L’étude de la perméabilité du sol est essentielle dans les domaines de la géotechnique et de l’hydrogéologie. En effet, elle permet de connaître le débit d’eau que pourra laisser passer un sol, information importante dans la gestion des eaux pluviales, pour le dimensionnement des fondations ou encore la stabilité des ouvrages. Dans le cas où la perméabilité des sols ne serait pas bien estimée, cela pourrait engendrer des problèmes : tassements sur les infrastructures, surpressions d’eau au pied des ouvrages, écoulements ou infiltrations des nappes non maîtrisés…

Qu’est-ce que la perméabilité des sols ?

La perméabilité est la propriété pour un sol de laisser passer un fluide (généralement l’eau) à travers ses pores ou ses fissures. Cette propriété quantifiée par le coefficient de perméabilité k (en m/s) qui représente la capacité d’un sol à laisser s’écouler une colonne d’eau de 1 mètre de hauteur à travers lui en 1 seconde. Ce coefficient est principalement lié à la granulométrie du sol, à la façon dont les grains sont assemblés, à la compacité du sol et plus particulièrement à la taille des plus petits grains de sable/comblement présents dans le sol ainsi qu’à la présence ou non de fissures ou de couches plus hétérogènes.

Dans les travaux des infrastructures ou des bâtiments, le coefficient de perméabilité est utilisé pour dimensionner les réseaux de drainage, des ouvrages de rétention ou encore pour vérifier la possibilité d’infiltrer les eaux pluviales sur la ​‍​‌‍​‍‌parcelle.

Pourquoi​‍​‌‍​‍‌ réaliser une étude de perméabilité ?

Une étude de perméabilité est nécessaire dans plusieurs domaines :

• pour concevoir des dispositifs d’infiltration ou de gestion des eaux pluviales,
• pour évaluer les risques d’inondation ou de remontée de nappe,
• pour dimensionner des fondations superficielles et profondes,
• pour analyser la stabilité des talus, remblais et ouvrages enterrés,
• pour des aménagements en secteur sensible ou à contraintes hydrogéologiques.

Elle va permettre d’avoir une vision des différentes interactions entre le sol et l’eau, et de valider ou non des choix techniques dès la conception du projet.

Principales méthodes d’essai de perméabilité

Essais in situ

Les essais qui sont menés en direct sur un site sont forcément les plus représentatifs des conditions du terrain.

Essai Lefranc Généralement utilisé pour les sols meubles et les faibles profondeurs, l’essai Lefranc permet de mesurer un débit d’eau qui entre ou sort d’un forage lorsque l’on impose une charge hydraulique. On l’emploie essentiellement pour les études de fondations et pour des projets d’assainissement/collecte des eaux pluviales.

Essai de perméabilité en forage (type Lugeon adapté aux sols) L’essai de perméabilité en forage (type Lugeon) est un essai particulier permettant d’estimer la perméabilité sous pression. Il est préconisé pour des sols hétérogènes et/ou fracturés.

Essais d’infiltration à la surface Principalement employés pour la gestion des eaux pluviales, les essais d’infiltration à la surface évaluent la capacité d’infiltration des couches superficielles, notamment pour les bassins d’infiltration ou les noues Cristelin

Essais en laboratoire

Pour deux échantillons différents, il sera plus simple de faire ces exercices en laboratoire :

• Pour des sols très fins et peu perméables, on choisira une valeur de perméabilité du sol qu’il faut alors réajuster pour d’éventuelles couches de cailloux en surface,
• Pour des sols sableux, on prendra un échantillon reconstitué avec des grains spécialement calibrés.

Les expériences en laboratoire permettent une bonne répétabilité. Néanmoins il faut toujours faire preuve d’humilité quant aux résultats qu’elles fournissent : elles ne reflètent pas toujours les hétérogénéités naturelles du sol.

Normes et références réglementaires

Pour réaliser des études de perméabilité, il faut commencer par se baser sur des documents partagés et reconnus, comme sont :

• les normes qui régissent la manière de conduire des essais géotechniques,
• les guides qui expliquent comment gérer les eaux pluviales à la parcelle,
• les référentiels qui sont utilisés pour réaliser des études de sol G2 et G5 comme l’abaque de référence des sols routiers.

Respecter les normes ainsi que les bonnes pratiques retenues est le gage du sérieux des études réalisées et de l’acceptation des résultats par des maîtres d’ouvrage et des agences de contrôle.

Interprétation des résultats : un enjeu clé

Lire simplement une valeur en sortie d’essai et se contenter d’un coefficient k est souvent insuffisant. Il faudra, en plus, positionner :

• le contexte géologique local du terrain (strates, surface, profondeur…),
• la variation de la perméabilité horizontale et verticale,
• l’importance de la quantité d’eau usée à infiltrer par rapport au volume de la nappe phréatique des environs,
• les conditions naturelles du niveau de la nappe d’eau, ses variations saisonnières et délimitation, etc.

Par exemple, un sol peut être très perméable en surface et devenir quasiment imperméable en profondeur, rendant l’infiltration très difficile voire dangereuse.

L’étude de perméabilité des sols est un travail de fond nécessaire à la bonne réalisation de travaux de construction ou d’aménagements. Ainsi, en associant différentes méthodes d’essais adaptées, en suivant scrupuleusement les normes et en faisant preuve d’expérience dans l’interprétation, il est possible d’optimiser l’utilisation de la ressource en eau, de prévenir les problèmes de stabilité et d’éviter des désordres coûteux à l’entretien du bâti. Et pour être sûr que vos projets tiendront le coup dans le temps, n’hésitez pas à faire appel à un bureau d’études spécialisé qui saura vous conseiller efficacement en tenant compte des contraintes réelles de votre ​‍​‌‍​‍‌terrain.