Fondations des bâtiments

A) Définition et rôle des fondations

1. Interface bâtiment-sol

• Les fondations sont essentielles car elles établissent le lien entre le bâtiment et le sol, garantissant la stabilité de la structure.

2. Transmission des charges

• Elles transmettent les charges verticales (poids du bâtiment) et horizontales (forces externes comme le vent) au sol.
• Les charges comprennent :
  • Poids propre : murs, planchers, charpente.
  • Surcharges d'exploitation : meubles, occupants.
  • Surcharges climatiques : vent, pluie, neige.

B) Types de fondations

1. Fondations superficielles

• Comprennent les semelles filantes, isolées et les radiers.
• Utilisées lorsque le sol est suffisamment solide à faible profondeur.

2. Fondations profondes

• Utilisées lorsque le sol d'assise est situé à plus de 3 m de profondeur.
• Types :
  • Pieux : éléments ponctuels qui prennent appui sur des couches de sol profondes.
  • Puits : creusés pour atteindre un sol d'assise correct, souvent entre 3 et 8 m de profondeur.

3. Fondations semi-profondes

• Situées entre les fondations superficielles et profondes, elles sont adaptées à des conditions spécifiques de sol.

Précautions concernant le gel

• Les fondations doivent être installées à une profondeur suffisante pour éviter le gel, généralement entre 50 cm et 1 m en France.
• En cas de gel, le sol peut se dilater ou se tasser, entraînant des fissures dans la structure.

Béton de propreté

• Un béton faiblement dosé est utilisé pour niveler le fond de fouille et protéger les armatures, avec une épaisseur de 50 à 100 mm.

Joints de dilatation et joints de rupture

• Des joints sont installés tous les 15 m pour permettre l'expansion des matériaux et prévenir les fissures dues aux mouvements sismiques.

Les radiers

• Dalles épaisses servant de fondation, utilisées dans des sols homogènes de mauvaise qualité ou en cas de nappe phréatique.

A) Semelles filantes et isolées

1. Caractéristiques

• Semelles filantes : Élément continu qui répartit les charges sur une large surface. Utilisées pour des murs porteurs.
• Semelles isolées : Élément ponctuel, souvent sous des colonnes, qui supporte des charges concentrées.

2. Applications

• Les semelles filantes sont adaptées aux bâtiments à plusieurs étages, où la charge est répartie sur une grande surface.
• Les semelles isolées conviennent aux structures légères ou aux bâtiments avec des charges localisées, comme des vérandas ou des abris.

B) Radier

1. Définition

• Radier : Dalle épaisse qui sert de fondation, permettant de répartir les charges sur une surface plus large.

2. Situations d'utilisation

• Utilisé lorsque le sol est homogène mais de mauvaise qualité, nécessitant une grande surface de semelle.
• Pratique dans les sols hétérogènes pour éviter le tassement différentiel.
• En présence d'une nappe phréatique, un radier étanche est nécessaire pour prévenir les infiltrations d'eau.

A) Profondeur des fondations

1. Importance de la profondeur

• Les fondations doivent être installées à une profondeur suffisante pour éviter le gel du sol.
• Un gel inapproprié peut entraîner un gonflement et un tassement du sol, affectant la stabilité de la structure.

2. Variabilité en France

• En France, la profondeur des fondations varie généralement entre 50 cm et 1 m selon les conditions climatiques et géologiques locales.
• Il est crucial de descendre suffisamment pour garantir que le sol reste gelé, évitant ainsi des mouvements indésirables de la structure.

B) Béton de propreté

1. Rôle

• Le béton de propreté est utilisé pour nivelé le fond de fouille et protéger les armatures du sol.
• Il crée une surface stable pour le travail de construction et aide à prévenir l'humidité.

2. Épaisseur

• L'épaisseur du béton de propreté doit être comprise entre 50 mm et 100 mm.
• Cette épaisseur est essentielle pour assurer une base solide et durable pour les fondations.

A) Fonction des joints

1. Joints de dilatation

• Définition : Les joints de dilatation permettent de compenser les variations de température des matériaux, évitant ainsi les déformations excessives.
• Importance : Ils réduisent le risque de fissures en permettant aux éléments de se dilater ou de se contracter sans contrainte.

2. Joints de rupture

• Définition : Les joints de rupture sont conçus pour absorber les mouvements structurels, notamment ceux causés par des séismes.
• Rôle : Ils empêchent la propagation des fissures à travers la structure, préservant ainsi l'intégrité du bâtiment.

B) Espacement des joints

1. Distance recommandée

• Espacement : Il est conseillé de placer des joints de dilatation ou de rupture tous les 15 mètres environ le long du bâtiment.
• Conséquence : Un espacement adéquat permet de gérer efficacement les mouvements et de prévenir les dommages structurels.

2. Coût et complexité

• Considérations économiques : Bien que l'ajout de joints de rupture soit bénéfique, leur installation peut être coûteuse et complexe.
• Équilibre : Il est essentiel de trouver un équilibre entre la protection structurelle et les coûts associés à l'installation de ces joints.

A) Caractéristiques des fondations profondes

1. Définition

• Fondations profondes : Types de fondations dont le sol d'assise est situé à plus de 3 mètres de la surface.
• Elles sont conçues pour transférer les charges du bâtiment à des couches de sol plus résistantes en profondeur.

2. Types de sol

• Sol homogène : Composé de matériaux similaires, permettant une répartition uniforme des charges.
• Sol hétérogène : Composé de matériaux variés, ce qui peut entraîner des risques de tassement différentiel.

B) Pieux et puits

1. Définition des pieux

• Pieux : Éléments de fondation ponctuels, enfoncés dans le sol jusqu'à des profondeurs de 6 à 20 mètres ou plus.
• Ils transmettent les charges par effet de pointe et frottement latéral.

2. Définition des puits

• Puits : Éléments de fondation creusés pour atteindre le sol d'assise, généralement à des profondeurs de 3 à 8 mètres.
• Ils sont souvent remplis de graviers ou de béton et peuvent avoir des sections circulaires, carrées ou rectangulaires.

3. Méthodes de construction

• Pieux préfabriqués : Fabriqués en usine et installés sur le site.
• Pieux coulés sur place : Réalisés directement dans le sol à l'aide de coffrages.
• Puits : Creusés mécaniquement, puis remplis pour assurer la stabilité et la résistance.

A) Définition et utilisation des radiers

1. Sol homogène

• Radier : Dalle épaisse servant de fondation, utilisée lorsque le sol est homogène mais de mauvaise qualité.
• Permet de répartir les charges sur une grande surface, réduisant ainsi le risque de tassement.

2. Sol hétérogène

• Utilisé dans des situations où le sol est hétérogène, c'est-à-dire composé de différents types de sols.
• Aide à prévenir le tassement différentiel, garantissant une stabilité accrue de la structure.

3. Nappe phréatique

• En cas de présence d'une nappe phréatique, un radier étanche (cuvelage) est nécessaire.
• Cela empêche l'infiltration d'eau et protège les fondations, assurant la durabilité du bâtiment.