Les essais géotechniques utilisés dans un diagnostic G5

Un bâtiment se fissure, un dallage s’affaisse, un mur de soutènement se déplace… face à ces désordres, le premier réflexe consiste à commander une mission G5. Définie par la norme NF P 94-500, cette mission de diagnostic géotechnique est la seule à intervenir sur un ouvrage existant pour en comprendre les pathologies, qu’il y ait sinistre déclaré ou simple suspicion de dysfonctionnement.

Sa particularité est d’être ciblée. En effet, elle ne porte pas sur la globalité d’un projet, mais sur un ou plusieurs éléments géotechniques spécifiques. Pour mener ce diagnostic à bien, le géotechnicien mobilise un arsenal d’essais précis, chacun apportant une information irremplaçable.

Quels sont les essais in situ réalisés ?

Les investigations de terrain constituent le cœur opérationnel du diagnostic G5. Plusieurs techniques complémentaires sont généralement mobilisées, leur combinaison variant selon la nature de l’ouvrage et les désordres constatés.

1. Les sondages et fouilles de reconnaissance

La première étape consiste à visualiser directement la coupe de sol et l’état des fondations. Des fouilles à la pelle mécanique permettent d’accéder aux fondations existantes pour en vérifier la géométrie, la profondeur et l’ancrage dans le bon horizon porteur. Ces fouilles révèlent également la présence éventuelle de remblais hétérogènes, de poches molles ou de zones remaniées.​

Les sondages carottés complètent ces fouilles lorsqu’une reconnaissance stratigraphique plus profonde est nécessaire. Ils permettent de récupérer des échantillons intacts, indispensables aux essais de laboratoire. La continuité du carotte offre une lecture directe de la succession des couches et de leur état mécanique apparent.​

2. L’essai pénétrométrique

Le pénétromètre dynamique est l’essai de reconnaissance le plus couramment utilisé dans un diagnostic G5. Son principe est simple : un train de tiges équipé d’une pointe est enfoncé dans le sol par battage, et la résistance à la pénétration est mesurée en continu. Ce profil de résistance traduit directement la compacité et la portance des différentes couches traversées.

Dans le contexte d’un diagnostic, le pénétromètre est particulièrement utile pour comparer la résistance du sol sous plusieurs points d’un même ouvrage et mettre en évidence des hétérogénéités latérales qui expliqueraient des tassements différentiels. Il est rapide, peu coûteux et permet de multiplier les points d’investigation sur une même emprise.

3. L’essai pressiométrique Ménard

Plus précis que le pénétromètre, l’essai pressiométrique Ménard (NF P94-110) consiste à dilater radialement une sonde cylindrique dans un forage préalablement réalisé. Il fournit deux paramètres fondamentaux : le module pressiométrique EM, qui traduit la déformabilité du sol, et la pression limite pl, indicatrice de sa résistance à la rupture.​

Dans un diagnostic G5, le pressiomètre est mobilisé lorsqu’on cherche à comprendre des tassements importants ou des capacités portantes insuffisantes sous une fondation. Il permet de quantifier précisément l’écart entre les caractéristiques du sol réellement en place et celles qui auraient dû être prises en compte lors de la conception initiale de l’ouvrage.​

4. Les mesures piézométriques

La variation du niveau de la nappe phréatique est souvent au cœur des sinistres géotechniques, notamment dans les sols argileux sensibles au retrait-gonflement. La mise en place de piézomètres permet de surveiller les fluctuations de la nappe et d’établir un lien causal entre ces variations et les désordres observés.​

Ces mesures sont particulièrement utiles pour les sinistres apparus après une période de sécheresse prolongée ou, à l’inverse, après de fortes précipitations. Elles peuvent aussi révéler des venues d’eau souterraine inattendues qui fragilisent les fondations ou génèrent des poussées hydrostatiques sur les ouvrages de soutènement.

5. Les méthodes géophysiques

Lorsque les désordres laissent suspecter la présence de cavités souterraines, de zones remaniées ou d’hétérogénéités profondes, les méthodes géophysiques (géoradar, tomographie électrique, sismique réfraction) peuvent compléter les investigations classiques. Ces techniques non destructives offrent une image continue du sous-sol sur des surfaces étendues, là où les sondages ponctuels ne suffisent pas.

Quels essais de laboratoire accompagnent le diagnostic ?

Les échantillons prélevés lors des sondages alimentent un programme d’analyses en laboratoire, destiné à caractériser finement le comportement mécanique et physico-chimique du sol.

Les principaux essais réalisés sont les suivants :

• Analyse granulométrique (NF P94-056 et NF P94-057) : détermine la distribution en taille des particules par tamisage et sédimentométrie, permettant de classer le sol et d’évaluer son comportement drainant
• Limites d’Atterberg : mesurent la plasticité des sols fins argileux, paramètre clé pour anticiper leur sensibilité au retrait-gonflement
• Essai œdométrique : quantifie la compressibilité et le gonflement potentiel d’un sol sous contrainte, directement lié aux risques de tassement
• Essai triaxial : détermine la résistance au cisaillement du sol (cohésion et angle de frottement interne), paramètres indispensables pour vérifier la stabilité des fondations ou des talus
• Teneur en eau naturelle et densité : fournissent des indicateurs de l’état hydrique actuel du sol et de son évolution possible

Comment s’organise la stratégie d’investigation ?

Avant tout sondage ou essai, la mission G5 impose une phase documentaire rigoureuse. Le géotechnicien collecte les études de sol antérieures, les cartes géologiques du BRGM, les rapports d’expertise et les plans de fondations existants. Cette première lecture permet de formuler des hypothèses sur l’origine des désordres et de calibrer précisément les investigations de terrain, évitant ainsi toute dépense inutile.​

L’emplacement des points de sondage, la nature des essais et la profondeur d’investigation sont ensuite définis sur-mesure, en fonction de la géologie locale et des pathologies observées. 

Comment les résultats sont-ils exploités ?

L’ensemble des données terrain et laboratoire est intégré dans une analyse causale structurée. Le géotechnicien confronte les caractéristiques du sol mesuré avec les hypothèses de calcul initiales, les conditions d’exécution des travaux et les événements survenus (modification de la nappe, surcharges imprévues, travaux voisins).​

Le rapport G5 livre alors un scénario explicatif des désordres, hiérarchisé selon les causes probables, et propose des pistes de confortement (injections, micropieux, drainage, traitement des sols). Ce rapport constitue le document de référence pour tout dossier d’indemnisation auprès d’une compagnie d’assurance, notamment dans le cadre du régime catastrophe naturelle retrait-gonflement des argiles. Si une solution doit être dimensionnée, une mission G2 PRO est lancée sur la base de ce diagnostic, garantissant ainsi la continuité de la chaîne géotechnique prescrite par la norme NF P 94-500