Intégration de l’essai au piézocône dans Geotec

8 août 2025

L’essai de pénétration au piézocône (CPTu) est une méthode d’investigation géotechnique in situ utilisée pour évaluer les propriétés mécaniques et hydrauliques des sols. Il présente l’avantage d’être un essai rapide, continu et fiable, ne nécessitant pas de prélèvement de sol, ce qui en fait une technique largement utilisée pour la caractérisation géotechnique et géoenvironnementale des sols.

L’essai CPTu mesure en continu, à de faibles intervalles de profondeur, la résistance en pointe, le frottement et la pression interstitielle. Des capteurs additionnels peuvent également mesurer la vitesse des ondes de cisaillement, la résistivité ou la conductivité électrique du sol, entre autres.

L’essai de pénétration au piézocône est utilisé pour:

Identifier les types de sols (argile, sable, silt, etc.) et leur stratigraphie,
Évaluer la résistance and rigidité du sol
Estimer des paramètres géotechniques tels que l’angle de frottement, la résistance au cisaillement non drainée et le module de déformation
Analyser la consolidation et la perméabilité, surtout dans les sols fins (via des essais de dissipation de la pression interstitielle)
Fournir des données utiles à la conception des fondations, des remblais, des digues et autres projets d’infrastructure.

Geotec supporte l’intégration complète des données CPTu, incluant les mesures, les calculs, l’interprétation SBT et la représentation graphique. Les utilisateurs peuvent importer les données brutes, réaliser des interprétations géotechniques et visualiser les résultats conjointement avec les données de forages et autres investigations du site.

Intrants

Les données de base pour un essai CPTu incluent la résistance au cône en pointe q_c ou la résistance au cône corrigée pour la pression interstitielle q_t, la résistance au frottement f_s, ainsi que la pression interstitielle u₂, mesurées à différentes profondeurs.

Les valeurs de q_c (ou q_t), f_s et u₂ doivent être en kPa. Si elles sont mesurées, la température et l’inclinaison dans les directions X et Y peuvent également être ajoutées — et représentées graphiquement dans Geotec.

Geotec prend en charge les systèmes impérial et métrique pour les mesures de profondeur. Les profondeurs sont considérées en pieds si le système d’unités du projet est IM (impérial), et en mètres si le système est SI (métrique). Toutes les autres unités sont actuellement en système SI et spécifiées dans l’en-tête de chaque colonne.

Pour un essai RCPTu, la résistivité électrique ou la conductivité électrique peut être saisie, et l’autre valeur sera automatiquement calculée par Geotec. Pour les essais SCPTu, les vitesses d’ondes de cisaillement par intervalle de profondeur peuvent être saisies dans la table Sismique Piézocône.

Import CSV ou Excel

Les mesures des essais au piézocône peuvent être facilement importées d’un fichier CSV ou Excel. Les valeurs doivent être organisées en colonnes, avec en-têtes correspondant aux noms de champs — le mappage peut être fait directement dans Geotec. Des options supplémentaires sont disponibles comme la création automatique des enregistrements parents dans la base de données (pour la hiérarchie).

Pour les fichiers Excel, plusieurs onglets peuvent être importés à la fois. Des informations spécifiques à l’essai CPTu, comme la sonde et pointe utilisée, le diamètre du cône, etc. peuvent être spécifiées dans un onglet, et les mesures dans un second.

Import DRF

D’autres formats, comme les fichiers DRF produits par Vertek, sont également supportés. Lors de l’importation de fichiers DRF, de nombreuses valeurs de l’en-tête du fichier sont automatiquement insérées, comme la liste des techniciens, la date et l’heure de l’essai, ainsi que le numéro de la sonde.

Calculs

Geotec utilise des corrélations empiriques reconnues pour estimer les paramètres géotechniques, basées sur la théorie de Robertson et al (1986) et Robertson (1990). Geotec permet aussi de prédire le type de sol (SBT) basé sur 6 différents abaques. Les méthodes d’interprétation de l’essai au piézocône, ainsi que les équations empiriques et théoriques utilisées pour déterminer les différentes propriétés du sol, sont décrites en détail dans notre documentation. Une trentaine de paramètres géotechniques sont calculés par Geotec et peuvent être représentés graphiquement.

Paramètres CPTu

Plusieurs coefficients sont utilisés dans les corrélations empiriques, et leur valeur varie selon le type de sol, sa structure et d’autres facteurs. Geotec utilise des valeurs par défaut pour chaque essai CPTu, mais celles-ci peuvent être modifiées par l’utilisateur.

Les paramètres peuvent être ajustés pour chaque essai. Ils incluent notamment :

Les constantes N_kt et Ns_t
La valeur minimale de I_c pour le calcul de s_u (résistance au cisaillement non drainée)
La valeur minimale de f_s (frottement latéral)
La méthode de calcul des zones SBT
L’épaisseur minimale requise pour créer une zone SBT
La masse volumique du sol, qui peut définie comme une constante (au-dessus et sous la nappe phréatique), calculée à chaque profondeur, ou provenant de la couche stratigraphique correspondante.

Pression interstitielle hydrostatique ou non-hydrostatique

Par défaut, Geotec suppose que le profil de pression interstitielle est hydrostatique, soit linéaire sous la nappe phréatique. Un graphique du profil hydrostatique u_h peut être généré.

Si l’on suppose un profil non hydrostatique, des pressions interstitielles stabilisées u₀ peuvent être saisies à différentes profondeurs, et le profil de u₀ sera alors utilisé pour les calculs.

Rapports graphiques dans Log

Comme pour tous les rapports de sondage, toute propriété variant en fonction de la profondeur peut être affichée via votre fichier de style dans le module Log en suivant ces étapes :

Ajouter une colonne pour vos données
- Insérer une colonne nommée:
  - LECTURE_PIEZOCONE – pour des mesures ou des paramètres calculés
  - ZONE_PIEZOCONE – pour les zones SBT calculées
  - SISMIQUE_PIEZOCONE – pour les données de SCPTu
- Définir la position gauche et la largeur de la colonne en millimètres.
Configurer la colonne
- Choisir le paramètre à afficher (q_t, f_s, u₂, B_q, s_u, etc.) dans la liste déroulante.
Formater l’affichage
- Définir le type : typiquement une polyligne
- Choisir la couleur et l’épaisseur de la ligne.
Ajuster l’axe des X
- Laisser Log ajuster automatiquement les limites de l’axe selon les données (via Arrondi), ou
- Définir des limites fixes pour assurer la cohérence entre tous les rapports.

Une fois le style configuré, il peut être réutilisé pour n’importe quel projet. Il suffit d’interroger la base de données pour récupérer le piézocône et le rapport sera généré pour visualisation et analyse.

Options additionnelles

Pour améliorer l’analyse et les corrélations, Log inclut une option permettant de superposer plusieurs piézocônes dans un même rapport. En cochant cette option, vous pouvez interroger un projet avec plusieurs CPTu et les superposer pour visualiser les tendances. Chaque CPTu est représenté par une couleur différente pour faciliter l’analyse.

Il est également possible d’afficher les données d’un forage associé au CPTu, généralement adjacent. Vous pouvez ainsi présenter à la fois les paramètres d’essai CPTu et les résultats d’essais en laboratoire ou in situ faits sur le forage associé, afin d’établir des corrélations ou de valider vos résultats.

Données de piézocône dans Pro

Les données CPTu peuvent également être représentées sur des coupes transversales via le module Pro. Définissez les coordonnées X et Y des points d’intersection du tracé. Ensuite, en faisant la requête pour ce tracé, le profil est généré automatiquement et présente les propriétés des forages projetées le long de l’axe.

Comme dans le module Log, il est possible de sélectionner les colonnes de données à représenter. Par exemple, on peut afficher une mesure de l’essai CPTu et/ou des paramètres calculés, en plus de la stratigraphie identifiée dans les forages. Cette visualisation combinée permet une interprétation géotechnique plus complète des conditions souterraines.