L’essai Porchet mesure la perméabilité des couches superficielles du sol, jusqu’à 1,5 m de profondeur, selon le protocole de la norme NF DTU 64.1. L’essai Lefranc, encadré par la norme NF P 94-132, cible les horizons saturés, bien en dessous de la nappe phréatique. Ces deux essais répondent à des contextes radicalement différents. Confondre l’un et l’autre, c’est s’exposer à des résultats non conformes, à un dossier rejeté par le SPANC ou à des fondations mal dimensionnées. Voici comment choisir.
Qu’est-ce que la perméabilité du sol et pourquoi la mesurer ?
La perméabilité d’un sol désigne sa capacité à laisser circuler l’eau à travers sa structure poreuse. Elle s’exprime par le coefficient K, en m/s ou en mm/h. Ce paramètre conditionne directement la faisabilité de nombreux ouvrages.
Un sol imperméable ne peut pas accueillir un système d’épandage classique. Un sol trop perméable laisse transiter les effluents sans filtration suffisante. Entre ces deux extrêmes, la mesure précise de K permet d’adapter les solutions techniques à la réalité du terrain.
Les usages concrets de la mesure de perméabilité
La mesure du coefficient K intervient dans plusieurs situations distinctes. Un projet d’assainissement non collectif (ANC) exige une valeur de K pour valider le choix de la filière. La conception d’un système de drainage pluvial repose sur la capacité du sol à absorber les eaux de ruissellement. Le dimensionnement de certaines fondations intègre également ce paramètre.
Les bureaux d’études géotechniques réalisent ces essais de perméabilité systématiquement dès lors que la gestion des eaux constitue un enjeu du projet. Le choix de la méthode dépend alors de la profondeur de la couche à tester et de la présence ou non d’une nappe souterraine.
Les deux grandes familles d’essais in situ
Les essais de perméabilité se distinguent selon leur contexte d’application. Les essais en surface, comme le Porchet, caractérisent les horizons non saturés. Les essais en forage, comme le Lefranc, s’appliquent aux milieux saturés, sous le niveau de la nappe.
Cette distinction est fondamentale. Les mécanismes d’écoulement diffèrent selon que le sol est saturé ou non. Une valeur K mesurée en zone non saturée ne peut pas être extrapolée au comportement de l’aquifère, et inversement.
L’essai Porchet : protocole, norme et résultats
L’essai Porchet est un test d’infiltration réalisé directement en surface. Il consiste à creuser un trou de dimensions normalisées, à le saturer d’eau, puis à maintenir un niveau constant pendant une durée définie. La vitesse d’infiltration permet de calculer le coefficient K.
Protocole normalisé selon la NF DTU 64.1
Le protocole suit les prescriptions de la norme NF DTU 64.1, qui régit les installations d’assainissement non collectif. Le technicien creuse un trou carré (30 cm de côté) ou cylindrique (diamètre 150 mm) à une profondeur de 70 cm.
Le fond et les parois sont scarifiés pour éliminer le colmatage dû au creusement. La fouille est ensuite remplie d’eau pendant au moins 4 heures, afin de saturer les sols environnants. Le niveau est maintenu à 25 cm au-dessus du fond, soit à 45 cm de la surface.
Le coefficient K est calculé selon la formule K = (1 000 × V) / (Si × t), avec V le volume d’eau introduit en m³, Si la surface d’infiltration en m², et t la durée en heures. Au minimum 3 essais sont réalisés sur le périmètre étudié pour garantir la représentativité des résultats.
Champs d’application et limites du Porchet
L’essai Porchet s’applique aux couches superficielles du sol, jusqu’à 1,5 m de profondeur maximum, hors nappe phréatique. Il est adapté aux sables, limons et argiles fissurées. Son principal usage est la validation du terrain pour un dispositif ANC.
Ses limites sont connues. Les sols très argileux et très compacts produisent des valeurs K proches de zéro, ce qui rend la mesure peu exploitable. Les sols très grossiers (graviers, sables grossiers) laissent l’eau s’infiltrer trop vite pour une mesure précise sans équipement spécifique.
Les conditions météorologiques influencent également les résultats. Un sol trop sec ou au contraire saturé par des pluies récentes peut fausser l’interprétation. Les essais sont donc reportés en cas de gel ou de saturation du sol.
L’essai Lefranc : forage, nappe et mesure en profondeur
L’essai Lefranc est un essai hydraulique réalisé dans un forage, sous le niveau de la nappe phréatique. Il permet de déterminer la perméabilité locale d’un sol saturé. Son champ d’application est radicalement différent de celui du Porchet.
Principe et mise en oeuvre selon la NF P 94-132
L’essai est encadré par la norme NF P 94-132 (AFNOR), complétée par la norme européenne NF EN ISO 22282-2. Il débute par la réalisation d’un forage tubé jusqu’à la zone à tester, suivie de la mise en place d’une crépine isolant le tronçon d’essai.
De l’eau est ensuite injectée ou pompée dans le forage. On mesure le débit Q et la variation de charge h(t) en fonction du temps. Le coefficient de perméabilité Lefranc (kL) est calculé à partir de ces données, en tenant compte du facteur de forme de la cavité.
L’interprétation peut être menée en régime stabilisé ou en régime transitoire. Cette seconde approche, via les méthodes de Hvorslev ou de Bouwer-Rice, affine la précision du résultat. 2 à 4 essais par jour sont réalisables selon la profondeur et la perméabilité des horizons testés.
Applications et sols cibles de l’essai Lefranc
L’essai Lefranc s’applique à tous les sols fins ou grenus sous la nappe, dès lors que le coefficient de perméabilité présumé est supérieur à environ 10⁻⁶ m/s. Il est adapté aux sables, graviers et formations alluviales.
Ses applications principales sont le dimensionnement des systèmes de drainage, l’évaluation des risques de tassements différentiels, la conception de fondations profondes en milieu saturé et les études hydrogéologiques. Il est également utilisé pour évaluer l’efficacité de traitements de sol comme l’injection.
L’essai Lefranc présente un caractère ponctuel : il ne teste qu’une épaisseur de sol d’environ 50 cm. Plusieurs essais sont donc nécessaires pour établir une analyse statistique représentative, notamment sur les terrains hétérogènes.
Porchet ou Lefranc : tableau comparatif pour guider le choix
Les deux essais mesurent la perméabilité mais dans des contextes géotechniques incompatibles. Le tableau suivant synthétise les critères de choix pour les principaux cas de figure.
| Critère | Essai Porchet | Essai Lefranc |
| Profondeur | 0 à 1,5 m (hors nappe) | Variable, sous nappe |
| Zone testée | Sol non saturé (vadose) | Sol saturé (aquifère) |
| Norme de référence | NF DTU 64.1 | NF P 94-132 / NF EN ISO 22282-2 |
| Matériel nécessaire | Tarière manuelle, récipient gradué | Forage tubé, crépine, pompe ou injecteur |
| Durée | Quelques heures | Demi-journée à journée |
| Application principale | ANC, drainage pluvial superficiel | Fondations, drainage, étude hydrogéologique |
| Sols adaptés | Sables, limons, argiles fissurées | Sables, graviers, alluvions saturés |
| Limite principale | Inapplicable sous nappe | Résultat ponctuel, nécessite plusieurs essais |
Quand l’essai Porchet s’impose comme seul choix pertinent ?
Le Porchet est l’essai de référence chaque fois que le projet concerne les couches superficielles du sol et que la nappe phréatique est absente ou très profonde. Sa simplicité de mise en oeuvre en fait l’outil de choix pour les projets de maîtrise d’ouvrage individuelle.
Trois situations imposent le Porchet sans ambiguïté :
- Le dépôt d’un dossier ANC auprès du SPANC — le service exige un résultat conforme à la norme NF DTU 64.1 pour valider la filière d’assainissement
- Le dimensionnement d’un ouvrage d’infiltration pluviale peu profond (noue, puits d’infiltration), où seules les couches superficielles sont sollicitées
- La vérification préalable à la pose d’un drain superficiel autour d’une maison individuelle
Dans ces contextes, recourir à l’essai Lefranc constituerait une investigation inadaptée. Les résultats obtenus sous nappe ne seraient pas exploitables pour des ouvrages en zone vadose, et le coût serait injustifié.
Quand l’essai Lefranc devient indispensable ?
Dès que le projet implique des horizons saturés ou que la nappe phréatique constitue un enjeu, l’essai Lefranc s’impose. Il est systématiquement prescrit dans les missions géotechniques de conception (G2) pour les projets sensibles.
Fondations en milieu saturé et gestion de la nappe
La conception de fondations profondes dans un terrain à nappe superficielle exige de connaître la perméabilité de l’aquifère. Un coefficient kL trop élevé peut entraîner des venues d’eau incontrôlées lors des terrassements. Un kL faible peut indiquer un risque de surpressions interstitielles.
L’essai Lefranc permet également d’évaluer l’efficacité d’un rabattement de nappe préalable aux travaux d’excavation. Les données collectées alimentent directement les calculs de dimensionnement des pompes et des drains de fond de fouille.
Études hydrogéologiques et diagnostics de pollution
Les études hydrogéologiques nécessitent une connaissance précise des caractéristiques hydrauliques de l’aquifère. La perméabilité Lefranc, combinée à un essai de pompage, permet de modéliser les flux souterrains et d’estimer la vitesse de migration des polluants en cas de contamination.
Dans le cadre d’un diagnostic de pollution des sols, la valeur kL intervient directement dans le calcul du risque de dispersion des contaminants vers les nappes ou les cours d’eau voisins.
