dilatée contre les parois d'un forage | Module, pression de fluage et pression limite |
| Scissomètre de chantier | Un moulinet à pales enfoncé puis mis en rotation | Résistance au cisaillement d'un sol fin |
| Plaque de chargement | Essai à la plaque, deux cycles de chargement par vérin | Modules de déformation EV1 et EV2 d'une plateforme |
Chaque appareil relève d'une norme d'essai distincte. Les pénétromètres, le carottier battu, le pressiomètre et le scissomètre appartiennent à la série NF EN ISO 22476. La plaque de chargement relève de la norme NF P 94-117-1.
Les cinq appareillages du pénétromètre dynamique
Le pénétromètre dynamique se décline en cinq catégories normalisées, séparées par la masse du mouton, la hauteur de chute et la surface de la pointe. Une même machine se configure souvent pour plusieurs de ces catégories, en changeant le mouton et le train de tiges. Ces trois valeurs donnent le travail appliqué à chaque coup, et c'est lui qui décide de la profondeur atteinte.
| Appareillage | Masse du mouton | Hauteur de chute | Surface de pointe | Travail par coup |
|---|---|---|---|---|
| DPL, léger | 10 kg | 0,50 m | 10 cm² | 50 kJ/m² |
| DPM, moyen | 30 kg | 0,50 m | 15 cm² | 100 kJ/m² |
| DPH, lourd | 50 kg | 0,50 m | 15 cm² | 167 kJ/m² |
| DPSH-A, très lourd | 63,5 kg | 0,50 m | 16 cm² | 194 kJ/m² |
| DPSH-B, très lourd | 63,5 kg | 0,75 m | 20 cm² | 238 kJ/m² |
Ce tableau reprend le tableau 1 de la norme NF EN ISO 22476-2. La dernière colonne est le travail spécifique par coup, rapport de l'énergie de battage à la surface de la pointe, qui sert à classer les appareils. Sur un devis, le DPL est désigné comme pénétromètre dynamique léger, le DPH et le DPSH comme pénétromètre dynamique lourd. Un appareil léger tient dans un coffre et se manipule à deux. Un DPSH arrive sur porteur chenillé, avec sa motorisation et son circuit hydraulique. Notre page compare les familles de pénétromètres et ce qu'elles atteignent.
Les appareils de sondage qui descendent dans un forage
Trois matériels ne travaillent jamais seuls. Ils ont besoin qu'une sondeuse ait d'abord percé le terrain.
- La sonde pressiométrique, cylindre gonflable relié en surface à un contrôleur pression-volume par des tubulures. Le point équipé porte alors le nom de sondage pressiométrique.
- Le carottier SPT, battu en fond de trou, qui donne un nombre de coups et un échantillon remanié.
- Le scissomètre, moulinet à quatre pales enfoncé sous le fond du forage avant mise en rotation.
Le pénétromètre, lui, part de la surface sans forage préalable. Cette autonomie explique qu'il soit le premier appareil déployé sur une parcelle de maison individuelle.
Le matériel de mesure laissé en place
Ce matériel ne repart pas avec le camion. Il est installé une fois, puis relevé pendant des semaines ou des années. La série NF EN ISO 18674, surveillance géotechnique par instrumentation in situ, couvre les trois premiers appareils du tableau : la partie 2 pour l'extensomètre, la partie 3 pour l'inclinomètre, la partie 4 pour le piézomètre. Les deux derniers, posés sur un mur et non dans le sol, relèvent d'autres références.
| Appareil | Où il est posé | Ce qu'il enregistre | Rythme de relevé |
|---|---|---|---|
| Piézomètre | Dans un forage, tube crépiné scellé | Le niveau de la nappe souterraine | Plusieurs fois par an, ou en continu |
| Inclinomètre | Dans un forage, tube rainuré vertical | Le déplacement latéral du terrain | À chaque campagne de mesure |
| Extensomètre | Ancré à plusieurs profondeurs | Le rapprochement de deux points le long d'une ligne | Selon la phase de chantier |
| Fissuromètre | Sur le mur, de part et d'autre d'une fissure | L'ouverture chiffrée, au dixième de millimètre | Mensuel sur un cycle de saisons |
| Témoin de fissure | Collé en travers de la fissure | Un mouvement constaté, sans mesure chiffrée | Contrôle visuel |
Sur une maison individuelle, la plupart des études ne laissent aucun appareil sur place. Quand un suivi de nappe est demandé, le piézomètre est le dispositif le plus souvent posé, à la fin du forage, avant le retrait de la sondeuse. Sa page dédiée détaille le tube qui mesure le niveau de la nappe et la façon dont se lit une série de relevés. L'inclinomètre, lui, sert dès qu'un talus ou une pente est suspect de bouger, et nous consacrons une page à l'appareil qui suit le déplacement d'un versant.
L'extensomètre travaille en vertical, sur les tassements profonds d'un remblai ou sous une fondation, comme l'explique la page consacrée à la mesure des déplacements le long d'une ligne. Les deux derniers appareils quittent le sol pour la construction elle-même. Le fissuromètre chiffre l'ouverture d'une fissure, en version graduée à lecture visuelle ou en fissuromètre électronique à enregistrement continu, et notre page montre comment se lit l'évolution d'une fissure au fil des mois. Le témoin de plâtre ou de verre donne une réponse plus fruste, décrite sur la page du témoin collé sur une fissure.
À noter. Un piézomètre installé pour une étude de sol n'est pas un forage d'eau. Il sert à observer, pas à prélever. Son diamètre est réduit, il ne comporte aucune pompe, et son tube est refermé par un capot verrouillable au ras du sol.
La sondeuse et la foreuse géotechnique
Les appareils ci-dessus ne descendent pas seuls dans le sol. Une sondeuse géotechnique les porte, les entraîne et fournit la puissance hydraulique. Elle ne mesure rien par elle-même, et c'est pourtant elle qui décide si votre terrain est accessible ou non.
La foreuse géotechnique sur chenilles et la sondeuse sur camion
Les ordres de grandeur ci-dessous correspondent aux machines couramment employées sur les études de maison individuelle et de petit collectif. Chaque bureau d'études confirme les cotes exactes de son matériel avant de fixer la date.
| Type d'engin | Largeur hors tout | Masse | Ce qu'il permet |
|---|---|---|---|
| Pénétromètre léger porté à la main | Aucune contrainte, il passe une porte | Quelques dizaines de kilos | Premier profil, trois à six mètres en sol tendre |
| Chenillard porte-outil léger | Environ 0,80 m, parfois réductible | Quelques centaines de kilos | Reconnaissance à faible profondeur en accès très étroit |
| Sondeuse compacte sur chenilles caoutchouc | 1,20 à 1,50 m environ | 2 à 3 tonnes | Tarière, destructif, carottage et pressiomètre courants |
| Sondeuse de gabarit standard | Environ 1,50 m | 3 à 5 tonnes | Sondages plus profonds, cadence plus rapide |
| Sondeuse de carottage profond | Environ 2,00 m | Jusqu'à une dizaine de tonnes | Carottage continu à grande profondeur |
| Sondeuse montée sur pick-up ou camion | Gabarit du véhicule porteur | Poids du véhicule | Interventions en bord de voirie, sans déchargement |
Deux dimensions comptent autant que la largeur, et elles sont presque toujours oubliées. La longueur en position de transport, environ 4 m mât couché, qui interdit les virages serrés entre deux murs. Et la hauteur du mât une fois relevé, de l'ordre de 4 m, qui impose de regarder ce qui passe au-dessus du point de sondage : branches, câble aérien, avancée de toiture, ligne électrique.
Le prix d'une sondeuse géotechnique neuve ou d'occasion
C'est la question la plus posée sur ce sujet, et elle vient presque toujours de professionnels. Quelques repères.
- Le marché neuf passe par une poignée de constructeurs européens, avec un délai de fabrication et une configuration sur mesure.
- Le marché d'occasion passe par des revendeurs spécialisés et par la revente entre entreprises de forage. L'état des chenilles, les heures de la centrale hydraulique et l'historique de la tête de rotation font l'écart de prix.
- La location existe à la journée, à la semaine ou au mois, avec ou sans conducteur. C'est la voie normale pour un besoin ponctuel.
- L'écart entre un chenillard porte-outil léger et une sondeuse de carottage profond se compte en facteur, pas en pourcentage.
Pour un particulier qui fait réaliser une étude de sol, l'achat ou la location d'une sondeuse n'est pas une voie adaptée. La machine ne produit rien sans le sondeur qui la conduit, sans les outils choisis pour le terrain, et sans l'ingénieur géotechnicien qui interprète les mesures et signe le rapport.
Le matériel change selon la mission
Le matériel déployé dépend de la mission commandée et du programme retenu. Le tableau ci-dessous décrit la pratique la plus fréquente sur une maison individuelle, sans valeur d'obligation. Une G1 sans sondage existe, une G2 sans pressiomètre aussi.
| Mission | Matériel le plus souvent mobilisé | Ce que l'appareillage sert à établir |
|---|---|---|
| G1 | Tarière et pénétromètre dynamique léger, quand des sondages sont prévus | Un premier profil du terrain et les risques à signaler |
| G2 | Sondeuse avec carottier, pressiomètre ou pénétromètre lourd, selon le projet | Les paramètres de calcul des fondations |
| G3 et G4 | Plaque de chargement, pénétromètre de contrôle | La conformité des fonds de fouille et des remblais |
| G5 | Carottier, piézomètre, fissuromètre | La cause d'un désordre déjà déclaré |
Important. La norme NF P 94-500 fixe l'objectif et le contenu de chaque mission, pas la liste des machines à sortir du camion. Le choix du matériel revient à l'ingénieur, en fonction de la géologie attendue et du projet. Un devis qui annonce une G2 sans aucun essai de résistance mérite une question écrite avant signature.
Le nombre de points de mesure pèse ensuite plus lourd sur le prix que le type de machine. Notre page détaille le nombre et la profondeur des points de sondage selon la taille du projet. Quatre lignes du devis dépendent malgré tout de l'engin : l'amenée et le repli du matériel, l'immobilisation à la journée, les moyens spéciaux d'accès et la remise en état.
L'accès que la machine réclame
C'est le point qui fait basculer un devis, décaler une date ou annuler une intervention le matin même. Un engin qui ne passe pas oblige à revenir avec du matériel plus léger, donc à réduire le programme de sondages.
Les quatre cotes à mesurer avant l'intervention
- 1
La largeur du passage le plus étroit
Portail, portillon, passage entre la maison et la clôture, poteau béton d'un abri. Mesurez au mètre ruban, entre les points les plus saillants, et transmettez la valeur réelle.
- 2
La hauteur libre sur tout le trajet
Branches basses, linteau de porche, câble télécom qui traverse le jardin, auvent. Un engin dont le mât est couché reste haut d'environ 1,90 m.
- 3
La pente et la nature du chemin d'accès
Un talus, un escalier, un muret de soutènement, une allée en gravier meuble. Signalez aussi une buse ou une fosse septique enterrée sous l'allée.
- 4
L'espace libre autour de chaque point
Comptez quelques mètres carrés dégagés pour lever le mât et manœuvrer. Bois de chauffage, remorque et tas de gravats se déplacent avant, pas pendant.
Ajoutez la météo à ces quatre cotes. Un chenillard caoutchouc franchit une pelouse sans difficulté par temps sec. Après trois jours de pluie, les chenilles patinent, tournent sur place et creusent. Les terrains les plus délicats sont les prairies argileuses, les remblais récents encore meubles et les parcelles en pente transversale. Décaler l'intervention de quelques jours règle la plupart des situations.
Les trois déclarations à faire avant de percer le sol
| Formalité | Déclenchée par | Auprès de qui |
|---|---|---|
| Déclarations réseaux | Tout enfoncement dans le sol, y compris sur terrain privé | Les exploitants de réseaux, via le guichet unique |
| Déclaration code minier | Une profondeur dépassant dix mètres, hors régimes particuliers | La direction régionale de l'environnement |
| Déclaration loi sur l'eau | Un ouvrage destiné à la surveillance des eaux souterraines | Le service de police de l'eau |
Sur les réseaux, la réglementation anti-endommagement prévoit une procédure conjointe accélérée pour les travaux de faible emprise et de faible durée, catégorie dans laquelle entre un forage de reconnaissance. Le détail de la démarche figure sur notre page consacrée aux déclarations à déposer avant une intervention sur le sol.
Attention. Les réseaux que vous exploitez à l'intérieur de votre propriété clôturée sont dispensés d'enregistrement au guichet unique, en application de l'article R554-7 du code de l'environnement. Autrement dit, votre alimentation de piscine, votre gaine de portail électrique ou votre drain agricole n'apparaîtront dans aucune réponse de déclaration. Sortez vos propres plans et montrez-les au sondeur avant qu'il choisisse ses emplacements.
Le seuil des dix mètres, lui, est chiffré dans le texte et ignoré du grand public. Il figure à l'article L411-1 du code minier, qui vise tout sondage ou travail de fouille quel qu'en soit l'objet. Un sondage de maison individuelle descend souvent entre trois et six mètres et reste en dessous. Un forage pressiométrique de douze mètres, lui, est concerné, et la déclaration se dépose par téléservice. Deux régimes échappent à cette démarche. Une déclaration déposée au titre de la loi sur l'eau vaut déclaration au titre du code minier, et les forages de géothermie de minime importance relèvent de leur propre procédure.
Ces déclarations alimentent une base publique. Les coupes des sondages réalisés autour de chez vous sont consultables gratuitement dans la banque du sous-sol tenue par le BRGM, qui décrit plus de 700 000 ouvrages souterrains. Près de la moitié comportent une coupe géologique succincte, environ 20 % une coupe élaborée vérifiée par un professionnel. Regarder ce qu'un voisin a rencontré à quatre mètres donne un premier indice avant même la commande de l'étude.
Les trous et les traces après le sondage
Question numéro un des propriétaires, et sujet que presque personne ne traite. Voici ce qui reste réellement sur un terrain, et ce qui est traité en fin d'intervention.
| Ce qui reste | D'où cela vient | Traitement en fin de journée |
|---|---|---|
| Trous de sondage | Passage de l'outil de forage ou du train de tiges | Rebouchés avec les déblais extraits, tassés et arasés |
| Marques de chenilles | Roulage de l'engin entre les points | Superficielles sur sol sec, à ratisser après ressuyage |
| Ornières | Roulage sur sol détrempé ou remblai meuble | Rebouchage et reprise du gazon, à convenir au devis |
| Déblais étalés | Terre remontée par la tarière, disposée au sol pour description | Remis dans le trou ou regroupés à un point convenu |
| Éclaboussures d'eau ou de boue | Injection utilisée en forage destructif | Rinçage sur les surfaces dures, dilution sur la terre |
| Tête de piézomètre | Ouvrage conservé pour un suivi de nappe | Capot verrouillable arasé au ras du sol, laissé en place |
Côté bruit, le battage produit des coups métalliques répétés et espacés, la foration un bruit de moteur thermique continu. Le son s'interrompt à chaque déplacement entre deux points et pendant la description des déblais.
Le point à retenir tient en une phrase. En dehors des cas réglementés décrits plus bas et d'éventuelles prescriptions locales, la remise en état relève du contrat, donc du devis. Faites-y figurer noir sur blanc le rebouchage des trous, le sort des déblais et la reprise éventuelle de la pelouse.
Bon à savoir. Il existe un cas où le comblement relève de la loi. Un ouvrage réalisé pour la recherche ou la surveillance des eaux souterraines, un piézomètre par exemple, relève de la rubrique 1.1.1.0 de la nomenclature eau. L'arrêté du 11 septembre 2003 impose alors, à son article 13, un comblement par des techniques garantissant l'absence de circulation d'eau entre nappes. La norme NF X10-999, consacrée à la réalisation, au suivi et à l'abandon des ouvrages de captage ou de surveillance des eaux souterraines, en décrit les règles de l'art.
Lire les sigles de votre rapport
Les coupes de sondage sont couvertes d'abréviations qui désignent l'appareil employé et la grandeur qu'il a produite. En voici la traduction.
| Sigle | Appareil désigné | Ce que le chiffre représente |
|---|---|---|
| DPL, DPM, DPH, DPSH | Les cinq pénétromètres dynamiques normalisés | La classe d'énergie de battage de l'appareil |
| N10 et N20 | Pénétromètre dynamique | Le nombre de coups pour 10 ou 20 cm d'enfoncement |
| qd | Pénétromètre dynamique | La résistance dynamique de pointe, en mégapascals |
| CPT et CPTu | Pénétromètre statique, avec ou sans mesure de pression d'eau | Un fonçage continu, sans battage |
| qc et fs | Pénétromètre statique | La résistance sous la pointe et le frottement sur le manchon |
| SPT et N | Carottier battu en fond de forage | Le nombre de coups pour la pénétration de référence |
| EM, pf, pLM | Pressiomètre Ménard | Le module, la pression de fluage et la pression limite |
| FVT | Scissomètre de chantier | Un essai de cisaillement par rotation de pales |
| EV1 et EV2 | Plaque de chargement | Les modules du premier puis du second cycle de charge |
| SC, SD, ST | Sondage carotté, destructif ou à la tarière | La technique employée sur ce point, pas une mesure |
Deux repères simples aident à la lecture. Une valeur exprimée en coups vient d'un appareil battu. Une valeur exprimée en mégapascals vient d'un appareil qui pousse ou qui gonfle.
Là où le matériel de terrain s'arrête
Un pénétromètre donne une résistance et signale les changements de couche, pas la nature du sol traversé. Une tarière donne cette nature apparente, mais pas de résistance mesurée. Aucun des deux ne dit si l'argile rencontrée gonflera en hiver et se rétractera l'été. Cette réponse vient de la carotte prélevée au tube, protégée du séchage et des chocs pendant le transport vers les machines d'un laboratoire de géotechnique, qui écrasent, compriment et trient l'éprouvette.
Trois raccourcis à éviter en lisant un devis
- Un appareil lourd n'est pas systématiquement plus utile. Le choix dépend de la profondeur visée et du sol attendu, pas de la puissance affichée.
- Un nombre de points élevé ne compense pas l'absence de prélèvement. Dix pénétrations dynamiques ne remplacent pas une carotte analysée.
- La marque de la machine ne dit rien de la valeur du rapport. Ce qui compte est la mission commandée, le programme réalisé et l'ingénieur qui le signe.
Questions fréquentes
Quel matériel utilise un bureau d'études sur le terrain
Comment s'appelle l'appareil qui fait des trous dans le sol
Quelle différence entre pénétromètre statique et dynamique
Que signifient les sigles DPSH, CPT et PMT dans un rapport de sondage
Quel matériel intervient pour une étude G1 et pour une étude G2
Quelle largeur de passage faut-il pour une sondeuse géotechnique
Est-ce que la machine abîme la pelouse
Les trous de sondage sont-ils rebouchés
Qui choisit le matériel employé sur un terrain
Le choix de la machine change-t-il le montant du devis
Quelle différence entre un sondage et un forage
Le matériel de terrain remplace-t-il les essais en laboratoire
À retenir
- Trois familles de matériel se partagent le terrain, celles qui sortent le sol, celles qui le sollicitent en place, celles qui l'observent dans la durée.
- Le pénétromètre dynamique existe en cinq appareillages normalisés, de 10 à 63,5 kg de mouton, et l'énergie par coup décide de la profondeur atteinte.
- Une sondeuse compacte mesure 1,20 à 1,45 m de large, pèse deux à trois tonnes et lève un mât d'environ 4 m au point de sondage.
- Les réseaux que vous exploitez à l'intérieur de votre propriété clôturée échappent au guichet unique, donc sortez vos propres plans le jour de l'intervention.
- Le rebouchage des trous et la remise en état relèvent du devis, sauf pour un ouvrage touchant les eaux souterraines.
