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Tout ce que vous devez savoir sur les foundations de la maison!

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LES FONDATIONS

Les fondations jouent un role crutial dans la stabilité d’une construction.

Construire une maison est toujours un projet excitant, dans lequel sont impliqués du temps, des rêves, des attentes et des finances. La construction d’une maison se compose de nombreuses étapes essentielles. Dans ce rapport, nous abordons les fondations de la maison et de leur installation. La construction des fondations fait partie des premières étapes lors de la construction d’une maison. Pourquoi les fondations sont importantes? Comment les choisir ? Quelles sont les options? Nous vous guidons dans l’étape fondations!

LE RÔLE DES FONDATIONS

Les fondations de la maison sont bâties, cachées dans le sol et partiellement visibles en surface. Elles jouent un rôle crucial dans la stabilité du bâtiment, sa durabilité et de manière générale sur la qualité de la construction.

Les fondations sont primordiales pour assurer la sécurité et la pérennité d’un bâtiment. Supporter le poids de la structure, stabiliser le bâtiment et éviter les déformations, font partie de leurs rôles principaux. Les fondations agissent comme une semelle entre le sol et le bâtiment, transférant le poids de la construction au sol, elles sont impactées par le phénomène de la mécanique des roches, c’est-à-dire le mouvement et les actions naturels du sol et des roches.

Par conséquent, les fondations de la maison évitent les affaissements et les glissements de terrain, ainsi que d’autres déformations de terrain pouvant causer des déformations et susceptibles d’avoir un impact sur l’intégrité du bâtiment, son équilibre et sa stabilité.

En cas de mauvais temps, comme des fortes pluies, des inondations, des tempêtes de neige importantes, des vents violents et d’autres conditions météorologiques défavorables, qui peuvent influencer sur les conditions d’un bâtiment et du sol, les fondations stabilisent et sécurisent les constructions en empêchant les mouvements latéraux, les effondrements et autres types de déformations.

De plus, les fondations protègent la construction des infiltrations d’eau, de la moiteur, de l’humidité et autres types de désagréments, qui créent des environnements idéaux au développement de champignons et de moisissures, pouvant éventuellement causer des dommages irréversibles ou / et coûteux. Grâce aux fondations, la maison reste un lieu de vie sain et durable tout en étant protégée des agressions extérieures.

Au-delà de préserver l’habitation contre les éléments nuisibles et d’assurer l’intégrité structurelle de l’ensemble du logement, les fondations participent donc au confort et au climat général de la maison.

La perte de chaleur d’une maison ne se fait pas uniquement au travers des murs, des fenêtres et du toit, mais aussi au travers du plancher. Les fondations renforcent l’isolation, de façon plus ou moins notable selon la technique utilisée (dalle de béton, semelles …).

Dans de nombreux cas, la perte de chaleur est diminuée, car le bâtiment n’est pas en contact direct avec le sol et la fondation est isolée, favorisant dans un même temps les économies d’énergies.

L’étape des fondations intervenant au tout début d’un projet de maison et de la phase de construction, il est essentiel de bien appréhender son importance et les enjeux associés, afin de les choisir en adéquation avec le projet. De bonnes fondations sont tout simplement primordiales et si bien élaborées, participeront longtemps au charme et à la sécurité de l’habitat.

Ainsi, la pérennité d’une maison dépend, entre autres, de la planification et de la construction minutieuses des fondations. Leur qualité est impactée par la qualité des matériaux utilisés. De ce fait, le bon déroulement des phases de construction des fondations, des temps de séchage adéquats, et la qualité des matériaux ne sont pas négligeables.

En plus des matériaux de haute qualité, les méthodes et techniques d’ingénierie appropriées doivent être utilisées pour construire la base de la maison. Elle assure la durabilité du bâtiment au fil des années. Les spécificités d’une construction – le nombre d’étages, le poids, la nature des matériaux utilisés, l’usage du bâtiment, etc. – ainsi que la composition du sol, orientent vers le meilleur choix de fondations.

 

UN FRAGMENT D’ETYMOLOGIE

LE MOT «FONDATION» TIRE SON ORIGINE DU LATIN. EN LATIN, LA RACINE «FUND» EST UTILISÉE DANS DE NOMBREUX MOTS, TELS QUE «FUNDUS»: « UN FOND / UNE BASE» OU «FUNDARE» QUI SIGNIFIE «METTRE UN FOND OU UNE BASE». LE MOT «FUNDATIO»: « UNE FONDATION » – EST COMPOSE DE LA MEME RACINE.

LE LATIN A IMPREIGNE LA LANGUE FRANCAISE, DANS LAQUELLE LES MOTS «FONDATION» ET «FONDER» SONT UTILISES. LE MOT «FOUNDATION» EST UTILISÉ EN ANGLAIS A PARTIR DE 1400. LA RACINE «FOUND» ICI SIGNIFIE ICI «INSTALLER / ÉTABLIR».

 

LE RÔLE DU TERRAIN ET L’IMPORTANCE DE L’ETUDE DU SOL

La composition du sol est étudiée et définie au cours de l’étude de sol, réalisée par des experts. Cette étude est fortement recommandée, car elle permet de répondre à la question suivante «Quelles fondations sont les plus adaptées au terrain de construction?».
En effet, la composition du sol, la quantité de composants, et leurs caractéristiques influencent l’équilibre de ce dernier, impactent l’environnement de la construction et l’habitation à proprement parler. L’étude des sols est l’une des premières tâches à réaliser au cours de l’étape fondations.

Nombreux sont les différents types de sol répertoriés, ils varient d’une région, d’un pays, d’un continent… aux autres. Si certaines régions sont principalement composées de sable, non loin de ces dernières pourront se trouver des sols durs et rocheux. De ce fait, les caractéristiques et le type de fondations à choisir varieront en fonction de la composition du sol.

Parmi les types de sol, on rencontre très souvent des sols argileux, sableux et rocheux. Le sol sableux est le plus convenable pour construire des fondations, car il est peu susceptible de se déformer et présente des propriétés amortissantes. Le meilleur scénario : lorsque le terrain en est recouvert d’une quantité homogène.

Cependant, la plupart des sols sableux résultent d’un mélange inégal de roches, d’argile et de sable, répartis de manière non-uniforme sur le terrain. Les fondations, installées sur ce type de sol, sont généralement plus larges que les dimensions de la construction, afin d’assurer un maintien suffisant.

Le sol rocheux peut être considéré comme « neutre », n’étant pas défini comme propice ou non à la construction. C’est un sol dur, nécessitant parfois un investissement plus important, puisque des machines spécifiques sont souvent nécessaires afin d’effectuer les travaux de déblaiements, de mise à niveau…

Le sol argileux est le plus contraignant: l’infiltration d’eau affecte l’argile et la rend instable. Au contact de l’eau, elle réagit comme une éponge, absorbe les gouttelettes et gonfle. L’étude de sol est, pour ce type de terrain, impossible à éviter, car les fondations doivent reposer sur un sol stable, en dessous de la couche argileuse.
Les mouvements constants du sol ne sont pas perceptibles, mais les conséquences de ces changements sont cependant bien visibles. Par exemple, les fissures font partie des distorsions les plus courantes, elles apparaissent sur les bâtiments et sont souvent liées aux transformations du sol. La fissure forme une fente plus ou moins profonde et large, qui peut apparaître sur les murs intérieurs, les façades extérieures, les côtés ou le plancher des fondations, et marquent une ligne disgracieuse sur la structure du bâtiment.

Les fissures sont le témoignage des mouvements de terrain et de fondations souvent inappropriées. Ces dommages sont fréquemment coûteux lorsqu’ils peuvent être réparés par des professionnels, ce qui n’est pas toujours le cas.

Plusieurs facteurs peuvent expliquer la transformation et les mouvements des sols.

Le sol est composé de trois éléments principaux: liquide, gazeux et solide. La modification de l’un de ces trois éléments altère l’équilibre du sol et, par conséquent, impacte les conditions de la maison et les fondations.

Une modification du sol peut être le résultat d’infiltrations d’eau, comme pour un sol argileux par exemple. Le sol gonfle lorsqu’il est gorgé d’eau et retourne à son état d’origine lorsque l’eau s’évapore. Au contraire, l’eau infiltrant les sols sableux ou rocheux déplacera les plus petites particules vers le bas, ces types de sols laissant passer les gouttes. Ce phénomène entraînera alors un affaissement de terrain.
L’altération des sols se produit également pendant les sécheresses, peut être causée par l’activité des hommes (constructions à proximité, trafic) voire par la nature (lorsque les racines des arbres, pour se frayer un chemin, naviguent sous terre).

Pour toutes ces raisons, les fondations sont primordiales pour n’importe quel type de construction et doivent être soigneusement étudiées et conçues pour être les plus adaptées. L’étude de sol, en plus de déterminer la qualité et la composition de ce dernier, permet également d’établir la profondeur pour laquelle les fondations seront adéquates et optimales. La profondeur est toujours déterminée par le niveau du « bon sol ».

 

La science au service de la terre

L’ingénierie géotechnique, branche du génie civil, est l’analyse et la compréhension des mouvements naturels du sol et des roches. C’est la science liée à la mécanique des sols et des roches, qui est utilisée pour étudier les forces et les actions naturelles des sols et les appliquer à l’activité humaine.

Le génie civil a été créé entre le 18eme et 20eme siècle, et selon la plupart des membres de la communauté scientifique, c’est aussi pendant cette période que le secteur s’est remarquablement développé. En 1936 la SIMSG – Société internationale de mécanique des sols et de la géotechnique est fondée entre des scientifiques de 20 pays différents. Au fil des ans, l’organisation s’agrandit et évolue rapidement, tout comme le domaine lui-même.

L’étude de la mécanique des sols et des roches est fondamentale pour découvrir, observer et comprendre les sous-sols, et l’ingénierie géotechnique permet de collecter des données basiques et cruciales pour toutes activités traitant directement des sous-sols, des eaux et de la stabilité des sols. Ces données sont collectées pour évaluer, concevoir et construire des infrastructures et des bâtiments.

L’ingénierie des fondations est pour sa part l’une des branches d’activité indispensables de l’ingénierie géotechnique. Grâce à cette branche, il est possible de concevoir des fondations supportant des charges naturelles et humaines, des pressions verticales et latérales, les poids de toutes constructions et structures, allant de la cabane en bois aux gratte-ciels, en passant par les ponts et les monuments. L’analyse des sols consiste à forer le sol et les roches afin d’y prélever des échantillons, envoyés dans un second temps en laboratoire.

Cette analyse permet de déterminer les propriétés du sol, complexes et variables. Entre autres, la granulométrie, la cimentation, la résistance et les comportements sont évalués au cours des tests. Une fois le type de sol déterminé, les ingénieurs géotechniciens peuvent recommander la conception des fondations, en tenant compte de l’effet du sol sur ces dernières, ainsi que de l’impact des fondations sur l’environnement.

Les risques de tremblement de terre, de glissements et d’effondrement de terrain, de liquéfaction des sols…, sont bien sûr pris en compte.

Par conséquent, l’ingénierie technique et géotechnique permettent se rapprocher des niveaux de tolérance et durabilité optimales d’un bâtiment. Ces domaines sont en constante évolution, intègrent des techniques de plus en plus durables et sophistiquées, capables de répondre et de résoudre des problèmes de conception de bâtiments et de constructions complexes.

La Tour de Pise est un exemple parfait de constructions élaborées avant le développement de l’ingénierie géotechnique et des études du sol (construite au XIIe siècle à Pise). Le sol étant trop mouvant et les fondations inadaptées, la tour s’est petit à petit inclinée sur le côté.

PORTRAIT

KARL TERZAGHI 1889 – 1963

Karl Von Terzaghi est considéré comme «le père de la mécanique des sols et de la géotechnique».

Né à Prague en 1889, il est attiré par la science dès son plus jeune âge. Ses sujets de prédilection sont l’astronomie, les mathématiques et la géographie.

En 1900, il entre à l’Université technique de Graz, en Autriche, afin d’y étudier l’ingénierie mécanique.

Après avoir obtenu son diplôme, sa carrière le pousse à voyager (Russie, États-Unis ou encore Turquie).

En 1925, il publie son ouvrage «The Mechanics of Earth Construction Based on Soil Physics» qui lui vaut le titre de père de la géotechnique moderne.

Il est également connu pour être l’un des membres fondateurs de la SIMSG – Société internationale de mécanique des sols et de la géotechnique, créée en 1936 avec ses confrères.

Il décède en 1963 aux USA, à l’âge de 74 ans.

À LA RECHERCHE DU «BON SOL»

Le «bon sol» est celui qui repose sous les premières couches instables d’un terrain. Il a généralement une couleur plus foncée. Dans certaines régions, le bon sol est aussi celui qui ne gèle jamais. Lorsque les premières couches gèlent, l’eau transformée en glace occupe plus de volume que l’eau à l’état liquide et entraîne un gonflement.
Lorsque le terrain est prêt pour recevoir les fondations, ces différences visuelles – de texture et de couleur – indiquent que le «bon sol» a été atteint. C’est ce sol qui supportera le poids de la maison et la raison pour laquelle les fondations sont installées en terre, sous les premières couches du terrain.

MAIS QU’EN EST-IL DU POIDS?

Il y a deux catégories de charges à prendre en compte quand on parle de la construction d’une maison: les charges permanentes et les charges d’exploitations.

Les charges permanentes sont des forces permanentes et fixes agissant avec une action constante sur les fondations et le sol. Ils correspondent au poids de la structure, c’est-à-dire au poids de tous les matériaux utilisés pour construire la maison. Ce poids restera inchangé. Les charges d’exploitations, par opposition, peuvent varier. Elles sont la somme totale de tous les poids temporaires ou intermittents à la construction.
Les charges d’exploitations incluent notamment l’occupation humaine, le mobilier, les objets du quotidien, etc… Par conséquent, les charges varient dans le temps, et sont différentes d’une construction à l’autre, elles différent aussi en fonction de l’utilisation de la construction (hôtel, bureaux, appartements, maisons individuelles, etc.)

En plus des charges d’exploitations et permanentes, les fondations doivent également être conçues en tenant compte d’autres facteurs, tels que les conditions météorologiques, l’emplacement du site, les forces sismiques, la pression des sols (contrebalançant le poids de la construction), les forces thermiques, les distorsions éventuelles et autres tensions verticales et horizontales.

LES TYPES DE FONDATIONS

 

Les fondations en béton sont les fondations le plus souvent utilisées lors de la construction de bâtiments et d’infrastructures.

En fonction de la profondeur et du niveau auxquelles elles seront placées dans le sol, les fondations sont classées en 3 catégories : la fondation superficielle (peu profonde), la fondation semi-profonde et la fondation profonde*

La fondation superficielle s’impose lorsque le sol stable ou «bon sol» n’est pas trop profond – moins de 2 mètres – et qu’une excavation n’est pas nécessaire. La fondation peu profonde est placée à la surface du sol, d’où son nom.

Trois techniques peuvent être utilisées pour construire des fondations peu profondes.

La semelle filante s’étend sur la longueur des murs porteurs de la construction. En principe, la base de cette fondation est plus large afin d’assurer la stabilité du bâtiment..

 

La semelle isolée est une fondation en pilier, conçue pour maintenir la structure à un point stratégique. Il est tout à fait possible de combiner différentes fondations semelles, suivant les spécificités du bâtiment.

La fondation flottante ou en radier est un autre type de fondation assez commun, inclus dans la catégorie des fondations superficielles.

Elle couvre toute la surface de la construction. Le béton est d’abord coulé dans un coffrage en bois pour former la dalle.

Avant d’établir une fondation peu profonde, la première étape consiste à niveler le sol. La fondation peut être posée sur une couche de béton de propreté, formant une protection et empêchant le contact direct de la fondation avec le sol. Après cela, les fondations sont coulées.

La fondation semi-profonde est une solution intermédiaire, utilisée lorsque la fondation superficielle n’est pas adaptée au sol, et que les caractéristiques du sol et de la maison ne nécessitent pas fondation aussi conséquente qu’une fondation profonde.

La fondation semi-profonde est choisie lorsque le «bon sol» est situé entre 2 et 6 mètres de profondeur. Sur le terrain, des puits sont creusés afin d’y couler du béton. Des longrines sont installée par-dessus, relient les puits entre eux et supporterons les murs porteurs. Tout comme les longrines, le plancher de la fondation (sur lequel la maison est installée) peut être fabriqué sur place ou grâce à des éléments préfabriqués. La fondation semi-profonde est également adaptée aux travaux de rénovation ou aux extensions de bâtiments.

Lorsque le «bon sol » se situe à 6 mètres, ou plus, de profondeur, la fondation profonde est une solution adéquate pour construire un bâtiment durable et stable. La fondation profonde est faite de pieux en béton sur lesquels est installé le plancher de fondation de la maison. Ce type de fondation est encore une fois sélectionné en fonction des caractéristiques du sol mais aussi de la construction elle-même. Il sera adapté aux bâtiments massifs, avec de lourdes charges et une hauteur importante.

Les pieux utilisés pour les fondations profondes sont divisés en plusieurs catégories, en fonction de leur capacité de transfert de charge et des matériaux dont ils sont composés. Les fondations peuvent être constituées de pieux en béton, en métal et en bois. Les formes et dimensions des pieux varient également.

 

DE LA CONCEPTION À L’INSTALLATION

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 mis en place les meilleures solutions techniques adaptées pour le bâtiment et l’environnement. Elle tient notamment compte de tous les aspects de la maison (charges, conception, matériaux poids…), du sol (composition, mécanique…) et de la localisation (changements climatiques, éventuelles catastrophes naturelles, végétation sur le terrain…).

Le nivellement peut alors commencer. Cette étape est essentielle pour préparer le terrain avant de commencer à bâtir les fondations. Il permet également de délimiter le chantier, le sécuriser et anticiper la localisation future des arrivées d’eau et des installations électriques.
En effet, c’est à ce stade précoce de la construction que le système électrique, le réseau de canalisations et de drainage sont reliés au réseau de la ville et anticipés. Une fois les travaux de nivellement terminés, les fondations peuvent être construites.

Les fondations abritent parfois un sous-sol (avec ou sans fenêtres, et qui peut devenir un nouveau salon ou simplement un espace de rangement), ou un vide sanitaire. Un vide sanitaire est un espace laissé libre entre le sol de la maison et le terrain. Il permet à l’air de circuler (pour plus d’efficacité, il peut être équipé du système de ventilation), facilite l’accès aux canalisations en cas de problème et joue un rôle dans la bonne isolation du bâtiment. Avant de choisir cette option, sachez que s’il n’est pas entretenu, le vide sanitaire peut également abriter de l’humidité pouvant causer des désagréments comme de la moisissure.

Le plancher (sur lequel pourra être posé plus tard le revêtement de sol) de l’habitation, est installé par-dessus le vide sanitaire et repose sur les fondations. Le plancher peut par exemple être constitué de poutres, espacées et reposant sur les fondations, entre ces poutres sont placées des dalles alvéolées, en béton, terre cuite, polystyrène ou encore en aggloméré. Selon le projet et les analyses réalisées au préalable, les fondations doivent parfois être renforcées par une ossature en fer.

LE COUT DES FONDATIONS

Lors de la construction d’une maison, l’un des principaux éléments qui restreint le projet est le budget. Pour être bien préparé à la construction d’une maison, tant en matière de travaux que de dépenses, il est indispensable de lister toutes les composantes du prix final. Les fondations en font partie.

Le prix de la fondation variera en fonction des matériaux, de sa profondeur et de la surface à couvrir. De ce fait, le coût des fondations peut varier d’une habitation à l’autre (maison à un étage versus habitation à deux étages, ayant pourtant la même superficie totale) ou pour le même projet, mais avec différents matériaux par exemple. Le coût dépend également du type et des matériaux des fondations. Si différents types de fondations sont possibles pour un même terrain, il est important de passer en revue les avantages et les inconvénients de toutes ces options avant de prendre la décision finale.

La fondation d’une maison représente un investissement non-négligeable, tout comme la maison en elle-même, car elle est une composante essentielle à la construction et assurera la sécurité, la durabilité, la viabilité de l’habitation, et jouera un rôle sur la qualité de la maison dans le temps.
Le choix des fondations ne doit pas être uniquement guidé par l’argent. Si cela est le cas, sachez que les problèmes causés par, ou en conséquence de fondations inappropriées à la construction sont généralement coûteux et difficiles, voire impossible à réparer.

Pour établir un prix adéquat un projet, l’entreprise de construction utilise l’étude de sol ainsi que les plans d’architecte. Des demandes des devis auprès de plusieurs entreprises, expertes dans le domaine, vous permettront d’obtenir une estimation précise de votre projet fondations.

L’INFLUENCE DES CHALLENGES ENVIRONNEMENTAUX MODERNES

les questions environnementales, l’impact et le rôle des activités de l’homme – notamment sur les paysages, la faune et la flore, la nature, les impacts des changements climatiques, ou encore l’appauvrissement des ressources naturelles et les rejets de CO2 – animent de nos jours de nombreux débats et impactent tous les secteurs, desquels sont attendues des innovations et alternatives durables.

Le secteur de la construction est par conséquent lui aussi impliqué dans ces transformations et joue un rôle crucial dans ce que seront les matériaux de demain et les prochaines générations d’infrastructures, respectueuses de l’environnement.

Jusqu’à présent, de nombreuses constructions étaient conçues et construites avec du fer, de l’acier, du béton et d’autres matériaux privilégiés pour des caractéristiques, telles qu’une bonne résistance, un processus de séchage rapide, une bonne durabilité, des propriétés antirouille, ignifuges ou encore imperméables. Ces matériaux sont également capables de répondre aux exigences architecturales complexes de conception et d’ingénierie d’un bâtiment (taille, hauteur, charges lourdes …).

Les défis de l’industrie de la construction impliquent entre autres l’innovation et la transformation du secteur.
Des améliorations ont déjà été apportées et si le domaine d’activité n’est pas encore complètement transformé, des initiatives cohérentes sont d’ores et déjà prises pour atteindre ces objectifs.

Par exemple, les composants du béton ont été remplacés par des alternatives plus respectueuses de l’environnement.
En ce qui concerne les fondations, elles peuvent être le résultat d’une association de béton et de bois (le plancher des fondations peut être réalisé en bois et posé sur des piliers en béton).

Depuis plusieurs années, de nouvelles tendances se concrétisent sur le marché (piliers en bois ou les pieux vissés), abordant des méthodes plus respectueuses de l’environnement que d’autres plus traditionnelles. Par exemple, mixer les matériaux ajoute également une touche design et peut représenter un début d’alternative aux types de fondations plus courants. Le type de fondations à choisir ne dépend pas uniquement de son aspect ou de valeurs environnementales, le sol et les caractéristiques de construction jouent également un rôle majeur et sont à prendre en compte.

Les innovations ne sont pas seulement visibles en matière de matériaux, mais aussi durant les phases de production. Les entreprises choisissent désormais des modes de production plus écologiques et n’hésitent pas à investir et à améliorer chaque jalon de la chaîne d’approvisionnement pour mieux répondre aux enjeux sociétaux et environnementaux. Ces valeurs se traduisent par des actions telles que la collecte, la réduction ou la suppression des déchets de production, la réutilisation des déchets de production, l’utilisation d’énergies renouvelables, la mise en place d’un management stratégique et/ou d’un sourcing responsable.

LES FONDATIONS DES MAISONS EN BOIS

Les maisons en bois ne nécessitent pas de fondations spécifiques et peuvent donc être construites grâce à différents types de fondations, comme c’est le cas pour d’autres catégories de bâtiments.
De ce fait, les maisons en bois, en rondins, madriers, ossature bois ou préfabriquées peuvent reposer sur des fondations pleines en béton, des fondations en béton avec un plancher et un vide sanitaire, des piliers, des fondations plus ou moins profondes… en fonction du sol et des caractéristiques du bâtiment (poids, dimensions).

Les maisons en bois ont l’avantage d’être plus légères que les constructions en brique et béton, par conséquent, les fondations qui peuvent être choisies sont parfois moins chères et leur choix plus diversifié que pour les bâtiments plus traditionnels. Pour répondre à une démarche écologiquement et environnementale, la maison peut par exemple être bâtie sur des pieux vissés.

 

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