L'essai œdométrique : mesurer ce qu'un sol fin va tasser

L’essai œdométrique se fait en laboratoire, sur une éprouvette taillée dans un prélèvement de sol fin. On la charge par étapes et l’on mesure, à chaque étape, de combien elle se tasse et en combien de temps. Il ne décrit pas le terrain entier : il fournit les paramètres dont le géotechnicien tire ensuite les tassements de l’ouvrage.

Les essais qui identifient un sol fin sont présentés dans le guide des limites d’Atterberg. Celui-ci traite de l’essai qui mesure sa compressibilité.

Ce que mesure l’essai

La norme NF EN ISO 17892-5 de mars 2017, en vigueur, encadre l’essai de chargement par paliers à l’œdomètre. Son résumé public en donne le principe : une éprouvette cylindrique de sol saturé, confinée latéralement par un anneau rigide, est chargée ou déchargée verticalement par paliers successifs, et drainée par le haut et par le bas. Le sol ne peut donc tasser que verticalement, en chassant son eau.

L’exploitation repose sur deux courbes, comme le présente le laboratoire de géotechnique de l’ESTP : la courbe de compressibilité, qui suit l’indice des vides en fonction du logarithme de la contrainte effective, et la courbe de consolidation, qui suit le tassement en fonction du temps sous un même palier. La première dit de combien le sol tasse, la seconde à quelle vitesse.

Les recommandations publiées en novembre 2024 par Syntec-Ingénierie et l’Union syndicale géotechnique (USG) listent ce que le procès-verbal doit fournir :

• la contrainte effective verticale en place (σ’v0), celle que le sol supporte aujourd’hui à la profondeur du prélèvement, qui sert de référence pour choisir les paliers ;
• la contrainte de préconsolidation (σ’p), au-delà de laquelle la courbe s’infléchit ; les recommandations demandent de la déterminer systématiquement ;
• les paramètres de compressibilité lus sur la courbe, notés Cc, Cs et Cg, et la contrainte σ’g ;
• le coefficient de consolidation (cv), qui règle la vitesse du tassement : au moins trois mesures sont recommandées, à des contraintes supérieures à la contrainte de préconsolidation ;
• le module œdométrique calculé à chaque palier, et la durée de chaque palier.

Pourquoi on le demande

Le tassement d’un sol fin

L’Agence qualité construction (AQC) le rappelle dans sa fiche A.01 (édition 2026) : les charges d’une maison provoquent des déformations du sol, qui dépendent de sa compressibilité, et un tassement différentiel de l’ordre du centimètre peut suffire à fissurer les murs. Elle range les vases, les tourbes et les remblais récents parmi les sols compressibles, et précise que le sol est sollicité, en principe, jusqu’à 3 à 4 m sous le niveau d’assise des fondations d’une maison : c’est dans cette tranche qu’une couche fine compressible pèse sur le comportement de l’ouvrage.

Les paramètres de l’essai servent alors, selon l’ESTP, à estimer l’amplitude et la vitesse du tassement, et à juger si la déformation attendue reste acceptable pendant la durée de vie de l’ouvrage. Ce calcul, qui combine les paramètres, l’épaisseur des couches et les charges, appartient à l’étude, pas au laboratoire. Les notions de rupture et de tassement sont expliquées dans le guide de la portance du sol.

L’argile sous une maison

Pour une maison sur sol argileux, la fiche A.02 de l’AQC (édition 2026) tient pour indispensables des essais de laboratoire : limites d’Atterberg, valeur au bleu, granulométrie, sédimentométrie et essai à l’œdomètre. Ils servent à reconnaître le type de sol et le potentiel de gonflement de toute couche argileuse d’assise, pour évaluer les tassements en cas de retrait et le soulèvement en cas de gonflement. Le gonflement a d’ailleurs sa propre norme d’essai, la XP P 94-091 de décembre 1995, toujours en vigueur, qui le mesure à l’œdomètre sur plusieurs éprouvettes. Le phénomène lui-même est décrit dans le guide du retrait-gonflement des argiles.

Un remblai, ou une charge étendue

Les recommandations de 2024 fixent le dernier palier de chargement au-dessus de la contrainte que le sol subira, au droit du prélèvement, après la construction de l’ouvrage étudié. L’essai se règle donc sur la charge du projet, qu’il s’agisse d’un bâtiment, d’un dallage chargé ou d’un remblai posé sur un sol fin.

Le remblai lui-même se traite autrement. Pour une éprouvette reconstituée à une densité et une teneur en eau choisies, les recommandations précisent que les paramètres obtenus ne permettent pas de déterminer la compressibilité du sol en place, et que le prescripteur doit fixer les conditions de préparation. Un ancien remblai, hétérogène, se reconnaît d’abord par les sondages : voir le guide du terrain remblayé. Les sols organiques sont présentés dans l’article sur les sols compressibles.

Les normes, avant et après 2017

La norme de 2017 ne fixe pas de séquence de chargement précise. Les recommandations de 2024 conseillent donc, si le prescripteur n’en définit pas, de reprendre celle de l’ancienne XP P 94-090-1, et de mener les calculs selon ses annexes. Elles signalent aussi un piège de lecture : la norme note e0 l’indice des vides de l’éprouvette au début de l’essai, alors que l’Eurocode 7 note ainsi celui du sol en place ; elles proposent d’écrire ei pour le premier.

Pour comparer deux rapports sur un même terrain, il faut donc regarder la norme citée et la séquence de chargement suivie avant les chiffres.

La durée réelle : des paliers de 24 heures

D’après les recommandations de 2024, un essai complet à l’œdomètre comprend 13 à 20 paliers, que le sol gonfle ou non. Chaque palier est maintenu 24 heures, à condition que ce temps ait suffi à dépasser la fin de la consolidation primaire (la valeur t100 de l’ancienne norme), et l’on ne passe au palier suivant que si la déformation est stabilisée sur 8 heures. À raison d’un palier par jour, un essai occupe donc sa cellule de 13 à 20 jours au moins.

Dans les grandes lignes, les paliers montent par étapes, d’une contrainte faible à la contrainte en place, puis au-delà de la contrainte de préconsolidation ; un cycle de déchargement puis de rechargement suit ; le chargement reprend jusqu’à obtenir trois points alignés sur la courbe et une contrainte supérieure à celle du sol après construction ; l’éprouvette est enfin déchargée. Le détail des paliers relève du laboratoire et de la norme.

Cette durée compte dans le calendrier d’une étude : le guide des limites d’Atterberg le rappelle, c’est un essai bien plus long que la mesure des limites.

Un essai qui exige un échantillon intact

L’essai porte sur le sol tel qu’il est dans le terrain. Les recommandations de 2024 conseillent fortement de le réaliser sur un prélèvement de sol intact. Elles ajoutent que la méthode qui consiste à extraire une portion de sol de la carotte pour y tailler l’éprouvette ne convient pas aux sols très compressibles, comme les vases molles et les tourbes peu denses : la moindre manipulation les remanie. Pour ces sols, il est préférable de tailler l’éprouvette directement dans une portion de la carotte de prélèvement. La bague mesure en général de 50 à 70 mm de diamètre.

Il faut donc des sondages qui remontent des échantillons peu remaniés, carottes ou tubes de prélèvement : voir les sondages et le prix du carottage.

Le résumé de la norme signale enfin trois limites. La petite éprouvette reflète mal les hétérogénéités d’un sol naturel, d’où le conseil des recommandations de multiplier les essais. Sous une vraie fondation, les contraintes et le drainage sont généralement en trois dimensions, ce qui peut écarter le tassement calculé, ou sa vitesse, de la réalité. Et l’analyse suppose un sol saturé : pour un sol non saturé, certains paramètres peuvent ne pas convenir.

Lire un procès-verbal d’essai

Quelques points se vérifient sans être géotechnicien, d’après les recommandations de 2024 :

1. La norme et la séquence. Le procès-verbal cite la NF EN ISO 17892-5 et dit quelle séquence de chargement a été suivie.
2. L’éprouvette. Prélèvement intact ou éprouvette reconstituée ; dans ce cas, la densité et la préparation doivent être indiquées.
3. La contrainte de préconsolidation. Elle est déterminée, et elle doit rester cohérente avec la nature du sol fin et son histoire géologique.
4. Le dernier palier. Il dépasse la contrainte que le sol subira après construction ; sinon, l’essai ne couvre pas la charge du projet.
5. Les durées. Le procès-verbal donne la durée de chaque palier, en heures.
6. La vitesse. Au moins trois coefficients de consolidation au-delà de la contrainte de préconsolidation, les courbes étant dépouillées par la méthode du logarithme et par celle de la racine carrée du temps.
7. Les données brutes. Le tableau numérique des points de la courbe et le module œdométrique de chaque palier.

Un procès-verbal donne des paramètres ; il ne donne pas le tassement de la maison ou du bâtiment. C’est le rapport d’étude qui les exploite, couche par couche, avec les charges.

Dans une étude de sol

Les essais se font sur les prélèvements des sondages, sur les couches fines qui comptent pour le projet. Chez Solintek, ils sont confiés, quand la mission le demande, à des laboratoires partenaires. Leur prix est sur la page des essais de laboratoire, et l’ensemble des essais d’identification et de comportement est présenté dans l’article sur les essais de laboratoire.

C’est l’étude de conception G2 AVP, puis la G2 PRO, qui exploite ces résultats pour estimer les tassements et proposer les fondations. Quand une couche compressible est trop épaisse ou trop proche de la surface, l’étude peut orienter vers des fondations profondes ou l’amélioration du sol.