Étude de sol : comprendre les risques géotechniques

Imaginez un immeuble flambant neuf qui s’affaisse soudainement ou encore une maison de campagne victime d’un glissement de terrain par la force de la nature. Loin d’être des fictions, ces cas de figure illustrent les dangers bien réels liés aux risques géotechniques. Toutefois, face à ces menaces susceptibles de frapper n’importe quelle construction, l’étude de sol s’impose comme une étape inévitable.

Essentiel, ce processus technique permet en réalité d’identifier en amont les risques géotechniques potentiels pouvant compromettre l’intégrité et la durabilité d’une structure : mouvements de terrain, retrait-gonflement des argiles, présence de nappe phréatique… En anticipant ces menaces, l’étude de sol se positionne ainsi comme le garant de la solidité du terrain devant accueillir des édifices.

Les fondamentaux de l’étude de sol

Par définition, l’étude de sol est une démarche scientifique rigoureuse dont l’objectif est d’évaluer les différentes propriétés géotechniques d’un terrain objet de vente ou devant accueillir une construction. Techniquement, il s’agit d’une analyse approfondie qui permet d’identifier la nature du sol, sa composition, sa capacité de drainage sans oublier sa sensibilité aux risques géotechniques.

Il existe plusieurs types d’études de sol, chacune avec ses spécificités. Régi par la norme NFP 94-500, cet ensemble est classifié en 5 grandes familles :

• L’étude de sol G1 : pour des missions d’études préliminaires pour la vente de terrain constructible ;
• L’étude de sol G2 : pour des missions géotechniques de conception ;
• L’étude de sol G3 : pour le suivi de la conformité des travaux de construction vis-à-vis des exigences du projet ;
• L’étude de sol G4 : pour la supervision d’exécution des travaux à la charge du maître d’ouvrage ;
• L’étude de sol G5 : pour l’évaluation géotechnique après sinistres ou dommages structurels dans un bâtiment.

S’agissant de son procédé, les principales étapes d’une étude de sol comprennent :

1. Reconnaissance du terrain : visite du site pour une première évaluation visuelle et identification des zones à risque.
2. Prélèvements : des forages ou des sondages sont réalisés pour extraire des échantillons de sol à différentes profondeurs.
3. Analyses en laboratoire : tests rigoureux des échantillons prélevés pour déterminer la composition, la densité, la porosité et d’autres propriétés physiques et chimiques du sol.
4. Rapport final : synthèse dans un document des données collectées et des recommandations pour la conception des fondations et la gestion des risques.

Au-delà de ces caractéristiques, il faut reconnaitre que l’étude de sol n’est pas l’œuvre d’une seule personne, mais plutôt une collaboration entre plusieurs experts, dont les géotechniciens, les architectes, le maître d’ouvrage, etc.

Les risques géotechniques principaux

La stabilité d’une construction repose essentiellement sur sa capacité à résister aux forces de la nature. De ce fait, les risques géotechniques, souvent imprévisibles, doivent être minutieusement évalués pour assurer non seulement la sécurité de la structure, mais aussi celle de ses occupants.

Mouvements de terrain (tassements, affaissements, glissements de terrain)

Les mouvements de terrain représentent une menace majeure pour les constructions, qu’importe leur nature. Les risques les plus courants sont :

• Les tassements : résultent généralement d’un compactage inégal du sol ou de la décomposition de matières organiques. Ils peuvent entraîner des fissures dans les fondations.
• Les affaissements : surviennent suite à l’effondrement de cavités souterraines ou d’une extraction excessive d’eau souterraine.
• Les glissements de terrain : se produisent lorsque des masses de sol se déplacent sous l’effet de la gravité, de l’eau ou d’autres facteurs. Ils peuvent emporter des pans entiers de terrain, mettant en péril les structures situées en amont ou en aval.

Retrait-gonflement des argiles

Le retrait-gonflement des argiles est un phénomène qui se produit lorsque les sols argileux se contractent en période de sécheresse et gonflent lorsqu’ils sont réhydratés. Cette alternance peut entrainer des dommages considérables aux bâtiments, allant de simples fissures à des déformations structurelles graves.

Inondations et remontées des nappes phréatiques

Les inondations et les remontées des nappes phréatiques peuvent saturer les sols, réduisant leur résistance et provoquant potentiellement l’effondrement des structures.

• Les inondations : provoquées par des pluies torrentielles ou des raz-de-marée, elles peuvent submerger les constructions et causer d’importants dégâts.
• Les remontées des nappes phréatiques : lorsque le niveau de la nappe souterraine s’élève anormalement, cela peut fragiliser les fondations des constructions. Des cas de remontées de nappes phréatiques sont fréquents dans les zones côtières et les régions sujettes à des sécheresses prolongées.

Identification et évaluation des risques géotechniques grâce à l’étude de sol

Dans le cadre d’une étude de sol, les méthodes d’investigation ou d’évaluation varient selon les spécificités du projet et peuvent inclure différentes techniques.

Sondages et forages

Les sondages et forages sont des techniques de prélèvement direct qui fournissent des échantillons de sol à différentes profondeurs. Ces prélèvements sont essentiels pour comprendre la stratigraphie du sous-sol, c’est-à-dire la disposition et la nature des différentes couches géologiques.

Généralement, les sondages sont réalisés à l’aide d’une tarière et permettent d’obtenir des informations jusqu’à une certaine profondeur. En revanche, les forages, effectués avec des équipements mécaniques plus complexes, peuvent atteindre des couches plus profondes et fournir des carottes de sol pour une analyse détaillée.

Essais in situ et analyses en laboratoire

Les essais in situ, tels que les tests de pénétration statique, les essais pénétrométriques ou encore les essais pressiométriques, mesurent la résistance du sol et ses propriétés mécaniques directement sur le terrain.

Ces tests sont complétés par des analyses en laboratoire, où les échantillons prélevés sont soumis à une batterie d’essais pour déterminer leur composition, leur densité, porosité et d’autres caractéristiques essentielles pour évaluer leur comportement sous charge.

Analyses géologiques et géotechniques

Les analyses géologiques et géotechniques permettent de dresser un portrait complet du sous-sol. Elles incluent l’étude des cartes géologiques, l’interprétation des données de télédétection et l’analyse des risques historiques associés au site. Ces analyses aident à prédire le comportement du sol dans différentes conditions et à identifier les zones susceptibles de présenter des risques géotechniques.

Conclusion 

L’étude de sol se révèle être un pilier fondamental dans l’identification des risques géotechniques pouvant comprendre la solidité d’un bâtiment ou d’une structure à ériger. Ces menaces comprennent entre autres les glissements de terrain, les remontées de nappes phréatiques, le retrait-gonflement des argiles, les tassements…

L’identification et l’évaluation de ces risques nécessitent aussi bien des essais et des tests sur le terrain, mais également des analyses en laboratoire. La synthèse de toutes ces données aboutit à un rapport d’étude de sol qui oriente le choix des décideurs sur les mesures à prendre pour assurer la sécurité de toute construction. Bien évidemment, l’expertise d’un géotechnicien compétent est déterminante dans ce processus. Son rôle est d’autant plus important dans les zones à haut risque.