Une reprise en sous-œuvre modifie l'appui d'un bâtiment sans l'arrêter : on renforce, on approfondit, parfois on crée un sous-sol. Le sol dicte la technique et l'ordre des opérations ; c'est aussi lui qui dit quand un projet ne vaut pas son coût.
Renforcer, réparer ou créer du volume
Trois situations se présentent :
- Réparer : des fondations insuffisantes ou dégradées provoquent des désordres (fissures sur une maison) ;
- Renforcer : une surélévation ou une extension ajoute une charge que les fondations actuelles ne supportent pas ;
- Créer du volume : sous-sol, garage ou cave sous une construction existante, en ville où le foncier est rare.
Quand le projet n'est pas réalisable
- une nappe très proche qui exige un cuvelage étanche coûteux ;
- des fondations existantes très fragiles ou méconnues, dont la reprise est incertaine ;
- un bâtiment mitoyen sensible, dont le voisin refuse le suivi ou l'accès ;
- un accès trop étroit pour les engins, qui renchérit fortement les travaux ;
- un sol très hétérogène, qui impose des fondations profondes disproportionnées ;
- un coût au mètre carré supérieur à celui d'une solution alternative (extension hors-sol, déménagement).
Il est fréquent que l'étude géotechnique conclue à la faisabilité mais à un coût élevé ; ce résultat est aussi utile qu'un feu vert, car il permet de renoncer ou de revoir le projet avant d'engager les travaux.
Le préalable : diagnostic et ingénierie du sol
On ne reprend pas ce qu'on ne connaît pas. La démarche enchaîne deux missions :
- une G5 pour connaître les fondations existantes (type, profondeur, état), le sol sous l'ouvrage et les causes des désordres éventuels ;
- une G2, phases AVP puis PRO, pour concevoir et dimensionner les reprises selon l'Eurocode 7 et ses normes d'application (NF P 94-262 pour les fondations profondes).
La distinction entre AVP et PRO est expliquée dans étude G2 AVP ou PRO. Dans un contexte urbain, on ajoute la recherche de cavités et de réseaux (risques géotechniques Île-de-France).
Choisir la technique de reprise
| Technique | Principe | Quand la choisir |
|---|---|---|
| Reprise par puits (plots) | On creuse des plots sous les murs, on les remplit de béton pour descendre l'appui | Bon sol à faible profondeur, murs peu chargés, accès possible |
| Micropieux | Pieux de petit diamètre forés, armés et injectés, qui vont chercher un sol profond | Sol faible en surface, accès réduit, charges modérées |
| Jet grouting | Injection à haute pression qui crée des colonnes de sol-ciment | Sols fins ou sableux, espaces restreints, besoin de traitement ou d'étanchéité |
| Injection de résine ou de coulis | Compactage ou consolidation du sol sous la fondation | Traitement de sols lâches, stabilisation de tassements |
| Radier ou longrines de reprise | Nouvelle assise répartissant les charges | Sols compressibles, bâtiments de taille modeste |
Le choix dépend de trois facteurs : nature du sol (et présence d'eau), profondeur du bon sol et charges à reprendre. Les micropieux et pieux sont présentés dans fondations sur micropieux. Leur exécution relève de normes spécifiques (par exemple la NF EN 14199 pour les micropieux).
Focus : dimensionner des micropieux
Un micropieu reprend la charge par frottement le long de son fût et, en moindre mesure, par sa pointe. Le dimensionnement selon la NF P 94-262 vérifie la capacité portante (résistance du sol autour du pieu), la résistance structurale de l'armature et du coulis, le tassement en service et la liaison à la structure existante (longrine ou chevêtre). Les paramètres du sol proviennent des essais pressiométriques et du profil géologique, d'où l'importance d'une reconnaissance adaptée (sondage pressiométrique).
Phasage : la « touche de piano »
Impossible de retirer d'un coup le sol sous toutes les fondations. On travaille donc par plots alternés, en séquence : on repère les plots, on reprend le premier, on attend sa mise en charge, puis on passe à un plot éloigné, et ainsi de suite. À chaque instant, le bâtiment repose sur des appuis vérifiés. L'ordre des plots, la taille et le délai d'attente sont fixés par l'étude.
- Étaiement et sécurisation des zones sensibles ;
- Excavation d'un plot avec blindage ;
- Exécution de la nouvelle fondation (béton, micropieux) ;
- Mise en charge par clavage ou vérinage, pour transférer la charge sans tassement ;
- Passage au plot suivant, puis répétition jusqu'à reprise complète ;
- Excavation du sous-sol par phases, avec butonnage et dispositifs d'étanchéité.
Un phasage par plots, en exemple
Prenons un mur porteur de dix mètres de long à reprendre sous une maison. Le phasage type, à titre illustratif :
- on divise le mur en tronçons d'un à deux mètres, numérotés ;
- on exécute d'abord les plots impairs éloignés les uns des autres (par exemple 1, 4, 7), ce qui laisse deux tiers du mur sur son appui d'origine ;
- on attend la prise du béton et on met en charge chaque plot ;
- on exécute ensuite les plots intermédiaires (2, 5, 8), puis les derniers (3, 6, 9) ;
- on vérifie à chaque étape que le nivellement n'a pas bougé ;
- une fois tous les plots repris, on peut approfondir l'excavation en dessous.
Ce séquençage explique le nom de « touche de piano » : les plots se traitent en alternance, comme les touches d'un clavier. Il est plus long qu'un traitement continu, mais c'est ce qui garantit la stabilité à chaque instant.