Les fondations des maisons individuelles

De l’étude du sol à la conception des fondations, les principales clés pour bâtir sur des bases solides et pérennes.

Fissures et lézardes sur les murs extérieurs, sur les cloisons intérieures et les carrelages : des fondations mal conçues et mal réalisées peuvent générer des dommages importants et souvent coûteux. Les maisons individuelles concernées par ces défauts de construction sont souvent construites en maçonnerie (briques ou blocs de béton), sans sous-sol complet, sur des fondations en béton armé de faible profondeur qui ne permettent pas au bâtiment de s’adapter aux mouvements du sol quand il contient des inclusions rocheuses ou comporte une couche déformable (argileuse, limoneuse, sableuse).

Quasiment invisibles, les fondations jouent pourtant un rôle fondamental dans la stabilité du bâtiment, sa durabilité et la qualité de sa construction. Supporter le poids de la structure, stabiliser le bâtiment et éviter les déformations : les fondations agissent comme une semelle entre le sol et le bâtiment en répartissant de manière cohérente les charges de la construction au sol. Elles sont impactées en permanence par le mouvement et les actions naturels du sol et des roches.

Première étape d’une construction, les fondations doivent être réalisées dans les règles de l’art. Il est essentiel de bien appréhender leurs enjeux notamment en réalisant une étude de sol dont les conclusions seront prises en compte lors du dimensionnement des fondations (armatures, dimensionnement, profondeur).

Dans quel cas une mauvaise conception des fondations peut-elle déclencher fissurations et lézardes ?

Les fissures témoignent de mouvements de terrain et de fondations souvent inadaptées aux particularités du sol. Trois conditions principales sont en général réunies quand on constate ces dommages :

1. Un sol compressible sous le niveau d’assise des fondations : La présence de sols compressibles dans cette limite d’influence des fondations peut amener le sol à se déformer trop fortement sous le poids des structures.
2.  Des charges irrégulièrement réparties aux fondations : Ce déséquilibre des efforts sur le sol provoque un tassement différentiel. Le sol se déformera plus ou moins selon les points d’appui.
3. La fragilité de la superstructure : Les déformations différentielles du sol sont pour la superstructure, des déplacements imposés qui engendrent des contraintes dans la superstructure (traction et de cisaillement). Les points les plus faibles et notamment les joints de maçonnerie seront les premiers à ne pas résister à ces contraintes.

A ces conditions peuvent s’ajouter d’autres causes de désordre comme l’implantation du bâtiment sur un sol hétérogène, l’implantation de la maison directement sur la terre végétale de surface ou à si faible profondeur que le sol n’est pas à l’abri du gel, la présence juxtaposée de deux remblais d’âge différent sous les fondations, la création ultérieure d’une plate-forme contre une façade du pavillon, la rupture d’une canalisation enterrée ou d’un regard d’eau pluviale, le défaut de nivellement du terrain, conjugué à une absence de drainage, la présence proche de certains arbres, notamment en terrain argileux.

Les enjeux fondamentaux de l’étude de sol

Quelles fondations sont les plus adaptées au terrain de construction ?

Seule une étude du sol permet de répondre à cette question primordiale qui détermine in fine la pérennité d’une construction. Réalisée par des experts, l’étude de sol étudie et définit la composition du sol : la quantité de composants et leurs caractéristiques qui influencent l’équilibre du sol et donc impactent l’environnement de la construction. Elle permet d’établir la profondeur et les caractéristiques techniques pour lesquelles les fondations seront adaptées et optimales, la profondeur étant déterminée par le niveau du « bon sol ».

L’étude de sol doit tenir compte de la construction projetée et indiquer les valeurs de tassement prévisibles. C’est à partir de ces valeurs que le bureau d’études techniques structures sera à même de dimensionner l’ouvrage. Les sols compressibles ou argileux nécessitent par exemple une vigilance toute particulière et l’adoption de mesures spécifiques. Le sol argileux est en effet très contraignant car l’infiltration d’eau affecte l’argile et la rend instable. Pour ce type de terrain, l’étude de sol est cruciale car les fondations doivent reposer sur un sol stable, en dessous de la couche argileuse.

Les fondations, installées sur des sols sableux résultant d’un mélange inégal de roches, d’argile et de sable, répartis de manière non-uniforme sur le terrain sont généralement plus larges que les dimensions de la construction, afin d’assurer un maintien suffisant. Un sol rocheux est un sol dur qui peut nécessiter un investissement plus important car des machines spécifiques seront souvent nécessaires pour effectuer les travaux de déblaiements et de mise à niveau.

Les conclusions de l’étude de sol doivent prises en compte lors du dimensionnement des fondations : armatures, dimensionnement, profondeur.

La construction des fondations de la maison peut commencer après la réalisation de l’étude du sol et lorsque la société en charge des fondations a déterminé les meilleures solutions techniques adaptées pour le bâtiment et l’environnement. Ces solutions tiennent compte des caractéristiques de la maison (charges, conception, matériaux poids…), du sol (composition, mécanique…) et de sa localisation (végétation sur le terrain, éventualités de catastrophes naturelles…).

Les bonnes pratiques à respecter

En fonction de la profondeur et du niveau auxquelles elles sont placées dans le sol, les fondations sont classées en trois catégories : la fondation superficielle (peu profonde), la fondation semi-profonde et la fondation profonde. La fondation superficielle s’impose lorsque le sol stable est à moins de deux mètres et qu’une excavation n’est pas nécessaire.

Les fondations en béton sont les plus utilisées, mais attention, les procédés avec béton de fibre, qui relèvent d’un Avis Technique, ne doivent pas être utilisés sans avoir informé l’assureur. Le coulage des fondations doit être reporté en cas de pluies trop abondantes.

De bonnes pratiques s’imposent au regard de la sécurité et de la pérennité des bâtiments. Toutes les conditions de mise en œuvre des fondations superficielles fixées par le DTU 13.11. doivent être respectées :

• Augmenter la hauteur de la semelle, approfondir l’horizon de fondations.
• Considérer la rigidité de la semelle de fondations dans les 3 dimensions et notamment dans le sens longitudinal.
• Veiller à la bonne répartition des aciers de ferraillage du béton des semelles (haut, bas, cadres).
• Veiller à bonne conception et la bonne mise en œuvre de chaînages. Plus le différentiel entre hauteur de semelle et hauteur de mur est important, plus le rôle des chainages est déterminant.

Dans le cas de constructions sur un terrain en pente, la pente maximale entre deux semelles successives doit être respectée (une pente de 3 pour 1) et le fond de fouille doit être descendu dans les sols de même consistance (en général à profondeur constante par rapport au sol naturel).

La visite de fond de fouille est un préalable incontournable à la réalisation des fondations.

Le fond de fouille doit être bien nettoyé et décapé. Attention : il est important de consulter le géotechnicien qui a réalisé l’étude initiale à la réception et validation des fonds de fouille afin de s’assurer que la construction se fonde sur le bon sol et dans les conditions d’hygrométrie requises. Une visite de fond de fouille après terrassement et avant réalisation des fondations, en présence du maître d’ouvrage, du constructeur ou du maître d’œuvre, du géotechnicien éventuel, du terrassier, du maçon est indispensable pour valider la consistance du sol. Le cas échéant, il faudra effectuer un terrassement complémentaire notamment en cas de portance insuffisante ou d’hétérogénéité.

Le cas particulier des sols argileux

Les sols fins, limons et argiles, sont sensibles aux variations de teneur en eau : retrait avec perte de volume lors de la dessiccation estivale, réhydratation et gonflement pour les argiles les plus fines, changements de consistance. L’alternance de ces tassements et soulèvements, qui se produisent de façon hétérogène sous les fondations, fatiguent les maçonneries et les assemblages des éléments en béton armé et conduisent à l’apparition de fissures et de lézardes.

Ces terrains imposent un ensemble de précautions et de bonnes pratiques spécifiques :

• Consultation en amont des cartes géologiques : repérer si le terrain se trouve sur une zone concernée par le phénomène d’argiles gonflantes.
• Étude de sol avec essais en laboratoires pour connaître le potentiel de gonflement des couches d’argile et transmission des conclusions au BET structures
• Maîtrise des circulations d’eau autour de la construction dès le début du chantier.
• Vérification de l’existence locale d’un Plan de Prévention des Risques naturels Retrait Gonflement des Argiles spécifique, et mise en place des précautions nécessaires.

• Réaliser impérativement une étude de sol pour déterminer le dimensionnement des fondations
• Réaliser une visite de fond de fouille avant de réaliser les fondations
• Demander conseil avant de créer une terrasse ultérieure
• Ne pas planter d’arbre trop proche du bâtiment

Toujours dans cet objectif de chantier parfait, un objectif fort pour Archipad, nous aborderons les bonnes pratiques en matière de toits et charpentes dans un prochain article. N’hésitez pas à nous faire part de vos questions et des sujets que vous aimeriez nous voir traiter dans ce blog.

Photographie : (c) Sarode Jiakngulueam