L'essai pressiométrique Ménard : méthode, grandeurs et lecture d'un profil

L’essai pressiométrique Ménard se réalise dans un forage préalable. Selon le résumé public de la NF EN ISO 22476-4 (septembre 2021), la norme fixe l’appareillage, l’exécution et les rapports de l’essai, et ses résultats permettent une détermination quantitative de la résistance du terrain et de ses paramètres de déformation. Ce guide explique la méthode, les grandeurs et leur lecture ; les tarifs et le contenu d’un devis sont sur la page du prix de l’essai pressiométrique.

Le déroulement de l’essai

1. Le forage. Un trou est foré jusqu’à la profondeur de l’essai. La norme fait de la préparation d’une cavité satisfaisante l’étape la plus importante, et demande que l’essai soit réalisé immédiatement après la formation de la cavité.
2. La sonde. Une sonde cylindrique dilatable est descendue au niveau voulu. Elle est reliée en surface à un contrôleur pression-volume, capable selon la norme d’appliquer un pas de pression de 0,5 MPa en moins de 20 secondes. La sonde courante de 58 mm est en général limitée à 5 MPa ; une pression maximale plus élevée, sans dépasser 8 MPa, peut être convenue.
3. Les paliers. La pression est augmentée par paliers. À chaque palier, le volume injecté est lu à 30 et à 60 secondes ; la courbe pressiométrique brute se construit avec le volume à 60 secondes.
4. La suite. L’essai terminé, on passe à la profondeur suivante. Le forage et les essais successifs forment un sondage pressiométrique.

Quand les paramètres du forage sont enregistrés (profondeur, poussée, couple, vitesse de rotation, pression et débit du fluide), ils apportent des données sur la lithologie des couches, les vides éventuels et la profondeur du substratum, selon la NF EN ISO 22476-15 (août 2016). Ils complètent la description des terrains traversés.

Les trois grandeurs

Pour les fondations profondes, la NF P 94-262 détermine de même la portance et la résistance à la traction d’un pieu par la méthode pressiométrique, dans une annexe normative.

Lire un profil pressiométrique

Le procès-verbal d’un sondage pressiométrique est, selon la norme, le rapport graphique de ses résultats, avec toutes les informations recueillies pendant le forage. Il réunit la coupe des terrains traversés et, à chaque profondeur d’essai, les valeurs de EM et de pl. Quatre lectures sont utiles.

• La tendance avec la profondeur. Des valeurs qui augmentent et se stabilisent signalent une couche plus résistante et plus raide : le genre de niveau où une fondation peut chercher son assise, si les sondages voisins le confirment.
• Les creux. Une valeur faible sous des valeurs plus fortes peut traduire une couche molle sous une croûte plus raide. Si elle se trouve dans la zone que la fondation sollicite, elle peut tasser sous la charge même si la surface paraît bonne (Agence Qualité Construction, fiche A.01).
• La comparaison entre sondages. Deux sondages voisins qui ne se ressemblent pas disent que le terrain varie sous le futur bâtiment, ce qui pèse sur le choix des fondations et sur les tassements différentiels.
• La dispersion. La norme demande de juger la qualité des cavités d’après la forme des courbes et la dispersion des paramètres. Une valeur isolée très basse peut venir d’un essai dans une paroi abîmée plutôt que d’une couche molle : c’est au géotechnicien de trancher, courbe à l’appui.

Un chiffre de pl ou de EM ne se lit donc jamais seul. Il se rapporte à une couche décrite, à une profondeur, à un forage dont la méthode est connue, et il prend son sens dans le modèle géotechnique du rapport. La lecture d’ensemble d’un rapport est détaillée dans lire un rapport d’étude de sol G2.

Pourquoi les fondations en dépendent

Les deux normes françaises d’application de l’Eurocode 7 donnent, dans leurs annexes normatives, des procédures de calcul fondées sur la pression limite pressiométrique et, en alternative, sur la résistance de pointe du pénétromètre statique. Le pressiomètre fournit en outre le module qui sert à estimer les tassements.

Pour des pieux, la fiche A.03 de l’Agence Qualité Construction inclut une reconnaissance au pressiomètre, éventuellement complétée par des essais au pénétromètre statique, dans le programme minimal qu’elle recommande ; ce programme est détaillé dans les fondations profondes.

Un essai ne dimensionne rien à lui seul. Les recommandations de Syntec-Ingénierie pour la NF P 94-500 rappellent que la phase des principes généraux de la G1 ne fournit pas le taux de travail du sol d’une fondation superficielle : ces valeurs relèvent de la G2 AVP puis de la G2 PRO. Le géotechnicien en tire les hypothèses de portance et de tassement ; le bureau d’études structure dimensionne ensuite les fondations. Ce qu’est la portance, et pourquoi une seule valeur ne suffit pas, est expliqué dans la portance du sol.

Pressiomètre ou pénétromètre

Les trois se combinent plus qu’ils ne s’opposent : selon la norme de l’essai pressiométrique, il peut être associé à des prélèvements ou comparé à d’autres essais en place. Le détail des pénétromètres est dans les essais pénétrométriques, et la place de chaque méthode dans une étude dans les sondages géotechniques.

Ce que le rendu doit contenir

La norme prévoit un rapport de terrain et un rapport d’essai, comprenant le procès-verbal de chaque essai et celui du sondage pressiométrique. Pour s’en servir, demandez au minimum :

1. l’implantation des sondages par rapport au projet et leur profondeur ;
2. la méthode de forage, qui conditionne la qualité des cavités ;
3. la profondeur de chaque essai et la coupe des terrains traversés ;
4. les courbes et les valeurs de EM, pf et pl ;
5. l’interprétation, dans le cadre d’une mission, qui relie ces valeurs aux fondations envisagées.

Des procès-verbaux livrés seuls sont des mesures, pas une étude. Pour un projet dont les fondations doivent être calculées, l’essai s’inscrit dans une G2 ; pour un pieu, voir aussi les fondations profondes.