Mouvement des fondations des maisons individuelles : comment améliorer les modalités de réparation de ces sinistres ?
Les mouvements de fondations de maisons individuelles constituent, notamment en période de sécheresse, une cause fréquente de sinistre.
Lors des expertises de ce type de sinistres, il apparaît que nombre d'experts confient aux géotechniciens non seulement l'analyse des causes mais également la détermination des solutions de réparation, en se limitant ultérieurement à valider leurs conclusions.
Or, même si ces désordres trouvent généralement leur origine dans les mouvements du sol de fondation, la réponse de la structure et, en conséquence, son aptitude à supporter de telles sollicitations, sont des paramètres qu'on oublie souvent d'examiner avec soin.
Les experts construction disposent, sur le sujet, d'une documentation technique abondante essentiellement orientée vers la problématique des sols fins. Néanmoins, ces articles insistent toujours sur la nécessaire et constante adaptation de l'expertise aux diverses sujétions de l'ouvrage : terrain de fondation, influence de l'eau mais aussi structure et environnement.
En procédant à l'analyse des cas qu'elle a rencontrés et des expertises qu'elle a menées, la SMABTP propose de mettre en place une démarche d'amélioration des modalités de réparation de ces sinistres, en 3 étapes.
L'expert doit rapidement être capable de modéliser la structure résistante et de mettre en évidence les matériaux qui la composent.
Il est primordial que le rapport fournisse, en nombre suffisant, les croquis qui explicitent le détail de ces dispositions constructives.
> Examen approfondi des fissures
Ce sont, bien sûr, les premiers éléments que l'expert doit observer et analyser avec soin.
Les données qu'il peut en tirer, permettent non seulement de déterminer les mouvements de certaines parties de la superstructure mais aussi d'en prévoir, par une mise en observation méthodique (témoins), les mouvements futurs. En poursuivant l'analyse des fissures, l'expert peut en déduire la présence ou non de raidisseurs horizontaux et verticaux dans la maçonnerie et imaginer la continuité ou non de ces éléments ainsi que l'existence ou non d'armatures dans les fondations.
Dans les rapports, il est souvent constaté une absence de plans et de relevés précis des fissures sur façades ou voiles porteurs intérieurs ainsi qu'un manque d'examen approfondi de celles ci : largeur, disposition géométrique, désaffleurement, etc…
En outre, même si ce type d'informations n'est pas toujours fiable, l'expert doit reconstituer un historique portant sur l'apparition puis l'évolution des fissures afin de pouvoir relier ce phénomène à des évènements antérieurs.
> Examen de l'environnement de la construction
Certaines observations, extérieures à l'ouvrage lui-même, sont importantes et peuvent conditionner la logique des décisions concernant la réparation, notamment :
le profil général du terrain, horizontal ou en pente, qui peut induire, dans ce dernier cas, des terrassements mixtes en déblais-remblais et par conséquent des fondations sur remblais ;
la présence éventuelle d'arbres hydrophiles à proximité des constructions sinistrées ;
la circulation et la reprise des eaux superficielles par drainage ou non ;
l'existence de désordres similaires dans les constructions voisines.
Ces 3 points constituent des préalables pour que l'expert puisse cerner les causes probables de chaque désordre et en déduire la nécessité ou non d'investigations supplémentaires.
Deuxième étape : les investigations complémentaires
En cas de sinistre plus complexe ou dont les causes sont difficiles à cerner, l'expert doit solliciter, en accord avec la SMABTP, les services de spécialistes (géotechnicien, BET de structures, ingenierie de réparation)afin de compléter ses investigations puis de décider du mode de réparation le mieux adapté et le plus économique.
Dans cette étape, il est, de fait, nécessaire d'effectuer une analyse plus pointue des éléments et, pour cela, d'examiner minutieusement à la fois le sol de fondation et la superstructure.
Pour analyser le terrain de fondation, une étude géotechnique, bien souvent initialement absente dans le secteur de la maison individuelle, est indispensable.
Il appartient à l'expert, si nécessaire assisté de spécialistes, de fixer, de façon détaillée, le programme d'investigation géotechnique qui permettra de déterminer à coup sûr la cause des dommages constatés et le mode de réparation de la construction sinistrée.
En effet, les désordres constatés peuvent être dus à la sécheresse mais aussi à d'autres causes telles qu'un manque de portance, un mouvement de terrain (glissement), une rupture de canalisation…
Quels peuvent être les enseignements d'une étude géotechnique ?
la conception initiale de l'ouvrage était-elle correcte et la portance du terrain est-elle homogène sous la construction en termes de résistance et de déformation ? Deux essais pressiométriques ou pénétrométriques, le premier dans la partie sinistrée et le second dans la partie saine, si possible à l'opposé de la première, permettent de déterminer l'origine des désordres et de dire si les causes mises en évidence, sont déterminantes ou aggravantes. Ces essais fournissent les données pour le contrôle des fondations initiales ainsi que des éléments d'appréciation en cas de mise en œuvre de fondations nouvelles (micro-pieux, etc…)
le sol est-il sensible aux variations hydriques et le désordre est-il vraiment du à la sécheresse ? Les deux essais sus évoqués vont permettre de déterminer l'argilosité du terrain de fondation et sa nocivité (retrait, gonflement). Il peut s'agir d'analyse des argiles en cause (détermination des limites d'Atterberg, essai au bleu de méthylène), de granulométrie pour déterminer le pourcentage de fines inférieures à 80 m, etc.
De plus, des essais oedométriques sur les terrains sensibles fournissent les paramètres importants pour la suite des opérations à savoir :
le potentiel de gonflement et retrait ;
la contrainte effective de préconsolidation qui marque un changement important de comportement du terrain sous charge.
les profils hydriques effectués dans les zones sinistrées ou non sont-ils similaires ? comment varient-ils avec les saisons ? Il est primordial, en cas d'origine liée à la sécheresse, de connaître l'évolution de la teneur en eau des différentes couches et de dresser les profils hydriques concernés dans les zones saines ou sinistrées et leur modification au fil du temps. La comparaison de ces profils permet alors de préciser le comportement des sols fins.
> Examen approfondi de la superstructure
Une des premières appréciations à formuler par l'expert concernant la structure est sa raideur et, par là, sa sensibilité aux tassements différentiels.
La superstructure est souvent peu rigide, ne possédant pas de plancher haut de rez-de-chaussée en béton armé et est donc très déformable.
Les structures verticales sont souvent en maçonnerie et comportent normalement des raidisseurs horizontaux et verticaux, dont la continuité doit être assurée pour donner à la structure son " monolithisme".
Pour vérifier cette continuité, on peut utiliser un appareil de détection (par exemple un détecteur comme PROTOVALE CM9) qui permet de déterminer, rapidement et sans destruction, les aciers en place, leur diamètres, leurs enrobages et leurs extrémités ainsi que la continuité des raidisseurs entre eux et avec des attentes venant des fondations.
L'examen des fondations permet, ensuite, de connaître leur constitution et leur solidité :
profondeur d'encastrement dans le terrain (hors gel ou non ?) ;
existence, localisation et continuité des armatures des fondations ;
nature du terrain sous-jacent (terre végétale, remblais).
Une descente de charges de la structure doit également être effectuée, suivie du contrôle de la conception initiale relatif à la résistance et à la déformation possible des éléments constructifs. Les résultats de ces calculs pourront ensuite être utilisés pour la réparation.
Enfin, les planchers (avec vide sanitaire) ou les dallages doivent également être examinés par crainte, dans le cas des planchers, d'effondrement brutal suite aux tassements des fondations.
> Examen des relevés de la construction
Cette pratique, souvent oubliée par les experts, a pourtant fait ses preuves et apporte une vision déterminante des désordres et, en conséquence, des travaux à effectuer. Globalement, malgré un état initial inconnu, on peut affirmer que le relevé du nivellement d'une dalle, voire d'un plafond et de ses linteaux, peut être source de précieux renseignements sur la déformation globale de la structure et conduire ensuite, en cas de désordres dus à des mouvements de fondations, aux décisions de réparation.
Troisième étape : déterminer la réparation techniquement et économiquement la plus adaptée
Une fois les investigations terminées et la modélisation de l'ensemble mise au point, l'expert accompagné ou non de spécialistes " sol et/ou structure " et d'une ingénierie de réparation doit décider d'un mode réparatoire techniquement et économiquement adapté au sinistre.
Toute une palette de solutions s'offre à lui, dont certaines doivent être préférées à d'autres.
> Rigidification et approfondissement des fondations par plots alternés
Cette solution doit être privilégiée à chaque fois que les conditions économiques de réalisation sont favorables.
Elle consiste à exécuter, sous la fondation initiale, une nouvelle fondation, filante et raidie, qui se fonde à une profondeur peu sensible aux effets des variations hydriques du sol.
Pour la mettre en œuvre, il convient d'appliquer quelques principes simples :
diminuer autant que possible les frottements positifs (gonflement) ou négatifs (retrait) des terrains sur ces nouvelles fondations en utilisant un polyane d'interposition ;
armer, haut et bas, les longrines à l'aide de barres filetées toute longueur et pouvant recevoir des coupleurs pour raboutage d'armatures lors des phasages multiples d'exécution ;
prévoir une largeur des fondations entraînant, en cas de gonflement du terrain, un poinçonnement du terrain.
> Mise en oeuvre de puits isolés fondés à profondeur non sensible à la sécheresse
Cette technique donnant souvent de piètres résultats et entraînant, même, parfois des désordres de deuxième génération dans les fondations et les superstructures, dus à des frottements positifs et négatifs (retrait ou gonflement des terrains), des précautions importantes sont souhaitables pour éviter ces efforts parasites.
> Mise en oeuvre de micro-pieux
De nombreux sinistres de seconde voire de troisième génération sont survenus dans le passé, à la suite de mise en œuvre de micro-pieux. Plusieurs causes ont été évoquées :
la mise en œuvre de micro-pieux, déportés par rapport à l'axe de la fondation existante qui provoque dans la fondation renforcée des moments de torsion importants ;
l'absence de longrines ou des longrines insuffisamment armées pour assurer la transition entre la tête de pieu et les ouvrages en maçonnerie ;
la coupure fréquente des armatures de la fondation existante par le forage du micro-pieu effectué en biais ;
- la reprise partielle de la structure par micro-pieux, qui peuvent subir des raccourcissements élastiques ;
par ailleurs, il convient d'éviter le tubage des micro-pieux sur les 3 premiers mètres du fait du passage possible de coulis entre la gaine extérieure et le forage.
L'utilisation de micro-pieux doit, donc être réservée aux cas exceptionnels c'est-à-dire aux terrains impropres à toute fondation semi-profonde (présence de tourbe, sols vasards, remblais de grande hauteur, etc…) et il convient, dans ce cas, d'utiliser une descente de charges précise pour évaluer les charges sur les pieux et tenter de les répartir pour obtenir des tassements uniformes des fondations. En ce qui concerne les réparations de seconde génération, on peut vérifier la longueur des micro-pieux à l'aide d'un procédé de contrôle tel le procédé CS97 du CEBTP (méthode de sismique parallèle).
> Réparation de la structure
Les divers éléments de la structure doivent souvent être ou réparés ou renforcés en vue d'obtenir un monolithisme satisfaisant de celle-ci (matage et harpage des fissures). Il semble possible, pour un coût modéré, de rétablir un système de raidisseurs dans la maçonnerie, ancrés dans la fondation et d'assurer leur continuité horizontalement et verticalement.
De la même façon, pour les planchers de vide sanitaire, il est possible d'éviter les gonflements futurs en utilisant le système BIOCOFRA mais attention aux fissurations lors du séchage ou aux mauvaises odeurs !….
> Réparation de la structure
D'autres solutions, plus progressives, peuvent et doivent être envisagées en fonction de l'analyse effectuée, à condition de justifier leur validité et d'assurer leur suivi auprès du lésé :
arrachage d'arbres situés trop près de la construction ;
maintien de l'hydratation des sols autour de la construction par géomembrane périmétrique horizontale ou verticale ;
éhydratation volontaire des terrains.
> En conclusion une méthode de réparation propre à chaque région ?
Chaque sinistre est un cas particulier qui doit amener une analyse complète et souvent complexe des paramètres propres à l'ouvrage sinistré puis une réparation justifiée et logique de ce dernier. Cette réparation dépend des conditions locales qu'elles soient techniques (capacité des entreprises de réparation) ou économiques.
La SMABTP estime que l'expert a un rôle déterminant et primordial à jouer en procédant aux observations initiales mais aussi, après investigations et appel si nécessaire à une ingénierie de réparation, en imposant le principe de la réparation la mieux adaptée dans un cadre économique maîtrisé.
Comme le démontre la présente étude, ces investigations doivent obligatoirement porter tant sur le terrain de fondation que sur la structure en cause.
Les résultats de ces investigations permettent au technicien, au moment de la réparation, de prévoir et de mettre en œuvre des travaux qu'il sera nécessaire de suivre, au fur et à mesure de leur réalisation, pour vérifier le bien-fondé des hypothèses initiales adoptées par l'expert.
Néanmoins, la gestion des délais et le risque d'une éventuelle mise en cause de l'expert peuvent constituer des freins à une démarche qui demeure complexe et longue et à une décision de réparation qui se veut non maximaliste.
Sur tous ces thèmes, la SMABTP souhaite lancer une réflexion générale concernant les désordres dus aux mouvements de fondations et recevoir de ses experts les observations ou préconisations qu'ils souhaitent lui présenter.