La notion de retrait-gonflement des argiles (ou RGA) désigne les mouvements alternatifs (et souvent répétés dans le temps) de retrait et de gonflement des sols argileux, respectivement associés aux phases de sécheresse et réhydratation de ces sols dits « gonflants » ou « expansifs »Philipponnat G (1991) Retrait-gonflement des argiles, proposition de méthodologie. Revue Française de géotechnique, (57), 5-22|PDF, 18 p..
vignette|upright=1.5|Schéma simplifié de deux sources de désordre sur une maison construite sans fondations suffisantes sur un sol argileux.
Certaines argiles perdent 10 % de leur volume en séchant et les regagnent en se réhydratant. Les lents mouvements différentiels du sol induits par ce retrait-gonflement peuvent détruire les structures (ou infrastructures) trop peu élastiques pour y résister dans le sol. Ce phénomène affecte saisonnièrement les constructions légères et leurs fondations. Il peut aussi dégrader certains ouvrages d'art et tous les réseaux enterrés (dont les réseaux d'évacuation ou de distribution d'eau, qui sont parfois en amiante-ciment). Peu spectaculaire car essentiellement lent et souterrain, il ne se traduit en surface que par quelques fentes, désordres ou mouvements de sols ; mais peut avoir de graves conséquences (fragilisation ou destruction de fondation, de maisons ou de routes, de câbles, de tuyaux et autres réseaux ou conduites enterrés...). L'ampleur des dommages Lambert S & Pengelly A (2022, juin). Modification in situ de la sensibilité des argiles au gonflement pour les fondations superficielles de bâtiments. In 11èmes journées nationales de géotechnique et de géologie de l’ingénieur | URL=https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03720263/document.. On sait (techniquement), sans surcoût important, construire sur des sols argileux gonflantsMouroux P, Margron P et Pinte J.C (1988) – La construction économique sur sols gonflants. Éditions BRGM, Manuels et Méthodes n° 14 ; en ce qui concerne les constructions anciennes, on avait insuffisamment anticipé l'ampleur du risque de RGA et son aggravation liée au dérèglement climatique.
En France, le RGA a causé environ 240 000 sinistres entre 2018 et 2022 (58% des sinistres survenus depuis 1989) selon et le phénomène devrait s'aggraver ; l'indemnisation des dommages induits par le RGA est source de coûts souvent élevés pour les propriétaires, la puissance publique et les assureurs ; c'est, en France, ..
C'est donc un aléa à prendre en compte par les particuliers et la puissance publique dans les plans et programmes d'adaptation au changement climatiqueRichard, E. (2014). L'action publique territoriale face au défi de l'adaptation: déterminants et effets de la prise en compte des changements climatiques à l'échelle régionale. VertigO-la revue électronique en sciences de l'environnement, (Hors-série 20)..
Histoire du concept Cet aléa était, autrefois, supposé toucher surtout les pays à climat chaud, aride ou semi-aride, mais, depuis le dernier quart du , il concerne également les zones argileuses de tous les pays tempérés.
Ce risque devrait augmenter en fréquence et s'aggraver en intensité, en raison du nombre croissant de constructions (cf périurbanisation croissante, artificialisation du paysage), des prélèvements accrus d'eau en surface et dans les nappes phréatiques, des drainages agricoles et sylvicoles de surface (qui peuvent exacerber les sécheresses et leur durée) et, surtout, en raison du dérèglement climatique.
Les composantes microstructurale (MEB, porosimétrie)Tran T.D (2014). Rôle de la microstructure des sols argileux dans les processus de retrait-gonflement: de l'échelle de l'éprouvette à l'échelle de la chambre environnementale (Doctoral dissertation, Paris, ENMP). et physicochimique du phénomène, parfois très complexe, font également l'objet de recherches.
Minoration, voire invisibilisation du phénomène Dans l’espace public, politique et médiatique le sujet semble faire l’objet de peu de controverses et de communication ; il apparait comme un risque naturel « médiatiquement invisible »..
Une étude sociologique française a porté sur les raisons journalistiques, politiques, techniques ou encore administratives qui . Elle conclut que .. Cette étude montre que certains propriétaires préfèrent ne pas parler du problème (pour ne pas dévaloriser la valeur de leur maison), ce qui tend à confirmer des travaux antérieurs, par exemple de Lambert, Claeys et Arnaud, en 2017, qui avaient mis en évidenceMarie-Laure Lambert, Cécilia Claeys et Aurélie Arnaud (2017) « Vulnérabilité économique et sociale. Facteur d’invisibilité des risques », Riséo, 2, p.97-116. une .
Le phénomène physique thumb|upright=1.5|Tassement différentiel (en présence non-homogène d'argile ou en présence d'une déshydratation non homogène). thumb|upright=1.5|La déshydratation d'un sol riche en argile crée une structure polyédrique via la dynamique de retrait-gonflement (ici sol argilo-limoneux riches en argile). Les bords de cassure, nets et tranchants sont typiques. Cette déstructuration du sol originel peut permettre une circulation horizontale de l'eau et la pénétration des racines en profondeur, au détriment du maintien de l'humidité en surface.
Il concerne les sols argileux ou riches en argile, dits « gonflants » où des constructions ont été faites sans fondations adaptées à ce risque. Le retrait gonflement peut se produire : au niveau de la surface où les argiles sont souvent déconsolidées ; en profondeur, où l'argile est généralement (et donc gonflante quand elle est déchargée : soumise à une moindre pression, après un arasement de surface ou en flanc de carrière par exemple), ou si, à la suite de mouvements de nappe (éventuellement induits par l'Homme), sa teneur en eau change (cas des argiles vertes et d'autres argiles plastiques) ; selon des axes horizontaux et verticaux (ou angulaires si le litage de la couche d'argile n'est pas horizontal).
Il peut varier : selon la qualité de l'argile, son litage, la microstructure du solAudiguier M, Geremew Z & Cojean R (2008) Relations entre les microstructures de deux sols argileux de la région parisienne et leur sensibilité au retrait-gonflement. In SEC septembre 2008 (Vol. 1, pp. 235-244). et le fait qu'elle ait été, ou non, compactéeNowamooz H (2007). Retrait/gonflement des sols argileux compactés et naturels (Doctoral dissertation, Institut National Polytechnique de Lorraine-INPL) ; selon la proximité de systèmes racinaires d'une végétation à fort potentiel d'évapotranspiration (typiquement, grands arbres près d'une maison construite sur sol argileux gonflant qui peuvent, périodiquement, lors des sécheresses, amener la couche d'argile à dépasser ses limites de plasticité) ; selon les venues d'eau, qui peuvent accentuer le problèmeSerge Lambert, Arthur Pengelly. Modification in situ de la sensibilité des argiles au gonflement pour les fondations superficielles de batiments. 11èmes journées nationales de géotechnique et de géologie de l’ingénieur, Institut National des Sciences Appliquées de Lyon [INSALyon], CFMS, CFMR, CFGI, Juin 2022, Lyon, France. hal-03720263. ; avec le gel, dans certains cas : quand l'argile est plus ou moins gorgée d'eau, elle subit un retrait au gel, qui ; au dégel, l'argile peut réabsorber de l'eau, et alors augmenter son volumeLassana, B. T., Fabbri, A., Rojat, F., & Mcgregor, F. (2022, June). Effet de la saturation et du chargement sur le comportement au gel-dégel d'un matériau terre. In 11èmes journées nationales de géotechnique et de géologie de l’ingénieur |url=https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03720060/document .
Diverses études (notamment minéralogiques) des argiles, ont mis en évidence deux types de gonflement différents : dans les argiles dont la liaisons interfeuillets est très faible (ex : smectites dont montmorillonite sodique et moindrement montmorillonite calcique), les molécules d'eau ou cations hydratés peuvent se fixer en couche monomoléculaire entre deux feuillets voisins à l'intérieur même des particules d'argile. Le gonflement, qui peut alors être très important, est dit intraparticulaire ou inter-feuillets ou interfoliaire ; dans les autres cas, le gonflement provient de l'introduction de molécules d'eau, non pas entre les feuillets des particules, mais entre les particules d'argile ; le gonflement est moins important, mais toutes les formes d'argiles non saturées en eau sont concernées.
Le retrait (qui induit des effets de succion) et le gonflement (effets d'écrasements, qui peuvent survenir après que des fentes de retrait aient été comblées par du sable volant, du sol superficiel, des restes de végétaux morts à l'occasion de la sécheresse) sont tous deux sources de désordres, parfois très discrets, voire invisibles (sur les réseaux enfouis), mais souvent fonctionnellement importants.
Le RGA affecte les constructions, mais aussi les racines des arbres et d'autres végétaux, ainsi que la circulation verticale et horizontale de l'eau et éventuellement de polluants qu'elle pourrait lessiver et faire circuler. Le phénomène de retrait peut être plus rapide et maximal en période de canicule, surtout si elle se prolonge dans le temps. Selon une évaluation, les dégâts induits par le seul retrait des argiles lors de la canicule de 2003 en France, auraient coûté 1,1 milliard d'eurosConséquences humaines et assurancielles de quelques évènements récents (Source : FFSA 2009, FFSA-Gema 2011, FFSA-Gema 2013). En 2022 (année marquée par une sécheresse exceptionnelle), rien que les indemnisations ont coûté 2,9 milliards d’euros aux assureurs..
Enjeux Les enjeux sont nombreux, car ces mouvements de sols peuvent causer des effondrements de bâtiments, dégrader des infrastructures (ex : ruptures de canalisation du réseau de distribution d'eau ou d'égouts, source de fuites et de pollution du réseau de distribution et de l'environnement. En 2009, l'ONRC estime que ONERC (2009) Changementclimatique Coûts des impacts et pistes d'adaptation, Documentation française, Voir p 40 notamment.
Les enjeux sont notamment économiques en raison des coûts importants de prévention, de détection et réparation ; et d'assurance (En France le coût moyen d'indemnisation d'un sinistre retrait-gonflement était vers 1990 , selon le Commissariat Général au Développement durable) : une étude britannique du DEFRA a conclu que les années de canicule, un budget représentant 15 % de leur budget annuel d'entretien du réseau de transport sera consacré à la réparation des dégâts dus au RGADEFRA (2006) Quantify the costs of the hot summer of 2003, in Climate change impacts and adaptation : cross-regional research programme/project E., dir. Metroeconomica Ltd., 95 p ; en France en 2005 le Code des assurances a mis en placearrêtés du 5 septembre 2000 un système de modulation de la franchise, pour les communes reconnues en état de catastrophe naturelle (pour le même phénomène de façon répétée) et n'ayant pas mis en œuvre des actions préventives adéquates. Il s'agit d'encourager à l'établissement de PPR, qui peuvent être imposés par les préfets ; en France quelques PPR spécialisés dits sont mis en placeAccès à la carte interactive de l'ORN (Observatoire des risques naturels) ; le gestionnaire de couches permet d'y faire apparaitre les zones vulnérables au RGA (fort ou faible) et d'autres indicateurs relatifs au RGA.) ;