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Expertise Technique6 min de lecture

Essai Porchet ou essai Lefranc : quelles différences pour mesurer la perméabilité ?

Le Porchet mesure l'infiltration d'un trou peu profond, le Lefranc la perméabilité d'une couche en forage. Le bon essai est celui qui se fait à la profondeur de l'ouvrage.

FondaTerre — Ingénierie géotechnique

Pour dimensionner un épandage, une noue ou un rabattement, il faut savoir à quelle vitesse l'eau traverse le sol. Porchet et Lefranc répondent à cette question à deux profondeurs différentes ; les confondre conduit à des ouvrages mal calibrés.

Pourquoi mesurer la perméabilité

La perméabilité, notée K, exprime la facilité avec laquelle l'eau circule dans le sol. Elle conditionne :

  • le dimensionnement d'un assainissement non collectif (étude de sol assainissement) ;
  • la gestion des eaux pluviales par infiltration : noues, bassins, tranchées, puisards ;
  • le drainage autour d'un ouvrage et la conception des soutènements ;
  • l'évaluation de l'effet d'une nappe sur un terrassement ou un sous-sol ;
  • l'étude d'un lotissement, où la surface des ouvrages de rétention en dépend (étapes d'un lotissement).
ESSAI PORCHET niveau d'eau trou de faible profondeur infiltration verticale de surface résultat en mm/h ESSAI LEFRANC tubage tranche testée perméabilité d'une couche en profondeur — résultat en m/s
Porchet : trou peu profond, infiltration de surface. Lefranc : forage tubé, tranche de sol isolée.

Choisir selon la profondeur de l'ouvrage

PorchetLefranc
ProfondeurFaible (quelques dizaines de cm à environ un mètre)De quelques mètres à plusieurs dizaines de mètres
DispositifTrou à la tarièreForage tubé, cavité ou crépine
MesureVitesse d'infiltration verticaleCoefficient de perméabilité d'une tranche
Unité usuellemm/hm/s
Usages typiquesAssainissement, noues, petits bassins, puisardsDrainage, rabattement de nappe, ouvrages profonds, études hydrogéologiques
Coût et délaiFaiblePlus élevé

Règle simple : l'essai se fait à la profondeur de l'ouvrage. Une infiltration superficielle se teste en Porchet ; un ouvrage qui puise à plusieurs mètres exige un Lefranc ou un autre essai adapté.

Porchet : l'infiltration en surface

Principe

On creuse un trou de faible profondeur (à la tarière, quelques dizaines de centimètres de diamètre), à la profondeur où l'on prévoit d'infiltrer. On le remplit d'eau et on mesure la vitesse à laquelle l'eau s'y infiltre. Deux variantes existent : à niveau variable, on suit la baisse du niveau dans le temps ; à niveau constant, on maintient le niveau et on mesure le débit nécessaire. La méthode est décrite dans les référentiels de l'assainissement non collectif.

Mise en œuvre

  1. réaliser le trou et le nettoyer des parois pour ne pas colmater le sol ;
  2. saturer le sol par un pré-arrosage, pour mesurer un régime stabilisé ;
  3. remplir et mesurer à intervalles réguliers ;
  4. répéter l'essai en plusieurs points de la parcelle ;
  5. calculer la perméabilité, exprimée en mm/h.

Avantages et limites

  • Rapide, économique, réalisable sans forage lourd ;
  • Adapté aux ouvrages superficiels (épandage, noues, petits bassins) ;
  • Limité en profondeur : il ne renseigne pas sur les couches sous-jacentes ;
  • Sensible à la saturation et au colmatage des parois ; il exige de la méthode.

Lefranc : la perméabilité d'une couche en profondeur

Principe

On réalise un forage tubé, dont on isole une tranche de sol à la profondeur voulue (cavité ou crépine). On y injecte de l'eau à débit constant, ou on suit la variation de niveau, puis on calcule le coefficient de perméabilité de cette tranche. L'essai est normalisé : c'est l'essai d'eau Lefranc (NF P 94-132, puis normes NF EN ISO 22282 pour les essais de perméabilité en forage).

Mise en œuvre

  1. forage et pose du tubage jusqu'à la profondeur de la tranche à tester ;
  2. aménagement de la cavité de mesure (longueur et diamètre connus) ;
  3. injection ou pompage d'eau, à niveau constant ou variable ;
  4. mesures répétées jusqu'à stabilisation ;
  5. calcul de K en m/s, avec un coefficient de forme lié à la géométrie de la cavité.

Avantages et limites

  • Précis et localisé : il donne la perméabilité d'une couche précise ;
  • Utilisable en profondeur, sous la nappe comme au-dessus ;
  • Plus lourd et plus coûteux : forage, tubage, matériel de mesure ;
  • Exigeant en interprétation : effets de colmatage, de fissuration et de remaniement.

Eaux pluviales : dimensionner une noue ou un bassin

La gestion des eaux pluviales à la parcelle est encouragée par de nombreux règlements locaux : on privilégie l'infiltration ou la rétention plutôt que le rejet direct au réseau. Le choix de l'ouvrage (noue, tranchée drainante, puits d'infiltration, bassin) dépend de la perméabilité à la profondeur où l'eau sera rendue au sol :

OuvrageProfondeur d'infiltrationEssai adapté
Noue ou jardin de pluieSurfacePorchet
Tranchée drainanteFaible profondeurPorchet
Puits d'infiltrationPlusieurs mètresLefranc, ou Porchet au fond du puits selon la conception
Bassin d'infiltrationFond du bassinPorchet au niveau du fond, Lefranc si la couche visée est profonde

Si le sol est trop peu perméable, on bascule vers la rétention avec rejet régulé ; s'il est très perméable et que la nappe est proche, on veille à ne pas infiltrer des eaux polluées (voiries, parkings) sans traitement préalable.

Ce qui fausse une mesure

La perméabilité est l'un des paramètres les plus variables en géotechnique : elle peut différer de plusieurs ordres de grandeur entre deux points voisins. Plusieurs facteurs fragilisent les mesures :

  • La saturation initiale : un sol sec absorbe l'eau plus vite qu'un sol saturé ; il faut saturer avant de mesurer pour obtenir un régime stabilisé ;
  • Le colmatage des parois : le forage lisse ou colmate les parois, ce qui sous-estime la perméabilité ; on nettoie ou on scarifie légèrement ;
  • Les bulles d'air emprisonnées dans le sol, qui freinent l'infiltration ;
  • La température de l'eau, qui modifie sa viscosité ;
  • L'hétérogénéité du sol : un caillou, une racine, une lentille sableuse fausse un point de mesure ;
  • Le niveau de nappe et la saison : une nappe proche ou une période très humide réduit l'infiltration.

C'est pourquoi on réalise plusieurs essais répartis sur l'emprise et on retient une valeur prudente, plutôt que la meilleure. Une valeur unique, mesurée une seule fois, n'est que rarement représentative.

Ce que doit contenir un rapport d'essais

  1. la méthode (Porchet à niveau constant ou variable, Lefranc) et la norme ou le référentiel suivi ;
  2. la profondeur et le diamètre du trou, ou la géométrie de la cavité ;
  3. la nature du sol à la profondeur d'essai (coupe de sondage associée) ;
  4. les conditions du jour : saison, pluie récente, niveau d'eau ;
  5. les mesures brutes et la valeur de K retenue, avec son unité ;
  6. la localisation des points sur un plan.

Trois usages concrets

  • Maison en zone rurale : sondages à la tarière et essais de type Porchet pour définir la filière d'assainissement (étude de sol assainissement).
  • Lotissement : essais répartis sur l'emprise pour dimensionner bassins et noues.
  • Sous-sol sous nappe : essais Lefranc dans les couches concernées, pour évaluer les débits de pompage.
  • Soutènement : perméabilité du massif pour concevoir le drainage (mur de soutènement étude de sol).

Cas pratique FondaTerre : un sol caillouteux du Vaucluse

Exemple illustratif : sur une terrasse alluviale de la Durance, le sol est très perméable et la nappe se trouve à 4 m en hiver. Les essais de type Porchet donnent des valeurs élevées ; l'ingénieur retient une valeur prudente et interdit l'infiltration directe des eaux de parking sans prétraitement, car le risque est ici pour la nappe, pas pour la parcelle. À l'inverse de l'argile de la Brie, le problème n'est pas de faire absorber l'eau, mais de ne pas la laisser passer trop vite.

Un essai maison, est-ce recevable ?

Un « test du seau » maison donne une idée grossière mais n'est pas recevable pour un dossier. L'essai normalisé impose des dimensions, une saturation, des mesures répétées et un calcul rigoureux. Pour un assainissement ou un projet d'infiltration, le SPANC ou le service instructeur attend un rapport établi par un bureau compétent. L'essai artisanal peut servir à se faire une première idée, à condition de ne pas s'y fier pour choisir une filière.

Où ces essais s'inscrivent dans une étude

Les essais de perméabilité s'intègrent à la reconnaissance : ils accompagnent la G1 ou la G2 AVP quand la gestion de l'eau est un enjeu. Ils complètent d'autres essais (pénétromètre, pressiomètre, laboratoire) présentés dans les essais géotechniques. Pour la perméabilité, le rapport doit préciser la profondeur, la méthode, la saison et le niveau d'eau observé.

En Île-de-France comme en PACA, l'infiltration à la parcelle est de plus en plus recommandée ; encore faut-il que le sol s'y prête (Essonne, Var). Décrivez votre besoin dans le simulateur de devis : l'ingénieur détermine les essais utiles à votre terrain.

Questions fréquentes

Quelle est la différence essentielle entre Porchet et Lefranc ?

Le Porchet se réalise dans un trou de faible profondeur et évalue l'infiltration verticale de surface. Le Lefranc se réalise dans un forage, sur une tranche de sol isolée à la profondeur voulue, et donne le coefficient de perméabilité de cette couche.

En quelles unités s'expriment les résultats ?

Le Porchet est traditionnellement exprimé en mm/h, le Lefranc en m/s. Pour convertir : 1 mm/h vaut environ 2,8 × 10⁻⁷ m/s ; 15 mm/h équivalent à environ 4,2 × 10⁻⁶ m/s.

Quel essai pour un assainissement individuel ?

L'essai de type Porchet, réalisé à la profondeur de l'épandage envisagé, est le plus courant, associé à des sondages à la tarière pour décrire le sol et repérer l'eau.

Quel essai pour un bassin d'infiltration d'eaux pluviales ?

Cela dépend de la profondeur de l'ouvrage. Un ouvrage superficiel se dimensionne à partir d'essais de type Porchet. Un ouvrage plus profond ou dépendant d'une couche particulière appelle des essais Lefranc ou d'autres essais à la profondeur concernée.

Les essais sont-ils fiables en toute saison ?

La perméabilité varie avec la saturation du sol et le niveau de nappe. Le rapport doit indiquer les conditions du jour (saison, météo récente, niveau d'eau) ; sur un projet sensible, on interprète les résultats avec prudence, voire on les recalera en saison humide.

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