La Géophysique Appliquée au BTP : Guide Complet 2026
La géophysique de surface est un ensemble de techniques non ou peu intrusives qui permettent d’explorer le sous-sol sur de grandes surfaces et grandes profondeurs, à moindre coût par rapport aux forages. Complémentaires des reconnaissances géotechniques classiques, ces méthodes sont de plus en plus utilisées dans les projets BTP complexes pour cartographier les formations géologiques, détecter des cavités, évaluer la profondeur du bedrock ou caractériser la variabilité latérale des terrains.
Table des matières
- Sismique réfraction
- Méthode MASW (ondes de surface)
- Tomographie électrique
- Géoradar GPR
- Applications BTP concrètes
- Limites et complémentarité avec les forages
Sismique réfraction
La sismique réfraction exploite la propagation des ondes sismiques (P et S) dans le sol. Une source d’énergie (masse frappant une plaque métallique, ou explosif) génère des ondes qui se propagent dans le sous-sol et sont captées par des géophones disposés en ligne. Les premières arrivées permettent de calculer les vitesses de propagation VP dans chaque couche.
Les vitesses VP (ondes de compression) sont caractéristiques du type de formation :
| Formation | VP (m/s) | Interprétation géotechnique |
|---|---|---|
| Sols meubles (remblais, limons) | 200 à 700 | Faible résistance, compressible |
| Argiles, marnes | 500 à 1500 | Variable selon la compacité |
| Calcaires altérés | 1000 à 2500 | Semi-rocheux |
| Calcaires sains / granites | 3000 à 6000 | Roche dure, excellente portance |
Applications BTP : détermination de la profondeur du substratum rocheux, cartographie du toit du rocher pour dimensionnement de terrassements (fouilles, tranchées), identification des zones d’altération, évaluation de la ripabilité des terrains.
Méthode MASW (Multichannel Analysis of Surface Waves)
La méthode MASW analyse la dispersion des ondes de surface (ondes de Rayleigh) pour calculer le profil de vitesse des ondes de cisaillement VS en fonction de la profondeur. La vitesse VS est directement liée à la rigidité du sol et à sa résistance.
L’application parasismique est majeure : la valeur VS30 (vitesse moyenne des ondes S dans les 30 premiers mètres) est utilisée par l’Eurocode 8 (calcul sismique) pour classifier les sols (catégories A à E) et calculer les spectres de réponse sismique. Cette classification est obligatoire pour les constructions en zones sismiques (zones 2 à 5 en France).
Tomographie électrique (ERT)
La tomographie de résistivité électrique (ERT - Electrical Resistivity Tomography) mesure la résistivité électrique apparente du sous-sol en injectant un courant électrique dans le sol via des électrodes et en mesurant la différence de potentiel. La résistivité dépend principalement de la nature des formations et de leur teneur en eau.
Résistivités caractéristiques
- Argiles saturées : 1 à 10 Ω·m
- Limons, marnes : 10 à 100 Ω·m
- Calcaires : 100 à 10 000 Ω·m
- Granites : 1 000 à 100 000 Ω·m
- Cavité remplie d’air : très élevée > 10 000 Ω·m
Applications BTP
- Détection de cavités souterraines
- Cartographie de la nappe phréatique
- Délimitation de zones d’altération
- Suivi de polluants dans le sol
- Diagnostic de digues et barrages
Géoradar GPR (Ground Penetrating Radar)
Le géoradar GPR émet des impulsions électromagnétiques hautes fréquences (10 MHz à 2,5 GHz) dans le sol et enregistre les réflexions sur les interfaces entre matériaux de propriétés diélectriques différentes. La résolution est excellente (quelques centimètres) mais la profondeur d’investigation est limitée (quelques mètres en sol argileux, jusqu’à 20-30 m en sol sec ou calcaire).
Applications BTP : détection de réseaux enterrés (avant terrassements), localisation de cavités peu profondes, contrôle de l’épaisseur et de l’état des dalles et chaussées, détection de vides sous dallage, investigation de fondations existantes.
Applications BTP concrètes
Projets linéaires
Routes, voies ferrées, canalisations : cartographie rapide de la variabilité géologique sur de longs linéaires, optimisation du programme de sondages ponctuels.
Risque cavités
Régions calcaires (Normandie, Île-de-France, Centre-Val de Loire) : combinaison ERT + GPR pour détecter et délimiter les cavités souterraines avant construction.
Sites industriels
Localisation de réseaux et structures enfouies avant terrassements, diagnostic de fondations existantes, suivi de pollutions.
Zones sismiques
MASW pour déterminer VS30 et la classe de sol sismique selon l’Eurocode 8 - obligatoire pour les constructions en zone 2 à 5.
Limites et complémentarité avec les sondages
La géophysique fournit une image indirecte du sous-sol, basée sur des contrastes de propriétés physiques. Elle ne remplace pas les sondages et essais directs, mais les complète efficacement en :
- Guidant l’implantation des sondages vers les zones à enjeux
- Interpolant entre les sondages pour évaluer la variabilité latérale
- Réduisant le nombre total de forages nécessaires (et donc le coût)
- Explorant des zones inaccessibles aux engins de forage
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Rédaction Solintek. Mise à jour le 10 octobre 2026.
