Sur un chantier qui doit infiltrer ses eaux de pluie, un seul chiffre compte : la perméabilité du sol, en mètres par seconde. L'essai Matsuo donne cette valeur en creusant une fosse à la pelle, remplie d'eau, dont on chronomètre la descente du niveau.
Sa grande fosse teste une surface entière là où le Porchet ne sonde qu'un point. Voici comment il fonctionne, en quoi il diffère du Porchet, et quand il s'impose.
Sommaire
Ce que mesure l'essai Matsuo
L'essai Matsuo, aussi nommé essai à la fosse, sert à connaître la vitesse à laquelle l'eau s'enfonce dans le terrain. Cette vitesse porte un nom, le coefficient de perméabilité, noté K et donné ici en mètres par seconde. Plus l'eau file vite vers le bas, plus K est grand, plus le sol absorbe.
La méthode tient en une image. On creuse une grande fosse à la pelle mécanique, on la remplit d'eau, puis on laisse le niveau redescendre sans rien rajouter. La hauteur d'eau baisse au fil des minutes, et c'est cette baisse qui livre la perméabilité. Le terme niveau variable vient de là, l'eau descend librement au lieu d'être maintenue à hauteur fixe.
Ce test cible avant tout les projets qui doivent gérer l'eau de pluie sur place : noue, bassin, tranchée drainante, puits d'infiltration. Il situe le sol parmi les reconnaissances conduites directement sur le terrain, sans passer par le laboratoire. La valeur de K oriente ensuite la taille des ouvrages à poser.
Ce que la fosse apporte concrètement :
- Une perméabilité K exprimée en mètres par seconde, sur les premiers mètres de sol.
- Une lecture du terrain, puisque les parois de la fosse montrent la succession des couches, leur couleur et leur texture.
- Une mesure proche du réel, car la grande surface mouillée se rapproche du fonctionnement d'un futur ouvrage d'infiltration.
Matsuo et Porchet, ce qui les distingue
Matsuo et Porchet mesurent la même chose, la capacité du sol à boire l'eau. Mais ils ne se ressemblent pas sur le terrain, et ils ne visent pas les mêmes projets. Le tableau ci-dessous met les deux essais côte à côte.
| Ce qu'on compare | Essai Porchet | Essai Matsuo |
|---|---|---|
| Outil pour creuser | Tarière ou bêche, petit trou | Pelle mécanique, grande fosse |
| Taille de l'excavation | Petit trou de quelques décimètres, faible profondeur | Fosse rectangulaire d'environ 0,5 m de large sur 1 à 1,5 m de long, creusée à la profondeur du futur ouvrage |
| Niveau d'eau pendant la mesure | Maintenu fixe, ou suivi en baisse | Laissé descendre librement, charge variable |
| Saturation avant la mesure | Longue, plusieurs heures | Courte, 15 à 30 minutes |
| Surface de sol sollicitée | Réduite, mesure ponctuelle | Large, lecture plus représentative |
| Moyens à mobiliser | Légers, quelques bidons d'eau | Lourds, mini-pelle et apport d'eau important |
| Usage le plus courant | Assainissement des eaux usées d'une maison | Gestion des eaux de pluie et ouvrages d'infiltration |
| Unité fréquente du résultat K | Souvent en mm/h pour l'assainissement | Souvent en m/s pour les eaux pluviales |
Le message du tableau tient en une phrase. Le Porchet est rapide et léger, taillé pour l'assainissement d'une maison. Le Matsuo est plus lourd à monter, mais sa grande fosse colle mieux à un futur bassin ou à une noue. Les deux se complètent souvent dans une même étude.
Le déroulement de l'essai, étape par étape
Le principe du niveau variable est simple. On noie la fosse, puis on regarde l'eau descendre toute seule. Au début elle baisse vite, puis de plus en plus lentement à mesure que le sol se charge. La pente de cette descente donne le coefficient K.
On ouvre une fosse à la pelle
Une mini-pelle creuse une fosse rectangulaire, de l'ordre de 0,5 m de large sur 1 à 1,5 m de long, à la profondeur du futur ouvrage d'infiltration. Le fond est laissé plat, sans tasser le terrain, et les parois nettes pour que l'eau passe partout. Le moteur de la pelle est arrêté pendant la mesure, ses vibrations fausseraient le résultat.
On mouille brièvement le sol
La fosse reçoit une première eau pour humidifier le fond et les parois, 15 à 30 minutes. Cette courte étape rapproche la mesure d'un sol déjà sollicité par la pluie, sans demander les longues heures d'imbibition d'un essai d'assainissement.
On laisse le niveau descendre
On remplit la fosse, puis on relève la hauteur d'eau à intervalles réguliers, serrés au début puis plus espacés, sans jamais rajouter d'eau. La vitesse de descente du niveau se transforme ensuite en coefficient de perméabilité.
On répète sur au moins trois fosses
Un sol change d'un point à l'autre de la parcelle. Trois fosses au minimum, réparties sur l'emprise des futurs ouvrages, cadrent l'écart entre les zones qui boivent l'eau et celles qui la retiennent.
La descente du niveau se traduit en coefficient K, en mètres par seconde. Un sol sableux affiche un K élevé et autorise un ouvrage compact. Une argile laisse passer l'eau lentement et impose un ouvrage plus large, parfois un stockage avant rejet. Même sur des sols peu perméables, des guides techniques de l'État montrent que les petites pluies s'infiltrent encore par des dispositifs de surface. La valeur du coefficient de perméabilité et ses repères par type de sol sont détaillés dans la fiche du lexique qui lui est consacrée.
La fosse offre un atout que les petits trous n'ont pas. Ses parois exposent les couches du sous-sol, comme une tranche de gâteau. Le technicien lit la terre végétale, le limon, l'argile ou le sable, et repère une éventuelle trace d'eau ancienne. Cette lecture du terrain accompagne le chiffre de perméabilité.
À noter : l'essai Matsuo ne se fait pas dans l'eau. Si une nappe apparaît au fond de la fosse, la descente du niveau ne mesure plus l'infiltration. Le technicien rouvre alors une fosse à côté, moins profonde, dont le fond s'arrête environ 20 cm au-dessus du niveau de nappe repéré.
Les cas où le Matsuo s'impose
L'essai Matsuo prend l'avantage dès que le projet vise à infiltrer de gros volumes d'eau de pluie. Sa grande fosse sollicite une surface proche de celle du futur ouvrage, ce qui rend la mesure plus fiable pour le dimensionnement.
Les cas où il se justifie :
- Ouvrages d'infiltration étendus : noue, bassin, tranchée drainante, puits d'infiltration. La fosse colle à la surface réellement mise en jeu.
- Sols hétérogènes ou peu perméables, où une mesure ponctuelle tromperait. La fosse moyenne le terrain sur une plus grande surface.
- Dossier de gestion des eaux pluviales au titre de la rubrique 2.1.5.0 de la nomenclature de l'article R.214-1 du code de l'environnement, qui encadre le rejet et l'infiltration des eaux de pluie d'un aménagement.
Bon à savoir : pour l'assainissement des eaux usées d'une maison, ou pour un premier repérage rapide, le test Porchet plus léger reste suffisant. Les deux essais ne s'opposent pas, ils répondent à des projets différents et se croisent dans une même étude quand le terrain le demande.
Le bon réflexe avant de trancher reste d'identifier l'ouvrage prévu et la surface à drainer, puis de laisser le bureau d'études choisir l'essai adapté.
Les limites et les précautions à connaître
L'essai Matsuo donne un ordre de grandeur solide, pas une valeur au millimètre près. Quelques points méritent l'attention avant de s'appuyer sur le résultat.
- Pas de norme dédiée : l'essai n'est pas normalisé, et ses formules de calcul restent simplifiées, un rapport du BRGM le rappelle. Le chiffre reste une estimation.
- Inutilisable sous l'eau : une nappe au fond de la fosse fausse la mesure, la descente du niveau ne veut alors plus rien dire.
- Le piège du remblai : mesurer le sol en place alors que le projet prévoit de décaisser puis de remblayer au même endroit donne un chiffre sans rapport avec l'ouvrage final. Il faut tester la configuration définitive.
- Une seule fosse ne suffit pas : trois fosses au minimum pour une valeur fiable, davantage si le terrain change vite.
- La sécurité autour de la pelle : casque obligatoire, personne sous le bras de l'engin, et une fosse profonde à baliser pendant les mesures.
Attention : un coefficient K mesuré sur une fosse isolée ne dimensionne pas un ouvrage à lui seul. Le bureau d'études croise plusieurs fosses, applique une marge de sécurité et tient compte de la pente, du niveau de la nappe et du risque de colmatage de l'ouvrage dans le temps.
Le prix d'un essai Matsuo
Un essai Matsuo n'est presque jamais facturé seul. Il fait partie d'une étude de perméabilité ou d'une étude d'infiltration confiée à un bureau d'études. Son coût dépasse celui d'un simple Porchet, parce qu'il mobilise une mini-pelle et un apport d'eau conséquent, souvent une citerne, donc plus de temps et plus de monde sur place.
| Type de prestation | Ce qu'elle comprend | Ordre de grandeur |
|---|---|---|
| Étude de perméabilité | Une à trois fosses Matsuo, terrain plat et accessible, mesure de K et préconisation d'infiltration | 500 à 1 200 € |
| Étude avec contraintes | Accès difficile, plusieurs fosses, apport d'eau important, sol hétérogène | 1 200 à 2 000 € |
| Étude pour un dossier eaux pluviales | Dimensionnement complet des ouvrages, pièces pour un dossier de gestion des eaux pluviales | à partir de 2 000 € |
Ordres de grandeur indicatifs. Le montant dépend surtout de l'accès au terrain, du nombre de fosses et de l'eau à apporter. Un devis précise le prix pour votre projet.
Le poste qui pèse le plus, c'est la logistique de terrassement et l'apport d'eau. Une parcelle isolée, un sol qui oblige à multiplier les fosses, un dossier réglementaire à monter font monter la facture. Demander plusieurs devis en décrivant l'ouvrage prévu permet de comparer des prestations comparables.
Des documents et protocoles à consulter
Plusieurs documents publics détaillent la méthode, ses formules et la façon dont le résultat sert au dimensionnement. Ils montrent concrètement à quoi ressemble l'essai, de la fosse creusée jusqu'au choix de l'ouvrage.
La fiche qui décrit l'essai Matsuo de bout en bout : matériel, dimensions de la fosse, durée de saturation, relevés du niveau toutes les 5 puis 15 minutes, et la formule de calcul du coefficient K. Elle fournit une feuille d'essai à remplir directement sur le terrain.
Ce que vous y trouverez : le déroulé exact d'un essai sur le terrain, du creusement de la fosse au calcul de la perméabilité.
Le guide francilien d'instruction des dossiers eaux pluviales. Il pose le cadre réglementaire de l'infiltration au titre de la rubrique 2.1.5.0, la gestion des petites pluies et le dimensionnement des ouvrages, là où la mesure de perméabilité du sol prend tout son sens.
Ce que vous y trouverez : le cadre officiel de l'infiltration des eaux pluviales et la place de la mesure de perméabilité.
Un rapport qui décrit l'essai Matsuo parmi les méthodes de mesure de perméabilité d'un sol non saturé : principe, mise en œuvre, calcul et limites. Il rappelle que les formules de Matsuo restent simplifiées, ce qui explique pourquoi le résultat se lit comme un ordre de grandeur.
Ce que vous y trouverez : le fonctionnement de l'essai et ses limites de précision, sources à l'appui.
Un guide qui aide à rédiger une bonne commande d'étude d'infiltrabilité : notions de perméabilité, contexte réglementaire, étapes d'un projet et fiche d'aide à la rédaction d'un cahier des charges. Utile pour cadrer ce qu'on attend d'un bureau d'études avant des essais Matsuo.
Ce que vous y trouverez : comment demander la bonne étude et quoi exiger dans le rapport de perméabilité.
L'essai Matsuo en bref
Les repères à retenir, rassemblés sur une vue.
| En bref | L'essai Matsuo |
|---|---|
| Type d'essai | À la fosse, à niveau variable, l'eau descend librement |
| Ce qu'il donne | La perméabilité K du sol, en mètres par seconde |
| Pour quoi faire | Dimensionner l'infiltration des eaux de pluie et les ouvrages associés |
| Comment | Fosse à la pelle, courte saturation, suivi de la descente du niveau, trois fosses au moins |
| Sol favorable | Sableux à limoneux, infiltration franche, ouvrage compact |
| Sol défavorable | Argile ou nappe haute, infiltration lente, stockage ou autre solution |
| Cadre | Essai non normalisé, dossier eaux pluviales pour l'infiltration, DTU 64.1 et arrêté du 7 septembre 2009 pour l'assainissement |
Avant de lancer l'étude, quelques réflexes évitent les déconvenues.
Avant de commander une étude d'infiltration
Questions fréquentes
Qu'est-ce que l'essai Matsuo
Comment se déroule un essai Matsuo
Qu'est-ce que la mesure à niveau variable
Quelle différence entre l'essai Matsuo et l'essai Porchet
Quand préférer l'essai Matsuo à l'essai Porchet
Comment obtient-on le coefficient K avec l'essai Matsuo
À quoi sert l'essai Matsuo pour les eaux pluviales
Quels sont les avantages de l'essai Matsuo
Quelles sont les limites de l'essai Matsuo
À quelle profondeur réalise-t-on un essai Matsuo
Quel est le prix d'un essai Matsuo
Quelle norme encadre l'essai Matsuo
À retenir
- L'essai Matsuo mesure la perméabilité K du sol en mètres par seconde, dans une grande fosse à niveau variable.
- Il vise surtout l'infiltration des eaux de pluie et le dimensionnement des noues, bassins et tranchées drainantes.
- Face au Porchet, il sollicite une plus grande surface mais demande une mini-pelle et un apport d'eau important.
- Protocole : fosse à la pelle, courte saturation de 15 à 30 minutes, suivi de la descente du niveau, trois fosses au minimum.
- Essai non normalisé, à éviter en présence de nappe, et à réaliser sur la configuration finale du terrain.
