Essais de perméabilité Lefranc & Lugeon à Cergy : mesure in situ de la conductivité hydraulique

Une sonde crépinée descendue au fond d'un forage, un packer gonflable isolant la cavité, et une éprouvette graduée alimentant le circuit en eau : voilà l'équipement déployé sur les plateformes d'essai autour de Cergy. L'essai de perméabilité sur site, décliné en protocole Lefranc pour les sols meubles et en procédure Lugeon pour les massifs rocheux fracturés, quantifie avec précision la conductivité hydraulique des terrains rencontrés. Sur les communes de l'agglomération cergypontaine, où alternent alluvions de l'Oise, marnes et calcaires du Lutétien, cette caractérisation devient déterminante pour dimensionner les dispositifs d'infiltration des eaux pluviales ou anticiper le comportement des fondations en présence d'une nappe perchée. L'équipe technique réalise ces mesures en appliquant les modes opératoires normalisés de l'EN ISO 22282, avec une traçabilité métrologique garantie par l'accréditation COFRAC du laboratoire.

Sur les coteaux calcaires de Cergy, un essai Lugeon bien interprété distingue une perméabilité de fracture d'une simple porosité matricielle, deux régimes qui appellent des solutions de drainage radicalement différentes.

Démarche et périmètre

La géologie de Cergy impose une lecture fine des écoulements souterrains : les alluvions sablo-graveleuses de la plaine alluviale peuvent dépasser 15 mètres d'épaisseur par endroits, tandis que les coteaux exposent des alternances de calcaire grossier et de marnes imperméables. Cette configuration hétérogène exige une campagne d'essais de perméabilité sur site bien calée stratigraphiquement. Avant d'intervenir, on corrèle les résultats avec une analyse granulométrique des cuttings de forage pour identifier les horizons drainants, et on vérifie la plasticité des niveaux marneux via les limites d'Atterberg afin d'anticiper leur étanchéité naturelle. L'essai Lefranc à charge constante convient aux sables et graves ; l'essai Lugeon, réalisé par paliers de pression croissants puis décroissants, renseigne sur la fracturation et le comportement hydromécanique du calcaire lutétien. Chaque essai est documenté avec la courbe débit-pression, le coefficient de perméabilité k (m/s) et une interprétation du régime d'écoulement observé.

Contexte géotechnique local

L'alternance de périodes de hautes eaux hivernales et d'étiages estivaux dans le bassin de l'Oise module fortement la saturation des terrasses alluviales de Cergy. Réaliser un essai Lefranc en période de basses eaux sans en tenir compte, c'est risquer de sous-estimer la perméabilité réelle du terrain et de dimensionner un bassin d'infiltration qui débordera dès les premières pluies d'automne. Sur les versants, la présence de poches d'argile de décalcification dans les calcaires peut piéger l'eau et fausser un essai Lugeon si le packer n'est pas positionné précisément au-dessus de la zone testée. Un protocole mal adapté au contexte géologique local conduit à des coefficients k erronés, avec des conséquences directes sur la stabilité des murs de soutènement drainants ou la capacité des systèmes de pieux à reprendre les sous-pressions hydrauliques.

Paramètres de référence

Paramètre	Valeur typique
Norme de référence	NF EN ISO 22282-2 (sols) / -3 (roches)
Types d'essais proposés	Lefranc (charge constante/variable), Lugeon (paliers de pression)
Diamètre de forage compatible	63 mm à 146 mm selon la sonde et le packer
Paramètre mesuré	Coefficient de perméabilité k (m/s) et débit unitaire (l/min·m·MPa)
Profondeur d'investigation	Jusqu'à 60 mètres selon le terrain et le porteur
Interprétation Lugeon	Courbe de Houlsby, analyse des régimes d'écoulement
Document livrable	Rapport avec logs de forage, courbes et interprétation hydrogéologique
Accréditation laboratoire	COFRAC Essais selon programme LAB GTA 25

Prestations techniques associées

Essai Lefranc en forage destructif

Mesure de la perméabilité dans les alluvions de l'Oise et les sables de Beauchamp. Réalisation en cours de foration à la tarière, avec enregistrement continu du débit et de la charge hydraulique.

Essai Lugeon en roche fracturée

Protocole à cinq paliers de pression dans le calcaire lutétien et la craie sous-jacente. Analyse du régime d'écoulement (laminaire, turbulent, dilatance, colmatage) et calcul de l'unité Lugeon.

Suivi piézométrique couplé

Instrumentation de piézomètres ouverts sur le même site pour suivre la réponse de la nappe pendant l'essai, valider le rayon d'influence et détecter d'éventuelles barrières hydrauliques.

Cadre normatif

NF EN ISO 22282-2:2012 – Reconnaissance et essais géotechniques – Essais d'eau en forage – Essai Lefranc, NF EN ISO 22282-3:2012 – Reconnaissance et essais géotechniques – Essais d'eau en forage – Essai Lugeon, NF P94-131 – Sols : reconnaissance et essais – Essai d'eau Lefranc (norme historique, encore citée), Guide technique du SETRA (LCPC) – Réalisation des remblais et des couches de forme

Questions fréquentes

Quel budget prévoir pour un essai de perméabilité Lefranc ou Lugeon à Cergy ?

Le coût d'un essai de perméabilité sur site dans le secteur de Cergy se situe généralement entre 610 € et 950 € par essai unitaire. Ce prix comprend la descente de la sonde, la réalisation de l'essai selon la norme NF EN ISO 22282, et la remise du rapport d'interprétation avec la courbe débit-pression. Une campagne géotechnique complète, incluant plusieurs essais à différentes profondeurs et le couplage avec des sondages SPT ou CPT, fera l'objet d'un devis détaillé ajusté à la stratigraphie rencontrée.

Quelle est la différence entre l'essai Lefranc et l'essai Lugeon ?

L'essai Lefranc s'applique aux sols meubles (sables, graves, limons) et mesure la perméabilité dans une cavité non soutenue au fond d'un forage, généralement à charge constante ou variable. L'essai Lugeon est conçu pour les roches fracturées ; il isole une portion de forage avec un packer gonflable et applique des paliers de pression successifs. L'interprétation de la courbe de Houlsby obtenue permet de qualifier le type de fracturation et de détecter des phénomènes d'ouverture ou de colmatage des fissures sous pression.

À quel moment du projet réaliser un essai de perméabilité sur site ?

L'essai de perméabilité intervient idéalement durant la phase de reconnaissance géotechnique (mission G2 AVP ou G2 PRO selon la norme NF P94-500). À Cergy, où les projets d'aménagement intègrent fréquemment des dispositifs de gestion des eaux pluviales à la parcelle, il est recommandé de programmer ces essais suffisamment tôt pour dimensionner correctement les bassins d'infiltration et les tranchées drainantes. Une répétition saisonnière peut être pertinente pour apprécier la variation du coefficient k entre hautes et basses eaux.