Géoradar : voir sous le sol sans creuser

Un radar de sol balaie près de 5 000 m² de terrain en une journée, sans creuser le moindre trou. Il envoie des ondes dans le sol et lit ce qui rebondit pour repérer un tuyau enterré, une ancienne cave ou une couche cachée. Sa vraie faiblesse tient en un mot, l'argile, qui éteint le signal et rabote la profondeur utile. On vous explique comment il travaille, ce qu'il voit bien, le terrain où il décroche, et ce que couvre une location d'appareil.

Comment le radar lit le sous-sol

Le radar de sol, aussi appelé géoradar ou GPR pour l'anglais ground penetrating radar, se traduit en français par radar à pénétration de sol. Il envoie une impulsion d'ondes électromagnétiques dans le sol. Ces ondes voyagent, rencontrent les couches et les objets, et une partie revient vers la surface. Une antenne capte ce signal de retour.

Le radar de sol appartient à la famille des méthodes qui imagent le sous-sol sans le détruire, aux côtés de la sismique, de la mesure électrique et de la gravimétrie. Chacune a ses forces. Le radar, lui, joue la carte de la précision sur les premiers mètres.

Ce qu'un radargramme montre

Le radargramme est une image en coupe. L'axe horizontal suit le trajet de l'antenne au sol. L'axe vertical représente le temps de retour des ondes, converti en profondeur quand on connaît leur vitesse dans le terrain. Un objet enterré ressort souvent sous la forme d'un arc, une hyperbole reconnaissable qui trahit une cible ponctuelle comme un tuyau.

Ce qui règle la profondeur atteinte

Deux facteurs commandent la profondeur atteinte. La fréquence de l'antenne d'abord, une antenne basse fréquence descend plus loin, une antenne haute fréquence reste près de la surface mais détaille mieux. La nature du sol ensuite, un terrain sec et résistant laisse filer les ondes, un terrain argileux ou humide les absorbe vite. La description technique de la méthode figure sur le portail Wikigeotech du ministère de la Transition écologique.

Convertir le temps en profondeur demande un étalonnage

Le radar mesure un temps, pas une distance. Pour traduire les nanosecondes du radargramme en mètres, il faut connaître la vitesse des ondes dans ce terrain précis.

Cette vitesse dépend surtout de la teneur en eau. Dans les remblais et les lœss de Schiltigheim, le BRGM a mesuré 10 centimètres par nanoseconde, ce qui fait correspondre 20 nanosecondes à 1 mètre de profondeur. Dans un vide rempli d'air, l'onde file trois fois plus vite.

Le calage se fait sur place, en ajustant la vitesse sur la forme des hyperboles enregistrées, ou en recoupant avec un sondage de contrôle. Sans lui, une profondeur annoncée reste approximative.

Ce que le radar repère sous la surface

Le radar donne le meilleur de lui-même sur les cibles proches de la surface. Sa force, c'est la précision de localisation sur les premiers mètres, là où d'autres méthodes restent floues. Les usages les plus courants :

• Réseaux enterrés : canalisations, câbles et gaines, à repérer avant d'ouvrir une tranchée.
• Structures sous dalle : armatures d'un béton, épaisseur d'un dallage, vide sous un plancher.
• Cavités peu profondes : ancienne cave, galerie, vide comblé ou maçonné, dans un terrain non argileux.
• Interfaces et remblais : toit du rocher, limite d'un remblai ancien, position d'une nappe dans un sol favorable.
• Archéologie préventive : murs enfouis, fossés, sols construits, pour placer les tranchées de sondage.

Le repérage des réseaux enterrés reste l'usage phare du radar en ville. Le Cerema teste par exemple le radar impulsionnel pour localiser les fuites sur les canalisations d'eau enterrées, couplé à l'imagerie infrarouge. Aucun sondage à ce stade. Le radar travaille depuis la surface, tracté ou poussé à la main.

L'archéologie s'en sert aussi. Avant un chantier, l'État peut prescrire un diagnostic archéologique sur l'emprise du projet, environ 2 200 par an en France selon le ministère de la Culture. Le radar y sert à cibler les tranchées, pas à les remplacer.

Repérer une canalisation enterrée avant de creuser

La canalisation est le premier motif d'appel au géoradar en ville. Un chantier de voirie, une extension de maison, un raccordement, et la question revient toujours la même. Où passe le tuyau.

Le radar apporte ici ce que la détection électromagnétique ne sait pas faire. Cette dernière suit un courant, donc uniquement des réseaux conducteurs, fonte, acier, cuivre, câbles électriques et télécom. Une conduite en PVC ou en polyéthylène lui reste invisible. Le géoradar, lui, réagit au contraste entre le tuyau et le terrain, quel que soit le matériau.

Ce qu'un géoradar de canalisation repère couramment :

• Eau potable : conduites en fonte, en acier ou en polyéthylène.
• Assainissement : réseaux en PVC, en grès ou en béton.
• Réseaux secs : fourreaux, gaines de fibre optique, câbles enterrés.
• Ouvrages oubliés : cuve, fosse septique, ancien branchement abandonné.

Ce que le radar ne dit pas du réseau

Une limite à poser d'entrée. Le géoradar localise un objet, il n'identifie pas sa nature. Il montre qu'un tuyau passe à 80 centimètres sous la chaussée. Il ne dit pas s'il transporte du gaz, de l'eau potable ou des eaux usées.

D'où la pratique courante sur les chantiers sensibles, passer les deux méthodes. La détection électromagnétique confirme et suit les réseaux métalliques. Le radar complète sur le plastique et le béton. Le croisement des deux lève l'ambiguïté.

Pourquoi l'argile étouffe le signal

C'est la limite honnête à connaître avant de commander un passage radar. Dans un sol argileux ou gorgé d'eau, les ondes électromagnétiques s'amortissent en quelques dizaines de centimètres. La profondeur utile fond, et le radargramme devient illisible sous cette couche. Les géophysiciens parlent d'effet de masque.

À l'inverse, un sol sableux et sec, un calcaire sain ou une dalle de béton laissent passer les ondes bien plus loin. Le même appareil descend à plusieurs mètres dans du sable et plafonne sous le mètre dans une argile compacte. Un bilan du BRGM sur la détection de cavités par géophysique le confirme, le radar donne de bons résultats sur un calcaire affleurant et cale dès qu'un recouvrement argileux absorbe le signal.

Haute ou basse fréquence, choisir l'antenne

Le choix de l'antenne se joue sur un compromis simple. Plus la fréquence monte, plus l'image est fine, mais moins l'onde descend. Plus la fréquence baisse, plus on gagne en profondeur, mais on perd en détail. On règle l'antenne selon la cible, jamais l'inverse.

Un ordre de grandeur aide à visualiser. La finesse dépend de la longueur d'onde dans le terrain. Une antenne de 500 mégahertz, dans un sol où l'onde file à 10 centimètres par nanoseconde, travaille avec une longueur d'onde de 20 centimètres, ce qui donne une résolution de l'ordre de 5 centimètres. Descendez en fréquence pour aller plus profond, et cette finesse diminue d'autant. Pour choisir sans se tromper :

• Petites cibles proches, comme des armatures ou des câbles, une antenne haute fréquence.
• Cibles plus profondes, comme une couche ou une cavité, une antenne basse fréquence.
• Doute sur la profondeur, le géophysicien passe souvent plusieurs antennes sur le même profil.

Ce que recouvre le radar dit grande profondeur

Le terme circule beaucoup dans les catalogues de matériel. Il désigne les antennes basses fréquences, en pratique autour de 100 à 200 mégahertz, annoncées jusqu'à 15 ou 20 mètres, parfois davantage en configuration à deux antennes séparées.

Ces chiffres sortent de conditions favorables. Le sol commande plus que l'appareil.

Un repère mesuré plutôt qu'annoncé, le BRGM retient en zone urbanisée au moins 1,5 à 2 mètres avec une antenne de 500 mégahertz, et moins dès que le terrain devient argileux.

Prenez une même antenne de 250 mégahertz. Elle descend de 2 à 3 mètres dans un remblai urbain, 1 à 1,5 mètre dans un terrain saturé d'eau, environ 1 mètre dans un matériau argileux. Trois résultats, un seul appareil. Ce sont des ordres de grandeur, pas des garanties. Trois réflexes en découlent :

• Une profondeur annoncée par un fabricant vaut pour un sol favorable, sable sec ou calcaire sain.
• Sur un terrain argileux, un radar de sol grande profondeur donne à peu près le même résultat qu'une antenne courante, le signal s'amortit avant d'atteindre la cible.
• Demandez au bureau d'études la profondeur atteinte sur des terrains comparables au vôtre, pas la fiche technique de l'appareil.

Le relevé en 3D face aux profils isolés

Un profil radar isolé donne une coupe, et rien à côté. Deux profils espacés de 5 mètres laissent entre eux une bande aveugle où un tuyau passe sans être vu. Le relevé en trois dimensions comble ce trou.

Deux façons de l'obtenir. Soit un maillage serré de profils parallèles et croisés, souvent tous les 0,5 mètre dans les deux sens. Soit un appareil à plusieurs antennes alignées, qui balaie une bande large en un seul passage.

Une auscultation géoradar en 3D se lit comme une série de plans en vue de dessus, un par tranche de profondeur. Bien plus parlant pour un maître d'ouvrage qu'une pile de coupes verticales. Le surcoût vient du temps passé, un maillage à 0,5 mètre sur une cour de 800 m² représente plus de 3 kilomètres de lignes de mesure, contre quelques dizaines de mètres pour deux profils. Le traitement des données s'ajoute au temps de terrain.

Combien coûte un passage au radar

Un passage géoradar se facture le plus souvent à la journée, entre 350 et 1 200 € HT selon la surface à couvrir et le rendu demandé. Pour un simple repérage de réseau ou une recherche de fuite sur une zone réduite, comptez plutôt 250 à 700 € HT. Sur un long linéaire de réseau, la facturation se fait parfois au mètre, de l'ordre de 3 à 15 € le mètre. Une reconnaissance géophysique complète, qui associe le radar à une autre méthode, se chiffre sur devis.

Fourchettes indicatives constatées sur le marché de la détection. Le montant dépend de la surface, du nombre de réseaux et de l'accessibilité du site. Un devis détaillé fixe le prix pour votre chantier.

Trois éléments font bouger la facture :

• La surface et le linéaire à balayer, une cour de maison ne mobilise pas le même temps qu'une voirie complète.
• La nature du sol, un terrain argileux impose parfois de coupler le radar à une autre méthode, ce qui alourdit le coût.
• Le rendu attendu, un simple marquage au sol revient moins cher qu'un plan géoréférencé livré en cartographie.

La location d'un géoradar ne remplace pas un radariste

Louer un géoradar de détection de réseaux coûte 220 à 350 € HT la journée, et 1 100 à 1 400 € HT la semaine chez la plupart des loueurs. Les appareils les plus équipés montent au-dessus. L'appareil arrive nu. Ni opérateur, ni lecture des données, ni plan à la fin.

Le radariste est le technicien ou l'ingénieur qui règle l'antenne, conduit le passage sur le terrain et interprète le radargramme. C'est lui qui transforme des échos en position de tuyau. Sans lui, une location livre un fichier, pas un résultat.

Le tarif affiché n'est jamais le tarif payé. Trois lignes s'ajoutent presque toujours :

• L'assurance du matériel, facturée en supplément pour chaque jour de location.
• Le transport aller et retour, à votre charge, sauf retrait en agence.
• Une caution, souvent doublée d'un minimum de facturation de deux jours.

Ajoutez un délai de réservation de plusieurs jours ouvrés chez la plupart des loueurs. Une location décidée la veille pour le lendemain marche rarement.

Reste le point qui bloque le plus souvent, la réglementation. Avant d'ouvrir une tranchée, les déclarations obligatoires sur les réseaux enterrés fixent qui intervient, et avec quelles garanties.

Le point dur reste la lecture. Un radargramme brut affiche des arcs, des franges et du bruit. Distinguer l'écho d'une canalisation de celui d'une racine, d'un bloc rocheux ou d'une ancienne tranchée rebouchée demande de l'habitude, et un réglage juste de la vitesse des ondes dans ce terrain-là. Un opérateur formé valide ses cibles sur place et repasse au besoin. Sans cette lecture, il reste un fichier que personne ne sait traduire.

Pour un particulier, un artisan ou une entreprise qui aborde la méthode pour la première fois, la location revient plus cher qu'une prestation. Vous payez l'appareil, le transport, l'assurance, une journée de terrain, et vous ressortez sans plan exploitable.

Se former au géoradar avant de louer

Aucun diplôme n'est imposé pour tenir un géoradar. Les loueurs recommandent malgré tout une formation aux clients sans expérience, et trois voies existent selon le temps que vous pouvez y consacrer.

Côté public, le BRGM porte un catalogue de formation continue en géosciences qui couvre les champs d'application des méthodes géophysiques, avec un organisme certifié Qualiopi. Le titre professionnel, lui, est notamment porté par l'Afpa, découpé en certificats de compétences que l'on passe séparément.

Deux réflexes avant de signer une inscription :

• La certification Qualiopi de l'organisme, elle conditionne la prise en charge par un opérateur de compétences.
• La part de terrain dans le programme, une journée de diapositives en salle ne remplace pas un passage réel avec l'appareil.

L'AIPR, l'autorisation exigée sur les chantiers

C'est le document que beaucoup oublient. Depuis le 1er janvier 2018, toute personne qui intervient à proximité d'un réseau enterré ou aérien doit détenir une autorisation d'intervention à proximité des réseaux, l'AIPR. Celui qui pousse le radar sur votre chantier est concerné.

Elle se décline en trois profils. Opérateur pour celui qui exécute les travaux sur le terrain, encadrant pour celui qui dirige le chantier, concepteur pour celui qui intervient en amont, en étude ou en localisation de réseaux.

C'est l'employeur qui la délivre à son salarié, sur la base d'une attestation obtenue par un examen à choix multiples passé dans un centre agréé par le ministère. Elle vaut 5 ans. La liste des centres agréés et la banque de questions sont publiées en libre accès sur le portail du guichet unique.

Bien préparer un passage au radar

Un passage radar réussi se prépare avant l'intervention. Plus le bureau d'études connaît la cible et le terrain, mieux il règle l'antenne et le pas de mesure. Voici ce qu'il attend de votre part.

La qualité tient aussi à l'opérateur. La lecture d'un radargramme demande un radariste aguerri, capable de valider les signaux sur place. Côté rythme, une équipe couvre de l'ordre de 5 000 m² dans une journée sur un balayage simple. Un maillage serré destiné à un rendu en trois dimensions fait chuter ce chiffre. Demandez le pas de mesure retenu, c'est lui qui fixe le temps passé et la facture.

Questions fréquentes