Une classification des sols propre au Québec

Un groupe de chercheurs financé par l’IRSST a mis au point une classification des sols adaptée aux conditions géotechniques du Québec. Simple à utiliser, elle pourrait réduire le nombre d’accidents et de décès attribuables à des éboulements.

Les travaux de tranchée, d’excavation et de creusement exposent les travailleurs à de nombreux risques, surtout si les parois des cavités sont mal soutenues ou non soutenues par des étançonnements. Une analyse de 50 rapports d’accidents de la CNESST survenus de 1974 à 2017 dans ces zones de travail révèle 48 décès et 14 accidents graves durant cette période. Cela représente une moyenne d’un à deux décès par an, soit environ 1 % des décès qui se sont produits dans un contexte professionnel au Québec. L’absence d’étançonnement pour prévenir les éboulements figure parmi les principales causes de ces accidents.

Le Code de sécurité pour les travaux de construction (CSTC), qui réglemente le travail en tranchée, ne traite pas de la classification des sols en fonction de leurs caractéristiques géotechniques. Cette stratégie de prévention des risques d’éboulement à la source existe pourtant ailleurs. « La nature particulière des sols du Québec nous empêche d’appliquer directement et sans discernement les systèmes de classification étrangers. Les argiles sensibles, qui sont très répandues au Québec, sont quasiment inexistantes aux États-Unis, par exemple », illustre Bertrand Galy, chercheur à l’IRSST. Cette présence de grains fins d’origine marine ou glaciolacustre dans le soussol québécois a incité le scientifique et ses collaborateurs à mettre au point une classification des sols propre au Québec. Plusieurs organismes collaborateurs et spécialistes actifs dans le domaine de la construction et de la santé et sécurité du travail ont contribué à cette réalisation.

Recherche en deux temps

Après avoir complété une revue de littérature du bilan des réglementations en vigueur dans différentes compétences territoriales, l’équipe a procédé à des essais de terrain instrumentés à Louiseville, en Mauricie. « Le site expérimental a la particularité de posséder un sol homogène composé d’argile grise sensible, typique du Québec. Nous possédions aussi déjà des données de caractérisation géotechnique de ce sol provenant de travaux antérieurs », précise Bertrand Galy.

Quatre tranchées et excavations de pleine grandeur, certaines soutenues, d’autres non, ont été laissés ouvertes pendant 90 jours. Les instruments déployés comprenaient des inclinomètres, des piézomètres et des capteurs de pression. En parallèle, l’équipe de recherche a aussi mené en laboratoire des essais de caractérisation géothechnique de prélèvements d’argile du site expérimental.

Les chercheurs ont ensuite simulé numériquement le comportement des tranchées et excavations étudiées. Le but : comparer les modélisations numériques avec les résultats obtenus des essais de terrain, une méthode dite de rétrocalcul. « En fin de compte, les résultats de ces calculs sont très dépendants des hypothèses de départ. Cela devrait lever un drapeau jaune dans l’esprit des ingénieurs en géotechnique. Les valeurs choisies pour les paramètres géotechniques ont une grande influence sur la valeur du coefficient de sécurité », analyse Bertrand Galy.

En outre, les essais de terrain de la tranchée soutenue avec une boîte de tranchée montrent que les valeurs de pression de terre mesurées sur les parois de celle-ci sont très supérieures aux courbes enveloppes, ce qui commande la prudence.

Une méthode pratique

Cette recherche a permis d’établir une classification des sols adaptée aux conditions géotechniques du Québec dans le contexte de fouilles de faible profondeur (moins de 6 m). Cette méthode pratique tient compte de variables telles que la description des sols, les conditions environnementales et les conditions hydrogéologiques. Concrètement, les dépôts peuvent être classifiés comme roc stable, sol de type A, de type B ou de type C.

Grâce à cette classification, les entrepreneurs en construction pourront mieux caractériser les sols où ils effectuent des excavations et choisir des systèmes d’étançonnement plus appropriés. « C’est une version simplifiée adaptée aux travaux quotidiens et au personnel des entrepreneurs. Cela ne remplace toutefois pas un avis d’ingénieur en géotechnique », souligne Bertrand Galy. Ces recommandations n’ont d’ailleurs pour l’instant aucun statut légal.

« L’équipe qui a pris part à ces travaux souhaiterait voir cette classification intégrée au CSTC. Nous pensons que cela pourrait être fort utile pour les milieux de travail », affirme Bertrand Galy. Une proposition pourrait d’ailleurs être déposée au Comité de révision du CSTC pour qu’il inscrive les articles concernant les creusements comme éléments prioritaires à étudier dans sa prochaine planification.