Un témoin de plâtre collé en travers d'une fissure répond à une seule question : ça a cassé, ou ça n'a pas cassé. Un extensomètre, lui, sort un chiffre en millimètres, plusieurs fois par jour si le site le demande. Voici ce qu'il mesure exactement, ce qui le sépare d'un fissuromètre et d'un inclinomètre, et comment se règle le seuil qui déclenche l'alerte.
Sommaire
- Un extensomètre mesure l'allongement entre deux points ancrés
- Le capteur ne dit pas si ça bouge, il dit à quelle vitesse
- Où se pose un extensomètre
- Quelle précision selon la technologie
- Fixer un seuil d'alerte
- La vitesse de déplacement déclenche la décision
- Ce qui fait le prix du matériel et du suivi
- Questions fréquentes
Un extensomètre mesure l'allongement entre deux points ancrés
Un extensomètre relie deux points fixés dans un ouvrage ou dans le terrain, puis mesure en permanence la distance qui les sépare. Si cette distance grandit, la matière entre les deux s'étire. Si elle diminue, elle se comprime.
L'intérêt tient à trois choses que l'œil ne sait pas faire.
- Il chiffre. Une fissure « qui semble s'ouvrir » devient 0,3 mm en six mois, ou 0,3 mm en six jours. Le constat change de nature.
- Il ne dort jamais. Un relevé manuel donne un point tous les trois mois. Le capteur donne un point toutes les heures, y compris la nuit où la fissure a bougé.
- Il voit sous la surface. Placé en forage, il mesure un allongement à 12 m de profondeur, là où aucun témoin collé sur un mur ne dira jamais rien.
Reste à ne pas le confondre avec ses voisins. Ces noms apparaissent souvent dans le même rapport. Tous appartiennent à la famille des distancemètres, mais chacun regarde le mouvement sous un angle différent.
| Instrument | Ce qu'il mesure | Où on le trouve | Norme |
|---|---|---|---|
| Extensomètre | Le déplacement relatif entre deux points ancrés, le long d'une ligne. Y compris à l'intérieur du terrain. | Dans un pilier, un parement, entre deux bancs rocheux, ou en forage depuis la surface | NF EN ISO 18674-2 |
| Fissuromètre | L'amplitude du mouvement de part et d'autre d'une fissure visible. Sur un axe, ou sur trois pour une fissure oblique. | À cheval sur une fissure, sur un mur, une paroi ou un ouvrage en béton | Pas de partie dédiée |
| Inclinomètre | Le basculement du massif ou de la paroi sur lequel il est ancré, perpendiculairement à une ligne. | Sur une paroi, ou en forage vertical pour suivre la mise en pente des terrains | NF EN ISO 18674-3 |
| Convergence-mètre | Le rapprochement de deux surfaces libres qui se font face. | Entre le toit et le mur d'une galerie ou d'une cavité | Pas de partie dédiée |
La règle la plus simple pour ne plus se tromper tient dans la norme elle-même. La partie 2 traite les déplacements le long d'une ligne, ce sont les extensomètres. La partie 3 traite les déplacements perpendiculairement à cette ligne, ce sont les inclinomètres. Un allongement d'un côté, un basculement de l'autre. Appliquées ensemble sur un même ouvrage, les deux parties donnent le mouvement dans n'importe quelle direction.
Ces capteurs ne servent pas à reconnaître un terrain avant travaux. Parmi les appareils que mobilise une étude de sol, l'extensomètre occupe une place à part. Un pénétromètre passe une journée et repart. Un extensomètre reste en place des mois, parfois des années.
À noter : sur les gros ouvrages, l'extensomètre descend en forage. Il se compose d'une tête de mesure, de tiges en fibre de verre coulissant dans une gaine PVC, et de pointes d'ancrage en acier torsadé scellées au terrain. Un ancrage placé dans le substratum sert de référence fixe, car la tête de mesure bouge elle aussi.
Le capteur ne dit pas si ça bouge, il dit à quelle vitesse
L'Ineris distingue deux catégories d'équipements, et cette distinction commande tout le reste.
Un indicateur renseigne en tout ou rien. Le témoin de plâtre posé en travers d'une fissure est intact ou cassé. Un fil tendu entre les deux lèvres tient ou lâche. L'information arrive, mais sans amplitude et sans date précise.
Un mesureur donne une grandeur physique et permet de suivre son évolution. C'est là que se joue la différence utile : un plâtre cassé ne dit pas si le mouvement s'est arrêté depuis six mois ou s'il s'accélère depuis trois semaines.
Le relevé manuel occupe une position intermédiaire. Un technicien vient au comparateur et note une valeur. Le résultat est un semis de points espacés dans le temps, muet sur ce qui s'est passé entre deux visites. Et la bonne fréquence de visite reste difficile à fixer tant que le phénomène n'est pas caractérisé.
Les situations qui justifient de passer au capteur
- La fissure évolue entre deux visites. Le relevé mensuel montre un écart, mais rien ne dit quand il s'est produit ni sous quel facteur déclenchant.
- Un facteur extérieur risque d'accélérer le phénomène. Une arrivée d'eau, une variation de nappe ou une surcharge passagère transforment un mouvement lent en mouvement rapide.
- La zone est difficile d'accès ou dangereuse. Envoyer un opérateur relever un comparateur sous un toit instable n'est pas tenable dans la durée.
- Des enjeux se trouvent au droit du mouvement. Habitations, réseaux ou voirie imposent un délai de réaction que la visite périodique n'offre pas.
- Une décision lourde attend une donnée. Travaux de confortement, évacuation ou fermeture d'un accès se justifient sur une courbe, pas sur une impression.
Où se pose un extensomètre
Trois configurations reviennent sur le terrain, et le mode de pose change à chaque fois.
Sur un talus, l'objectif est de savoir si la masse de terrain continue de descendre. Le capteur relie un point situé dans la zone en mouvement à un point d'ancrage placé en terrain stable, souvent hors de l'emprise du glissement. Sans ce point fixe, la mesure ne veut plus rien dire.
Sur une paroi rocheuse ou dans une cavité, l'extensomètre suit l'ouverture entre deux bancs, ou l'expansion d'un pilier qui s'écrase sous la charge des terrains. La mesure part de la surface visible et va chercher un ancrage en profondeur, à l'intérieur du massif.
Sur un mur de soutènement, il surveille le décollement d'un parement ou l'ouverture d'un joint. Le principe reste identique, et la difficulté se déplace vers le choix du point de référence, car les ouvrages de soutènement bougent parfois en bloc, poussés par les terres qu'ils retiennent.
-
1
Repérer le point fixe
Un ancrage hors de la zone en mouvement, dans le substratum ou en terrain sain. C'est lui qui donne son sens à la mesure.
-
2
Sceller les ancrages
Boulonnés sur une structure, ou scellés au fond d'un forage. Le forage reste le poste le plus lourd d'une pose en profondeur.
-
3
Monter la tête de mesure
Elle abrite le capteur, sous un capot de protection. Le réglage doit éviter que le capteur se retrouve en bout de course dès le premier mois.
-
4
Faire le point zéro
La mesure initiale qui sert de référence à toutes les suivantes. Toute la chaîne est ensuite sollicitée pour vérifier qu'elle réagit comme prévu.
-
5
Raccorder l'acquisition
Câble vers une centrale, puis télétransmission par ligne, radio ou réseau mobile. Sur site isolé, un panneau solaire alimente l'ensemble.
La densité de capteurs suit l'étendue de la zone à surveiller, avec un principe simple : couvrir l'ensemble du secteur en limitant à la fois le nombre de stations et les zones d'ombre. Sur les points sensibles, doubler un capteur devient utile, moins pour la panne que pour la lecture. Une accélération vue par deux appareils voisins se discute mal.
Quelle précision selon la technologie
La question de la précision revient à chaque devis, et la réponse dépend du capteur choisi. Trois notions se confondent souvent. La résolution est la plus petite variation détectable. L'étendue de mesure est la plage couverte, au-delà de laquelle l'appareil est en butée. La fidélité traduit la stabilité dans le temps, indépendamment des parasites comme la température.
| Technologie | Principe | Ce qu'elle apporte | Sa limite |
|---|---|---|---|
| Corde vibrante | Une corde à piano tendue entre deux points, excitée par un électro-aimant. Sa fréquence change avec la tension. | Signal en fréquence, transmissible par câble sur environ 1 000 m sans altération. Adapté à la télémesure. | Installation soignée, capteur fabriqué pour une plage donnée |
| Inductif | Deux circuits oscillants coulissent dans un anneau de couplage. La fréquence lue donne le déplacement. | Résolution supérieure au centième de millimètre, sans contact mécanique, sans dérive électronique. | Alimentation électrique et poste de lecture nécessaires |
| LVDT | Un noyau magnétique se déplace entre trois bobinages. La tension de sortie suit le déplacement. | Aucun contact entre le noyau et les bobines, donc robuste, avec une relation simple entre tension et déplacement. | Encombrement et alimentation à prévoir |
| Jauge résistive | Une jauge collée se déforme avec le support et sa résistance électrique varie. | Se pose en nombre sur un même câble, mesure ponctuelle à un instant précis. | Forte sensibilité à la température, correction obligatoire |
| Mécanique | Lecture directe sur un comparateur, sans électronique. | Simple, économique, indépendant de toute alimentation. | Impose un accès humain, donc pas de mesure continue |
Attention à la température : elle fabrique des mouvements qui n'existent pas. Sur une carrière de pierre de taille suivie d'août 2010 à octobre 2016, l'Ineris attribue aux seules variations saisonnières des fluctuations de déplacement relatif comprises entre -0,05 et 0,05 mm. Un capteur au centième de millimètre lit donc un cycle annuel avant de lire le moindre désordre. Sans correction, la courbe respire et l'analyse se trompe.
Fixer un seuil d'alerte
Le seuil ne se décide pas le jour de la pose. Il suppose de savoir à quoi ressemble l'état normal du site, ce qui demande une période d'apprentissage de quelques semaines à quelques mois. Cette phase sert à évaluer la dispersion des mesures et à caler les critères. À défaut, on s'inspire de sites voisins ou comparables, avec prudence, car le comportement varie beaucoup d'un site à l'autre.
Deux formes de critère coexistent, et elles ne détectent pas la même chose.
- Le seuil compare une mesure à une valeur limite. Son franchissement, surtout s'il dure, est jugé préjudiciable.
- Le gradient détecte une accélération. Il ne s'applique pas à une mesure isolée, mais à une série chronologique.
Deux écueils se font face, et ils sont aussi graves l'un que l'autre. Une alarme tardive ou manquante est désastreuse. Un excès de fausses alarmes installe une altération de la vigilance, et le jour où la vraie arrive, plus personne ne bouge.
Ce qui fiabilise un seuil d'alerte
La fréquence de mesure découle du mécanisme redouté. Plus il est rapide, plus elle monte. Et elle doit laisser un délai d'analyse suffisant avant le déclenchement d'un plan d'intervention, faute de quoi l'alarme arrive trop tard pour servir.
La vitesse de déplacement déclenche la décision
Un extensomètre affiche 8 mm de déplacement cumulé. Ce chiffre seul ne dit rien. Ces 8 mm étalés sur quatre ans décrivent un ouvrage qui a trouvé son équilibre. Les mêmes 8 mm accumulés en deux semaines décrivent autre chose.
Les ordres de grandeur aident à situer une mesure. Le ministère de la Transition écologique et Géorisques donnent tous deux la même échelle.
| Type de mouvement | Vitesse constatée | Ce que le capteur voit |
|---|---|---|
| Lent | Quelques mm par an | Une dérive noyée dans le cycle thermique annuel. Correction obligatoire. |
| Glissement de terrain | De quelques mm par an à quelques m par jour | Toute la plage utile de l'instrument, du signal ténu à la sortie de plage |
| Rapide | Jusqu'à quelques centaines de m par jour | Rien. Le capteur est emporté. Seule l'alerte préalable a de la valeur. |
Le repère qui compte pour un bâtiment tient en une phrase du ministère : une construction encaisse de petits déplacements, mais subit une fissuration intense dès quelques centimètres. Entre le millimètre que le capteur détecte et les quelques centimètres qui fissurent une maison, la marge de manœuvre se compte en dizaines de millimètres. D'où l'intérêt d'un appareil qui travaille au centième.
Le ministère de la Transition écologique rappelle le mécanisme : le déclenchement d'un mouvement de terrain est en général précédé d'une période d'accélération des déplacements, détectable sur les mesures. C'est la raison d'être de l'instrument. L'Ineris définit d'ailleurs l'accélération comme l'augmentation dans le temps de la vitesse d'une grandeur mesurée, et note que ce paramètre est souvent privilégié pour anticiper un état d'instabilité.
L'analyse porte donc d'abord sur la pente de la courbe, plus que sur le point du jour pris seul. Une inflexion vers le haut, vue simultanément sur plusieurs stations, en dit plus long que le franchissement d'une valeur ronde. Le déplacement cumulé, le contexte géologique et les enjeux exposés entrent aussi dans la lecture, mais c'est l'accélération qui alerte en premier.
Un cas documenté par le guide de surveillance des pentes de l'Ifsttar et du Cerema, téléchargeable plus bas, montre ce que cela donne en vrai. Sur la route du littoral entre Saint-Denis et La Possession, à La Réunion, un éboulement de 35 000 m³ avait recouvert la chaussée en mars 2006 et fait deux victimes, sur un site alors dépourvu de tout moyen de surveillance. L'inspection qui a suivi a repéré une nouvelle écaille d'environ 10 000 m³, séparée du massif par une fissure ouverte de 15 cm. Trois extensomètres ont été posés, avec relevé en temps réel et personnel d'astreinte.
- Seuil retenu pour ce site : 5 mm par jour.
- 4 mai 2007 : dépassement du seuil, le trafic bascule côté mer.
- 6 mai 2007 à 3h29 : l'écaille part, 4 000 m³.
- Bilan : aucun dégât. Les blocs sont restés dans le piège à cailloux en pied de falaise.
Deux jours d'avance. C'est tout ce que la surveillance a donné, et c'est ce qui a suffi.
Mais ce seuil de 5 mm par jour ne vaut que pour cette falaise. L'Ineris a relevé, dans d'anciennes carrières et mines, les vitesses mesurées juste avant l'effondrement. Ces valeurs proviennent de mesures de convergence, le rapprochement du toit et du mur d'une galerie, cousines de l'extensométrie. Elles montrent l'écart d'un site à l'autre.
| Site suivi | Vitesse avant rupture | Délai entre alarme et rupture |
|---|---|---|
| Carrière de Saint-Saulve (craie) | 0,45 mm par an | 3 à 6 mois |
| Carrière de Crouzilles (calcaire) | 0,91 mm par an | 6 mois à 1 an |
| Mine de la Mairy (fer) | 3 mm par heure | Quelques minutes |
| Mine White Pine (cuivre) | 0,4 mm par jour | 9 à 10 jours |
D'un site à l'autre, le seuil d'alarme varie donc de 0,45 mm par an à 3 mm par heure. Un rapport de 1 à 58 000. Et le délai utile passe d'une année à quelques minutes.
Ce qu'aucun tableau ne donnera : il n'existe pas de vitesse universelle en millimètres par jour au-delà de laquelle il faut évacuer. L'Ineris le dit sans détour à propos des vitesses relevées dans les carrières de craie du Nord, ces valeurs ne sont pas transposables en l'état d'un site à un autre. Le seuil dépend du mécanisme, des terrains, des enjeux exposés et du délai nécessaire pour agir. L'interprétation des signes précurseurs nécessite l'intervention d'experts confirmés, et la surveillance avertit d'un danger sans s'opposer au mécanisme qui le produit. Elle ne remplace jamais un traitement.
Les guides officiels qui détaillent la mise en œuvre
Ces documents sont publics, gratuits et téléchargeables. Ce sont les références qu'utilisent les bureaux d'études eux-mêmes, du versant instable jusqu'au barrage soumis à obligation de surveillance.
Le document le plus complet en français. Fiches par capteur, extensomètre, fissuromètre, inclinomètre et mire à vernier, règles d'implantation, définition des seuils, et dix études de cas réels dont la route du littoral à La Réunion et le versant des Ruines à Séchilienne.
Ouvrir le guide (PDF)Distinction entre indicateur et mesureur, critères d'alarme par seuil ou par gradient, période d'apprentissage, correction des effets de température, gestion des fausses alarmes. Contient le suivi d'une carrière de pierre de taille sur six ans.
Ouvrir le guide (PDF)Source des vitesses de déformation avant effondrement citées plus haut. Compare l'inspection visuelle, la télémesure et la télésurveillance, et détaille le moment où la surveillance devient plus coûteuse que le comblement.
Ouvrir le guide (PDF)Le cas d'un ouvrage où l'auscultation devient une obligation légale. Montre comment se définit un dispositif d'auscultation sur un barrage, la modulation de la fréquence des mesures selon le remplissage de la retenue, et le rôle des valeurs limites qui déclenchent l'appel à un organisme agréé.
Ouvrir le guide (PDF)Ce qui fait le prix du matériel et du suivi
Aucune grille publique ne chiffre un extensomètre ni une prestation de suivi, et pour une raison de fond : deux ouvrages ne demandent jamais le même dispositif. Un fissuromètre relevé à la main sur un mur de jardin et un réseau télésurveillé sur une carrière sous des habitations n'ont en commun que le principe de mesure. Voici les postes qui font réellement la facture.
| Poste | Ce qui le fait varier |
|---|---|
| Nombre de capteurs | Étendue de la zone, points sensibles à doubler pour la redondance |
| Forage | Poste lourd dès qu'on instrumente depuis la surface plutôt que depuis l'intérieur de l'ouvrage |
| Accès au point de mesure | Un point atteint en rampant coûte plus cher à poser et à maintenir |
| Mode de relevé | Lecture manuelle sur place, ou centrale d'acquisition et télétransmission |
| Alimentation | Raccordement au réseau à proximité, ou dispositif autonome sur panneau solaire |
| Durée du suivi | Quelques semaines, quelques années, ou plus de dix ans |
| Maintenance | Contrôle périodique semestriel ou annuel, stock de pièces, astreinte |
Deux arbitrages documentés font baisser la note. L'Ineris recommande de privilégier l'application depuis l'intérieur de l'ouvrage plutôt que depuis la surface, et les approches globales plutôt que ponctuelles. Traduction pour un chantier courant : chaque forage évité pèse davantage que le prix du capteur lui-même.
Un chiffre sert malgré tout de repère. Quand le suivi accompagne un désordre sur un bâtiment, il s'intègre le plus souvent à une mission de diagnostic G5, dont le budget se situe entre 2 000 et 5 000 €. Le dispositif de mesure vient en supplément et se chiffre au cas par cas, avec le programme.
Le calcul qui échappe souvent : la surveillance est une solution d'attente. L'Ineris la présente comme une stratégie qui reporte ou fragmente dans le temps les travaux, pour mieux en répartir le coût. Elle ne supprime pas le problème, elle le tient à l'œil. Sur une longue durée, l'addition des relevés, de la maintenance et des astreintes peut finir par approcher le prix d'un confortement définitif. Avant de signer pour plusieurs années de capteurs, demandez en parallèle un devis de traitement, et comparez les deux sur la durée réelle envisagée.
Questions fréquentes
Qu'est-ce qu'un extensomètre en géotechnique
Quelle différence entre un extensomètre et un fissuromètre
Quelle différence entre un extensomètre et un inclinomètre
Quelle précision atteint un extensomètre
Comment se pose un extensomètre sur un talus
Qu'est-ce qu'un extensomètre en forage
Comment fixe-t-on un seuil d'alerte
Quelle différence entre un seuil et un gradient
Comment éviter les fausses alarmes
Un témoin de plâtre remplace-t-il un extensomètre
Pourquoi la vitesse compte plus que la valeur mesurée
Quelle norme encadre les extensomètres
À retenir
- L'extensomètre mesure le déplacement relatif entre deux points ancrés, le long d'une ligne, y compris à l'intérieur du terrain.
- La norme sépare les instruments : partie 2 pour les déplacements le long d'une ligne, partie 3 pour les déplacements perpendiculairement à cette ligne.
- Le fissuromètre suit une fissure visible, l'inclinomètre suit un basculement, le convergence-mètre suit deux surfaces qui se rapprochent.
- Un témoin de plâtre indique, un extensomètre mesure. Seul le second permet de distinguer une stabilisation d'une accélération.
- Le point fixe hors zone en mouvement conditionne toute la mesure. Sans lui, les chiffres ne veulent rien dire.
- Un seuil se cale après une période d'apprentissage de quelques semaines à quelques mois, jamais le jour de la pose.
- La température fabrique des mouvements fictifs. Comptez des fluctuations saisonnières de l'ordre du vingtième de millimètre.
- Le signal d'alerte le plus fiable est la vitesse et son accélération, plus que la valeur cumulée d'un jour donné. La valeur absolue garde son poids, un bâtiment se fissure dès quelques centimètres. Un glissement va de quelques millimètres par an à quelques mètres par jour.
- La surveillance avertit sans traiter. C'est une solution d'attente, dont le coût cumulé sur plusieurs années peut approcher celui d'un confortement définitif.
