Un pénétromètre est un appareil utilisé pour mesurer le compactage du sol. L’appareil est parfois également utilisé pour mesurer la densité d’autres matériaux, tels que les produits pharmaceutiques et les aliments. Il existe une gamme de différents styles et tailles de pénétromètres pour une utilisation dans divers contextes, y compris le génie civil, l’agriculture, la géologie et l’exploration scientifique.
Lors de l’analyse du sol, les individus utilisent généralement des pénétromètres à cône, qui consistent en un cône en acier attaché à un long arbre avec un manomètre ou un niveau sur le dessus. Le cône peut être enfoncé dans le sol à vitesse constante ou enfoncé, selon que le pénétromètre est statique ou dynamique. Les pénétromètres dynamiques sont conçus pour être coulés à coups de marteau et sont souvent utilisés en génie civil, tandis que les pénétromètres statiques, coulés à vitesse constante, sont utilisés en agriculture. Les marques graduées sur la tige du pénétromètre indiquent la profondeur. Le pénétromètre mesure le compactage du sol en livres par pouce carré (psi) ou en kilopascals (kPa).
Le compactage du sol est un problème important en agriculture, car il affecte directement la capacité de croissance des cultures. Le pénétromètre à cône est conçu pour déterminer le niveau de compactage du sous-sol. Des niveaux élevés de compactage ont un impact négatif sur la capacité des racines des plantes à s’étendre dans le sol. Un niveau de résistance de plus de 300 psi (environ 2065 kPa) empêchera les racines de pénétrer, donc si le pénétromètre trouve ce niveau de pression, un processus de labour en profondeur connu sous le nom de sous-solage peut être nécessaire pour augmenter la croissance des cultures.
Le génie civil s’appuie sur la science du sol pour créer une infrastructure fonctionnelle. Un sol compacté est nécessaire pour soutenir les bâtiments et les routes. Un sol très compacté peut également être une préoccupation, car il a tendance à ne pas absorber la pluie et peut entraîner une érosion et un ruissellement excessifs. En d’autres termes, le débit des eaux souterraines est parfois réduit par le compactage du sol. Les ingénieurs civils utilisent des pénétromètres pour déterminer le compactage du sol dans ces scénarios afin qu’un plan d’action approprié puisse être suivi.
Les pénétromètres de poche sont beaucoup plus petits que les pénétromètres à cône et peuvent être tenus d’une seule main. Ces dispositifs à ressort sont utilisés pour tester le compactage du sol, du béton ou d’autres matériaux. Ils sont le plus souvent employés dans les milieux industriels, les laboratoires et les jardins d’arrière-cour. D’autres petits pénétromètres de laboratoire sont montés sur des supports et utilisés pour tester avec précision la fermeté des fruits frais, des produits pharmaceutiques et de tous les produits pour lesquels une densité spécifique est nécessaire.
Les pénétromètres sont largement utilisés dans la science ainsi que dans l’industrie. La sonde spatiale Huygens, qui a atterri sur la lune Titan de Saturne en 2005, était équipée d’un pénétromètre pour mesurer la consistance et la composition du sol de Titan. Les expéditions en haute mer ont également utilisé des pénétromètres pour collecter des données sur les sédiments du fond océanique.