En France, les inondations représentent le premier risque naturel en termes de population exposée. Selon le ministère de la Transition écologique, près de 17 millions de personnes vivent en zone inondable. Pourtant, la majorité des projets de construction ou d’aménagement se déroulent sans que les dynamiques souterraines aient été sérieusement étudiées au préalable. Or, une nappe phréatique mal connue peut transformer un épisode pluvieux ordinaire en sinistre structurel majeur. Face à ce constat, l’étude hydrogéologique s’impose comme l’outil de référence pour comprendre le comportement des eaux souterraines, anticiper les remontées de nappe et concevoir des dispositifs de prévention adaptés à chaque terrain.
Quels risques d’inondation l’étude hydrogéologique permet-elle d’identifier ?
L’étude hydrogéologique permet de distinguer plusieurs mécanismes d’inondation qui n’ont pas la même origine ni les mêmes conséquences sur le bâti. Leur identification précise est la condition sine qua non d’une prévention efficace.
Les remontées de nappes phréatiques
Le phénomène de remontée de nappe survient lorsque la nappe phréatique, en période de recharge intense (printemps pluvieux, hiver anormalement humide), atteint ou dépasse la surface du sol. Il affecte en priorité les zones de plaines alluviales, les fonds de vallée et les secteurs à faible profondeur de nappe. L’outil national Géorisques recense les communes exposées à ce phénomène et constitue une source documentaire de premier plan lors de la phase de recherche préalable à toute étude.
La pose de piézomètres est l’investigation de référence pour caractériser les variations piézométriques saisonnières et interannuelles. La norme NF X31-614 en vigueur encadre leur réalisation et impose notamment un nivellement centimétrique par rapport au nivellement général français (NGF), réalisé par un géomètre expert.
Les inondations par ruissellement et saturation des sols
Lorsque les sols atteignent leur capacité maximale de rétention en eau, tout apport pluviométrique supplémentaire ruisselle en surface sans pouvoir s’infiltrer. Ce mécanisme, dit d’inondation par saturation, est particulièrement redouté dans les zones où les formations argileuses de faible perméabilité affleurent en surface. L’étude hydrogéologique quantifie la perméabilité des horizons superficiels grâce à des essais de terrain comme l’essai Porchet ou l’essai Lefranc, qui mesurent respectivement la capacité d’absorption des sols en conditions non saturées et saturées.
Ces données alimentent directement le dimensionnement des dispositifs d’évacuation des eaux pluviales : tranchées drainantes, noues, bassins de rétention. Un sol présentant un coefficient de perméabilité inférieur à 10⁻⁶ m/s sera considéré comme imperméable pour l’ingénierie hydraulique, ce qui impose des solutions alternatives à l’infiltration sur site.
Les débordements de cours d’eau liés aux échanges nappe-rivière
La relation entre cours d’eau et aquifère constitue un paramètre critique souvent sous-estimé. En période de crue, un cours d’eau peut alimenter la nappe adjacente (relation drainante inversée), provoquant une saturation des terrains riverains bien au-delà de la zone de débordement visible. L’étude hydrogéologique identifie ces zones d’échange en croisant les données de piézométrie, de débit et de topographie.
Le schéma conceptuel hydrodynamique, pièce maîtresse de l’étude, représente en coupe et en plan les directions d’écoulement, les sources, les vecteurs de transfert et les enjeux à protéger. C’est sur la base de ce schéma que les bureaux d’études recommandent ou non l’implantation d’un projet en zone à risque et définissent les mesures compensatoires nécessaires.
Comment se déroule concrètement une étude hydrogéologique ?
La démarche méthodologique, telle que définie par le BRGM dans son guide de novembre 2025, s’articule en quatre étapes successives et itératives. Chacune conditionne la suivante, et une insuffisance à l’étape 1 empêche de progresser jusqu’à la production du plan de surveillance.
Les quatre étapes sont les suivantes :
- Collecte d’informations : recherche documentaire (cartes géologiques, BSS, ADES, données SANDRE), visite du site et investigations complémentaires si les données disponibles s’avèrent insuffisantes
- Synthèse des informations : analyse croisée des données géologiques, hydrologiques, topographiques et anthropiques pour dresser un état des lieux complet
- Schéma conceptuel hydrodynamique : modélisation qualitative des flux souterrains : type d’aquifère, piézométrie, relation nappe-rivière, enjeux et voies d’exposition
- Plan de surveillance : définition du réseau piézométrique (nombre, localisation, profondeur de crépine, paramètres, fréquence de mesure)
La durée et le coût d’une étude hydrogéologique varient selon la complexité du contexte. Un terrain en milieu sédimentaire homogène, avec des données existantes abondantes, pourra être traité en quelques semaines. Un contexte karstique ou de socle fracturé nécessitera des investigations plus lourdes, notamment des traçages, une analyse morphologique et structurale, et éventuellement des mesures géophysiques.
Quelles investigations terrain permettent de caractériser le risque inondation ?
Au-delà de la recherche documentaire, l’étude hydrogéologique mobilise des investigations in situ dont la nature est choisie en fonction des lacunes identifiées et des enjeux du projet.
Les sondages et forages de reconnaissance
Le sondage destructif, le sondage à la tarière et le sondage carotté constituent les méthodes de base pour accéder aux formations géologiques en profondeur et identifier la nature lithologique des horizons traversés. Le sondage carotté présente l’avantage de restituer un échantillon continu, permettant une lecture stratigraphique précise et la mesure des caractéristiques hydrodynamiques de chaque couche.
La pose de piézomètres équipés de crépines permet ensuite de suivre les niveaux d’eau dans le temps. La localisation de la crépine est déterminée par la profondeur de la nappe et la nature de l’aquifère (nappe libre, semi-captive ou captive). Ces ouvrages constituent la colonne vertébrale de tout réseau de surveillance des eaux souterraines.
Les essais de perméabilité et d’écoulement
L’essai de pompage est l’investigation de référence pour mesurer la transmissivité et le coefficient d’emmagasinement d’un aquifère. Ces deux paramètres conditionnent directement la vitesse de montée de nappe en période de recharge et l’étendue de la zone inondable en cas de crue. Complémentairement, l’essai pressiométrique Ménard renseigne sur la résistance mécanique des terrains saturés, paramètre clé pour le dimensionnement des fondations.
L’essai Lefranc, réalisé dans un forage, et l’essai Porchet, effectué en fouille ouverte, permettent quant à eux de quantifier la perméabilité des horizons superficiels. Ces données sont indispensables pour évaluer la faisabilité d’un système d’infiltration sur site (puits d’infiltration, tranchées drainantes) et éviter les erreurs de dimensionnement qui conduisent à l’engorgement des ouvrages.
Quelles solutions préventives découlent d’une étude hydrogéologique ?
L’étude hydrogéologique ne se limite pas au diagnostic : elle débouche sur un plan de surveillance et sur des préconisations techniques directement exploitables par les maîtres d’ouvrage, les architectes et les bureaux d’études structure.
Les mesures préventives les plus couramment recommandées en réponse aux risques identifiés incluent :
- Drainage périphérique : tranchées drainantes ou drains horizontaux associés à un exutoire gravitaire, pour abaisser le niveau de nappe autour des fondations
- Cuvelage étanche : traitement des sous-sols en béton armé avec membranes d’étanchéité, lorsque le projet est implanté sous le niveau de la nappe
- Fondations adaptées : recours aux fondations profondes sur pieux pour s’affranchir des horizons saturés instables
- Gestion des eaux pluviales à la parcelle : noues, toitures végétalisées, chaussées drainantes, pour limiter le ruissellement vers les nappes superficielles
Ces solutions doivent être calibrées sur la base des données piézométriques réelles du site et non sur des hypothèses forfaitaires. Un cuvelage dimensionné pour une nappe mesurée à -2,50 m NGF sera totalement inadapté si la nappe peut atteindre -0,80 m NGF lors d’un épisode centennal. Seule une étude hydrogéologique complète, incluant l’analyse des variations historiques de la nappe, permet d’éviter de telles erreurs.
Léo
Leo est spécialiste en géotechnique avec plusieurs années d’expérience dans la création de contenus relatifs aux études des sols et la conception de fondations pour des projets résidentiels et industriels.