Essai pressiométrique menard

Historique

L’essai pressiométrique a été mis au point dans les années 1950 par Louis Ménard, ingénieur français.
Son objectif était de développer une méthode in situ, simple et reproductible, permettant d’estimer les caractéristiques mécaniques des sols de manière directe.
Depuis, cet essai est devenu une méthode de référence en géotechnique, particulièrement en France et dans de nombreux pays francophones.
Il devient aujourd’hui normalisé à l’échelle européenne par la norme EN ISO 22476-4.

Objectif

C’est un essai in situ fondamental en géotechnique, apprécié pour sa fiabilité, sa simplicité de mise en œuvre sur le terrain, et sa capacité à fournir des données directement exploitables en phase de conception des ouvrages.

Son objectif est d’évaluer la capacité du sol à se déformer et à résister à une pression latérale et ils permettent :

D’apprécier la succession des couches de sol et éventuellement leur nature ;
De définir l’aptitude des terrains à recevoir certains types de constructions et d’orienter le choix des fondations d’ouvrages « Dimensionner les fondations » ;
D’évaluer les déplacements des structures en fonction des sollicitations auxquelles elles sont soumises.

Matériels

*Matériel*	*Description*
Sonde Pressiométrique	Sonde cylindrique insérée dans le forage. Différents Types selon plusieurs paramètres (pression, sols,…)
Centrale CPV (Contrôle Pression-Volume)	Appareil contrôlant la pression et le volume injecté dans la membrane. Permet de gonfler la membrane et mesurer la pression exercée par le sol.
Manomètre	Instrument de mesure de la pression appliquée à la membrane, affichant la pression en temps réel.
Volume d’eau	Eau déminéralisée injectée pour gonfler la membrane et exercer une pression hydraulique sur le sol.
Tubulure hydraulique	Tuyaux flexibles qui assurent le passage de l’eau ou du gaz sous pression entre la centrale CPV et la sonde pressiométrique.
Gaz comprimé (Azote ou Air sec)	Utilisé pour gonfler la membrane.
Géobox (optionnel)	Coffret électronique pour l’enregistrement et le traitement des données de pression et volume, facilitant l’analyse numérique des résultats.

Innovation & Développement

Actuellement une conversion possible des manomètres analogiques en afficheurs numériques, offrant une lecture plus précise (au dixième de bar), un affichage graphique simulant l’aiguille et une échelle dynamique pour faciliter l’interprétation des pressions.

Toutes les sondes pressiométriques Ménard, reposent sur une structure de base commune, conçue pour fonctionner sous pression et dans divers types de sols.
C’est le corps métallique cylindrique, robuste, comportant les orifices d’injection : pour introduire soit l’eau, soit le gaz servant à gonfler la sonde pendant l’essai.

La Sonde Pressiométrique est composée de trois cellules souples gonflables :

*Élément*	*Rôle*
Cellule centrale	Mesure la déformation du sol sous pression (cellule de mesure). Remplie d’un liquide incompressible (eau).
Deux cellules de garde	Encadrent la cellule centrale pour éviter les fuites latérales de pression. Gonflées avec un gaz sous pression (azote).

Principe

L’essai pressiométrique Ménard consiste à gonfler une sonde pressiométrique cylindrique dans un forage préalablement fait en injectant un liquide sous pression (l’eau).
La sonde, équipée de trois cellules, exerce ainsi une pression radiale sur le sol, provoquant son déplacement latéral.

Au fur et à mesure du gonflement :

on mesure la pression appliquée,
et le volume de liquide injecté (ce qui correspond à la déformation du sol).

On observe aussi un phénomène de fluage, c’est-à-dire une déformation lente du sol dans le temps, même si la pression reste constante. Cela renseigne sur son comportement à long terme.

Grâce à cet essai, on peut estimer des paramètres clés du sol comme :

sa rigidité (module pressiométrique EM),
sa limite de charge (PL),
et sa résistance à la rupture.

La réussite de l’essai dépend fortement du savoir-faire de l’opérateur et du respect des conditions d’essai.

*Étape*	*Description*
0. Étalonnage de la sonde	Avant l’essai, il faut vérifier et étalonner la sonde : Placer la sonde à l’air libre. Gonfler la membrane à ~600 cm³ plusieurs fois. Mesurer la pression propre stabilisée et s’assurer de son étanchéité. Placer la sonde dans un tube acier étalon et appliquer des paliers de pression (100–500 kPa). Mesurer les volumes injectés pour calculer le coefficient de dilatation.
1. Choix du matériel	Pressiomètre manuel « Procédure A » (lecture par manomètre, gonflage manuel, enregistrements à la main). Pressiomètre automatique « Procédure B » (lecture et gonflage automatiques, données enregistrées sur ordinateur).
2. Réalisation du forage	Un forage est creusé jusqu’à la profondeur d’essai, avec des outils adaptés (tarière, …). Le diamètre doit être compatible avec la sonde (généralement 63 à 76 mm). Le forage doit être propre et stable.
3. Nettoyage du fond	Nettoyer soigneusement le fond du forage pour garantir un bon contact entre la sonde et le sol.
4.Mise en place de la sonde	On introduit la sonde pressiométrique dans le forage, à la profondeur visée.
5. Injection du gaz et gonflement de la sonde	Ouvrer la bouteille d’azote : le gaz pousse l’eau dans la sonde à travers les tuyaux. L’eau entre dans la cellule gonflable de la sonde, ce qui la fait gonfler dans le sol. Pendant ce temps, on voit le niveau d’eau baisser dans le volumètre (en cm³), signe que la sonde se remplit.
6. Essai par paliers de pression	On augmente la pression par petits paliers réguliers (ex. : +0,1 bar à chaque étape). À chaque palier : ✅ On attend 60 secondes pour stabiliser. ✅ On note le volume injecté à 30 s (V₃₀) et à 60 s (V₆₀).
7. Déformation du sol	Le volume injecté montre comment le sol réagit : Si le volume augmente beaucoup, le sol est souple. Si le volume change peu, le sol est dur ou rigide.
8. Comportement du sol – Suivi du fluage	On compare les volumes : V₆₀ – V₃₀ (appelé ΔV₆₀/₃₀) : cela indique si le sol continue à se déformer lentement (fluage). On regarde aussi la différence entre deux paliers (ΔV₆₀/₆₀) pour voir si le sol devient instable ou se casse.
9. Pression différentielle entre cellules	La cellule centrale (celle qui mesure le sol) doit être plus gonflée que les deux autres (cellules de garde en haut et en bas). L’écart doit être d’au moins 2 fois la pression propre de la membrane. Cela permet de cibler précisément la zone de mesure dans le sol.
10. Fin de l’essai	L’essai s’arrête quand : -Le sol atteint la pression limite (rupture) -Gonflement ou volume injecté sont importants sans augmentation de la pression (risque rupture membrane) -La limite technique de la sonde est atteinte (pression max) -Ou lorsqu’il y a éclatement de la membrane.
11. Retrait et nettoyage	Dégonfler, retirer la sonde, nettoyer si besoin. Vérifier s’il y a eu fuite, rupture ou éclatement.
12. Interprétation des résultats	À partir de la courbe mesurée, on déduit : 🔸 EM : module pressiométrique = rigidité 🔸 PL : pression limite = résistance du sol 🔸 Pf : pression de fluage si visible (pression à laquelle le sol continue de se déformer lentement et régulièrement)

Conclusion

*Aspect*	*Description*
Principe	Mesurer la déformabilité du sol in situ.
Paramètres mesurés	Module pressiométrique EM Pression limite pL Pression de fluage pf
Avantages	Représentatif du sol en place Rapide à réaliser Applicable à divers types de sols Donne des données utilisables directement (portance, tassement) Norme reconnue (NF P 94-110-1 / ISO 22476-4)
Inconvénients	Dépend de la qualité du forage Moins fiable dans les roches dures ou sols très hétérogènes Interprétation dépend de l’opérateur Données indirectes pour la rupture Nécessite du matériel spécialisé
Limitations	Inefficace si le forage s’effondre ou se remplit d’eau Perturbé dans les sols très durs ou contenant des blocs Ne remplace pas les essais de laboratoire pour certains paramètres (perméabilité, granulométrie, etc.)