Les fondations



Des fondations, pour quoi faire ?

On construit rarement directement sur la roche mère, mais plus souvent dans des plaines, sur un sol souple, stable, compressible, argileux, hétérogène et dont les propriétés évoluent en fonction des saisons sous l’effet de la pluie, du gel, de la sécheresse, …
Dans un ouvrage, les murs, les poteaux sont les éléments « porteurs » qui transmettent le poids et les efforts latéraux s’appliquant sur l’ouvrage (ex : vent) au sol. Sous chaque élément porteur vertical, il existe une fondation qui transfère ces charges au sol sans provoquer de désordres au niveau de l’ouvrage. Les fondations sont le point faible des constructions, il faut donc les élaborer avec soins.

  



Construit avec des fondations inadaptées sur un sol trop souple ou hétérogène, un mur pourrait s’enfoncer, fissurer (tassements différentiels) ou basculer.
Le choix des fondations est essentiel quand le sol n’est pas stable. Votre terrain aura du mal à s’adapter à votre projet alors vous allez peut-être devoir adapter votre projet à votre terrain.

La fondation adaptée à votre projet est celle qui ancrera durablement votre bâtiment dans le sol.

Plus votre mur sera lourd, plus il aura tendance à s’enfoncer et plus il faudra l’ancrer.



 







La fondation doit être sous la profondeur hors gel, pour éviter que le sol ne soulève le bâtiment en gelant. Elle varie selon les régions et l'altitude.
En Provence elle est à 40 cm, ce qui laisse une bonne marge de sécurité.
   


Le problème inverse se pose pour les sol contenant des argiles gonflantes. En cas de sécheresse la maison s'enfonce dans le sol. Il faut parfois fonder plus profondément dans ce type de sol.

Les bâtiments bougent toujours un peu pendant leur construction. Pendant cette phase, il est essentiel que la fondation assure des tassements uniformes d’un point à l’autre du bâtiment. Il est préférable d'attendre 6 mois avant la réalisation des enduits de finitions, afin d'attendre une éventuelle déformation du bâtiment qui pourrait faire fissurer les enduits.
     
Pour les bâtiments léger comme les serres et les hangars, le fondation à pour rôle d’empêcher le bâtiments de s'envoler. On ne les fera pas forçèment de la même façon et surtout il faudra bien ancrer la structure aux fondations.
Plus votre mur sera haut, plus il subira l’effet du vent et plus il faudra l’ancrer.
Pour l'anecdote, pendant la tempête de 1999, le sommet de la Tour Eiffel oscillait de 13 cm.









3 grands types de fondations :














Fondations surfaciques ou « radier »

Il n’y a pas de « bon » sol accessible (il est trop profond). Le sol est « mou ».
Les descentes de charges ne peuvent pas être concentrées, mais doivent être réparties sur une surface importante.
Le bâtiment « flotte » un peu comme un bateau.

Fondations superficielles

Le « bon » sol est très proche de la surface.
Les descentes de charges peuvent être reprises par des plots (sous les poteaux) ou par des semelles filantes (murs) répartissant les charges « en pointe » (à leur base).

C'est le cas de la plupart des fondations en béton armée.
Mais il existe des alternatives comme les fondation cyclopéennes à la chaux, ou les fondations en pneus.

Fondations profondes et semi-profondes

Le « bon » sol est accessible en profondeur.
Il n’est donc pas envisageable de creuser aussi profond, on va donc utiliser des foreuses pour réaliser des puits ou pieux sous chaque élément porteur, reliés en surface par des longrines.
Les fondations profondes regroupent tous les types de fondations :
  • prenant appui sur un sol d’assise (« bon sol ») situé à plus de 3 mètres de la surface
  • ET dont la hauteur est au moins 6 fois plus grande que la largeur de sa base
Les descentes de charges sont reprises par :
  • le frottement entre le sol et les puits/pieux. Plus le puits/pieu est profond, plus le frottement est important.
  • La base du puits/pieu si il est creusé jusqu’au bon sol.

Si le pieu n’atteint pas le bon sol (pas nécessaire), on parle de pieu « flottant ».
Si les fondations à réaliser sont moins profondes (<3 m), on parle de fondations « semi-profondes ».

Les pieux pour fondations semi-profonde

Le recours à des pieux de gros format n’est pas forcément la solution adaptée pour des chantiers de construction modeste, du type maison individuelle, que ca soit dans le neuf ou pour du renforcement de fondations existantes dans l’ancien.
Ces pieux reprennent des efforts en compression/traction. Suivant la nature du terrain et le projet, la profondeur de ces pieux peut aller au-delà de 3 mètres.
Si ces pieux se présentent sous forme de tronçons, ils seront alors soudés entres eux pour atteindre la profondeur nécessaire.

Plusieurs techniques ont été développées :
  • Les micropieux, qui sont des pieux forés (neuf et reprise sous-œuvre)
  • ayant un diamètre inférieur à 250 mm
  • armés par des tiges ou par un tube métallique
  • bétonnés sous pression
Ils sont souvent utilisés dans les travaux de reprise en sous-œuvre de fondations superficielles en raison du peu de place que prend le matériel.
  • Les Technopieux, qui sont des pieux vissés (neuf et reprise sous-œuvre). Technopieux est une marque.
  • Les pieux hydrauliques, qui sont mis en œuvre sous pression par le biais de vérins hydrauliques. Ils sont souvent utilisés dans les travaux de reprise en sous-œuvre de fondations superficielles. Certaines entreprises les appellent aussi « micropieux ».


Choisir et dimensionner ses fondations :



     Pour choisir le type de fondation adapté à un ouvrage, il faut disposer des éléments suivants :
  • nature du sol en surface et en profondeur (étude de sol, expérience). Attention, un sol peut être très hétérogène à quelques mètres de distance / force portante du sol
  • présence d’eau (nappe phréatique)
  • surcharge apportée par la construction / descentes de charges
La taille et le type de fondation sera donc un rapport entre le poids du bâtiment (matériaux + contraintes: neige, charge d'exploitation etc...) et la portance du sol.
On commence par calculer les descentes de charge sur le bâtiment, qui dépende aussi du type de structure que souhaitez réalisé, puis on fera des fondations plus ou moins larges.
Si le sol n'est pas assez porteur, c'est à partir de ce moment la qu'on ira vers des fondations plus profondes en pieu, qui vont soient chercher le sol plus dure, soit chercher l'adhérence du sol le long du pieu.

Si le sol n'est pas assez porteur, c'est à partir de ce moment la qu'on ira vers des fondations plus profondes en pieu, qui vont soient chercher le sol plus dure, soit chercher l'adhérence du sol le long du pieu.
On peut aussi revoir la structure du bâtiment pour répartir de manière plus uniforme les descentes de charges. Ou l'alléger en utilisant des techniques de constructions légères comme l'ossature bois.

Comment estimer la portance de son sol :

Vous pouvez:
- Passer par un bureau d'étude de sol qui vous donnera la portance exacte de votre sol. Souvent couplé à un bureau d'étude structure qui déterminera la taille de vos fondation. C'est la solution la plus sure.
- Regarder comment sont faîtes les fondations des bâtiments aux alentours (en particulier les bâtiments très lourds, en maçonnerie et avec étage). Faîtes les calculs de descentes de charge sur ces bâtiments, et vous aurez une idée de la portance minimale du sol.
Attention à vous assurer que votre sol soit homogène, ce qui est vrai chez votre voisin n'est pas forcément vrai chez vous.
- Utilisez la technique du pied du maçon. Vous vous mettez sur la pointe d'un pied, vos mesurez la surface de cette pointe, vous connaissez votre poids, vous faîtes le rapport entre les 2 et vous arrivez à une pression équivalente 5 à 10 tonnes par m2. Si le pied ne s'enfonce pas dans le sol, c'est que la résistance du sol est supérieur à cet endroit.
Attention, faîte ce test au fond de la fondation la ou il n'y a plus de terre végétale.
Et aussi, le sol est souvent plus dure quand il est sec que quand il est humide, faîtes les test sur un sol humide.

Et surtout, prenez des marges de sécurités assez importante, car ça donne une idée seulement.

Ressources vidéos


Auteur de la page: Pierre Delot / Sébastien Dutherage


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