Les réseaux souterrains (eau potable, assainissement, électricité, télécommunications, gaz, chauffage urbain) constituent l’infrastructure vitale de nos villes et villages. Leur conception, leur pose et leur maintenance représentent des investissements considérables, souvent sur des linéaires de plusieurs kilomètres. Pourtant, une grande partie des sinistres qui affectent ces réseaux provient d’une méconnaissance du contexte géotechnique dans lequel ils sont implantés.

Fissures de canalisations, affaissements de chaussée au droit des tranchées, ruptures de fourreaux, infiltrations d’eau dans les ouvrages enterrés : tous ces désordres trouvent généralement leur origine dans une étude de sol insuffisante en amont du projet. C’est précisément pour éviter ces écueils que les missions géotechniques G1 et G2 prennent toute leur importance dans les projets d’infrastructure linéaire.

Faire appel à un bureau d’étude géotechnique spécialisé dans les réseaux enterrés permet d’anticiper les risques, d’optimiser les coûts de construction et de garantir la pérennité des ouvrages sur le long terme. Décryptage.

Mission G1 : l'étude géotechnique préliminaire des réseaux souterrains

Qu'est-ce que la mission G1 appliquée aux réseaux ?

La mission G1, définie par la norme NF P 94-500, correspond à une étude géotechnique préliminaire. Lorsqu’elle est appliquée à un projet de réseaux souterrains, elle prend une dimension particulière puisqu’elle doit couvrir un linéaire souvent important, traversant des contextes géologiques variés.

L’objectif principal de l’étude de sol G1 pour réseaux est de :

• Définir les grandes caractéristiques géologiques du tracé;

• Identifier les zones à risques géotechniques (argiles gonflantes, zones marécageuses, anciennes carrières, nappes phréatiques);

• Fournir une première estimation des contraintes du sol pour le dimensionnement des tranchées et des ouvrages annexes (regards, chambres de tirage, postes de transformation) • Orienter le maître d’ouvrage vers les solutions techniques adaptées

Les investigations spécifiques à la mission G1 linéaire

Contrairement à une mission G1 classique réalisée sur une parcelle unique, la mission G1 pour réseaux souterrains mobilise des techniques adaptées aux projets linéaires :

• Reconnaissance géologique de terrain : analyse du tracé, identification des affleurements, repérage des points sensibles (traversée de cours d’eau, zones humides, talus)

• Consultation des bases de données : cartes géologiques BRGM, inventaire des cavités souterraines, plans de prévention des risques (PPR)

• Sondages ponctuels : réalisés aux points singuliers du tracé (traversées de routes, ouvrages d’art, zones de remblai suspectes)

• Analyse documentaire historique : recherche d’anciennes carrières, de dépôts, de zones remblayées

Le livrable G1 pour un projet de réseau

Le rapport de mission G1 remis au maître d’ouvrage comprend généralement :

• Une carte géotechnique du tracé identifiant les différentes unités de sol rencontrées

• Un zonage des aléas (retrait-gonflement des argiles, présence d’eau, compressibilité des sols)

• Des recommandations générales sur les techniques de pose (tranchée ouverte, forage dirigé, micro-tunnelier)

• Une estimation des risques et des surcoûts potentiels

Mission G2 : l'étude géotechnique de conception pour les réseaux

Le passage obligé avant la réalisation des travaux

La mission G2 intervient après la mission G1 et constitue l’étape clé de la conception géotechnique du projet. Elle se décompose en deux phases distinctes : la G2 AVP (avant-projet) et la G2 PRO (projet définitif).

Pour les réseaux souterrains, la mission G2 a pour objectif de fournir aux entreprises de travaux publics tous les éléments nécessaires au dimensionnement précis des ouvrages et à la définition des méthodes d’exécution.

Les investigations approfondies de la mission G2

Contrairement à la G1 qui reste une approche globale, la mission G2 pour réseaux implique des investigations beaucoup plus poussées :

• Sondages géotechniques rapprochés : réalisés tous les 50 à 100 mètres selon la complexité du tracé

• Essais in situ : essais pressiométriques (pour mesurer la déformabilité des sols), essais pénétrométriques (pour évaluer la portance), essais de perméabilité (pour dimensionner les drains et prévoir les venues d’eau)

• Analyses en laboratoire : identification des sols, mesure de la plasticité des argiles, recherche du potentiel gonflant

• Relevés topographiques : profil en long du tracé, nivellement précis

Les livrables de la mission G2 pour les réseaux souterrains

Le rapport de mission G2 comprend plusieurs volets essentiels :

• Les paramètres géotechniques de calcul nécessaires au dimensionnement des canalisations, des fourreaux et des ouvrages annexes

• Les recommandations de pose : profondeur d’enfouissement, nature du lit de pose, épaisseur des enrobés, type de remblai

• Les solutions de soutènement des tranchées (blindages, palplanches, étaiements) en fonction de la profondeur et de la nature des sols

• Les préconisations pour la traversée de zones difficiles : cours d’eau, voies ferrées, routes à grande circulation

• Le plan d’assurance qualité géotechnique (PAQG)

Le retrait-gonflement des argiles : un ennemi redoutable

Le phénomène de retrait-gonflement des argiles (RGA) est particulièrement destructeur pour les réseaux enterrés rigides (fonte, béton, PVC rigide). Lorsque l’argile se rétracte en période de sécheresse, elle exerce des efforts différentiels importants sur les canalisations, provoquant des ruptures de joints, des fissures longitudinales et des désalignements.

L’étude de sol G1 et G2 permet d’identifier les zones à fort potentiel gonflant et de prescrire des solutions adaptées :

• Augmentation de la profondeur d’enfouissement sous la zone d’influence climatique

• Substitution des sols en place par un matériau non gonflant (sable, gravier)

• Utilisation de canalisations flexibles (PEHD) capables d’absorber les déformations

• Mise en place de joints souples à intervalles rapprochés

La présence d'eau et les venues d'eau en tranchée

Les nappes phréatiques et les écoulements souterrains représentent un risque majeur lors de la pose de réseaux. Sans une étude géotechnique préalable, les entreprises peuvent se retrouver confrontées à des venues d’eau massives nécessitant un rabattement de nappe coûteux et complexe.

La mission G2 permet de :

• Dimensionner les systèmes de drainage autour des ouvrages

• Prévoir les pompes d’assèchement nécessaires pendant les travaux;

• Adapter le calage des réseaux au-dessus du niveau de nappe;

• Concevoir des ouvranches étanches dans les zones inondables

Les sols compressibles et les remblais anciens

Les tracés de réseaux traversent souvent des zones remblayées, d’anciennes zones humides comblées ou des dépôts alluvionnaires compressibles. Ces sols présentent un risque de tassement différentiel qui peut rompre les canalisations rigides.

Les solutions préconisées par le bureau d’étude géotechnique incluent :

• Éviction des mauvais sols et remplacement par des matériaux compactés

• Préchargement des zones compressibles avant la pose des réseaux

• Utilisation de matériaux légers (polystyrène expansé, billes de verre) pour réduire les charges

• Fractionnement des ouvrages avec des joints de dilatation adaptés

Les techniques de pose adaptées au contexte géotechnique

La tranchée traditionnelle : quand le sol le permet

La pose en tranchée ouverte reste la technique la plus courante pour les réseaux souterrains de faible profondeur. L’étude de sol G2 permet de définir :

• La pente des talus en fonction de la nature du sol (angle de frottement interne)

• Le type de blindage nécessaire (cadres coulissants, palplanches, étaiements)

• La nature du lit de pose (sable, gravillon, matériau local stabilisé)

• Les modalités de remblaiement et de compactage par couches successives.

Le forage dirigé : une solution pour les traversées sensibles

Lorsque le tracé traverse une route, une voie ferrée, un cours d’eau ou une zone urbaine dense, le forage dirigé (ou HDD – Horizontal Directional Drilling) est souvent la solution privilégiée. L’étude géotechnique est alors cruciale pour :

• Identifier la présence de blocs, de galets ou de remblais hétérogènes qui pourraient dévier le forage

• Évaluer la stabilité des parois du forage et prévoir l’utilisation de boues de forage adaptées

• Détecter la présence de nappes sous pression ou de cavités

• Dimensionner la puissance de traction nécessaire en fonction du frottement sol/conduite

Le micro-tunnelier : pour les grands diamètres en milieu urbain

Pour les réseaux d’assainissement de grand diamètre en milieu urbain, le micro-tunnelier offre l’avantage de limiter les perturbations en surface. L’étude géotechnique G2 doit alors fournir des données précises sur :

• La granulométrie des sols pour choisir le type de tête de tunnelier

• La présence d’eau et le dimensionnement des systèmes de dénoyage

• La portance du sol en tête de tunnel pour éviter les affaissements en surface

• Les pressions de terre à compenser par le fluide de soutènement (bentonite)

La réglementation et les normes applicables

Le cadre normatif des études géotechniques

Les études de sol G1 et G2 pour les réseaux souterrains s’inscrivent dans le cadre de la norme NF P 94-500 (missions d’ingénierie géotechnique) et de la norme NF P 94-501 (spécifications techniques des missions). Depuis la loi Élan de 2018, le recours à une étude géotechnique est devenu obligatoire pour de nombreux projets de construction, y compris pour les infrastructures linéaires lorsqu’elles sont associées à des bâtiments.

Les responsabilités du maître d'ouvrage et du maître d'œuvre

Le maître d’ouvrage a la responsabilité de commander les études géotechniques adaptées à son projet. Le maître d’œuvre doit s’assurer que les prescriptions du bureau d’étude géotechnique sont bien intégrées dans les plans d’exécution. Enfin, l’entreprise de travaux publics doit mettre en œuvre les solutions préconisées et signaler toute anomalie rencontrée en cours de chantier.

L'obligation DT (Déclaration de Travaux)

Avant tout travaux de pose de réseaux souterrains, le maître d’ouvrage doit réaliser une Déclaration de Travaux (DT) auprès des exploitants de réseaux existants. L’étude géotechnique G1 vient en complément de cette démarche en identifiant les contraintes du sol qui pourraient interférer avec les réseaux existants ou rendre difficile la pose des nouveaux ouvrages.

Optimiser les coûts grâce à une étude géotechnique rigoureuse

Réduire les aléas de chantier

Un projet de réseaux souterrains sans étude géotechnique préalable expose le maître d’ouvrage à des surcoûts importants : découverte de sols imprévus, venues d’eau non anticipées, effondrements de tranchées, retards d’exécution. L’expérience montre qu’une étude G1 et G2 bien conduite permet de réduire les aléas de chantier de 30 à 50 %.

Optimiser le dimensionnement des ouvrages

Une étude de sol G2 précise permet souvent de réduire les surdimensionnements excessifs. Par exemple, la connaissance fine des paramètres de portance du sol peut permettre de réduire l’épaisseur du lit de pose ou d’optimiser le calage des canalisations, générant des économies substantieuses sur de grands linéaires.

Sécuriser la pérennité des ouvrages

Investir dans une étude géotechnique en phase de conception, c’est avant tout sécuriser la pérennité des réseaux sur 50, 80 voire 100 ans. Les coûts de réparation d’un réseau défaillant sont sans commune mesure avec le coût de l’étude géotechnique initiale.

Conclusion

La pose de réseaux souterrains ne s’improvise pas. Elle nécessite une connaissance fine du sous-sol que seule une étude géotechnique G1 et G2 rigoureuse peut apporter. Que ce soit pour un projet d’adduction d’eau potable, d’assainissement, de réseau électrique ou de fibre optique, le recours à un bureau d’étude géotechnique spécialisé est un gage de réussite technique et économique.

En anticipant les risques géotechniques, en adaptant les techniques de pose au contexte local et en dimensionnant précisément les ouvrages, l’étude de sol permet de livrer des réseaux performants, durables et conformes aux exigences réglementaires. Un investissement initial modeste au regard des économies générées et de la sérénité apportée tout au long du chantier et de l’exploitation.