Etudes de sol

Une grande majorité des retards de délai constatés dans les projets ou les ajustements contractuels trouvent leur source dans le manque ou l'exécution défaillante d'études de sol, souvent en raison de spécifications insuffisantes. Bien que l'attention soit généralement portée sur le dimensionnement des fondations, des éléments critiques tels que la nature de la mission géotechnique, les procédures d'échantillonnage du site, l'adéquation des profondeurs et du type d'investigations entreprises, l'évaluation des tassements ainsi que la mesure du niveau de l'eau, revêtent une importance cruciale pour garantir la réussite de la conception du projet et par ricochet son exécution.

Une analyse d'une vingtaine de rapports géotechniques de projets notamment d’habitation, d’établissements recevant du public et industriel a mis en évidence, en particulier en raison du manque de termes de référence précis, plusieurs divergences quant à leur contenu et aux éléments livrables. Il serait judicieux de standardiser cette démarche afin de mieux appréhender la vulnérabilité géotechnique et d'éviter de se lancer dans des réalisations à l'aveugle ou basées sur des informations lacunaires. Par exemple, tous les rapports ne se prononcent pas sur la présence ou pas de l’eau, ni ne donnent une évaluation des tassements (déformation du sol sous la charge du bâtiment)

Il faut noter qu’un changement du mode de fondation, (semelles superficielles en radier ou en pieux) peut augmenter considérablement le coût de la construction, parfois de l’ordre de 30%, tout en explosant les délais. La présence d’eau non remarquée peut rendre un parking impropre à sa destination et donc entraîner une perte d’exploitation. Toute modification en termes de destination des espaces ou de choix des matériaux apportée au projet nécessitent une réévaluation des sollicitations afin d'évaluer les répercussions au niveau du sol. Celles-ci pourraient entraîner une révision des dispositions géotechniques. Il est hors de question de rajouter des étages par exemple sans l’avis d’un géotechnicien avisé. L'ajout d'un niveau supplémentaire à un bâtiment nécessite une évaluation approfondie de la capacité portante du sol, des tassements potentiels, de la stabilité globale de la structure existante ainsi que des interactions avec les éléments environnants pour assurer la sécurité et la stabilité du projet. En effet, la profondeur et la nature d’assise des futures fondations et celle des sondages réalisés sont liées.

Par ailleurs, au Cameroun, suivant le décret N°2001/129/PM du 16 Avril 2001, les études de sols sont obligatoires pour les équipements et ouvrages ci-dessous :

• Les infrastructures de transports :
  • Les routes ; les tunnels routiers, ferroviaires et miniers, les pylônes de lignes électriques ; les plates-formes des voies ferrées, les ouvrages portuaires et aéroportuaires ; les oléoducs, gazoducs et pipelines ;
• Les ouvrages d’arts :
  • Les digues et barrages ; Les ponts et murs de soutènement ; les silos et réservoirs, les châteaux d'eau;
• Les bâtiments industriels :
  • Les usines pour ce qui est de leurs structures industrielles, les plates-formes de zones de stockage de matériel et matériaux lourds et des déchets ; les plates-formes des zones industrielles ;
• Les bâtiments à usage public : hôpitaux, centres commerciaux, hôtels…
• Les ouvrages d'adduction et de distribution d'eau (château d’eau…)
• Les bâtiments de hauteur totale supérieure à dix (10) mètres au-dessus des fondations Exemple : Habitation de plus de 2 niveaux et plus

Il n’existe pas de normes camerounaises spécifiques sur le sujet, mais il faut s’appuyer sur les standards et bonnes pratiques, les règles de l’art, les documents techniques unifiés (DTU) ainsi que sur la norme NF P 94-500 appliquée aux reconnaissances géotechniques qui définit les phases et étapes des différentes investigations géotechniques, comme suit

En outre, sont disponibles les recommandations sur la consistance des investigations géotechniques pour les études de conception (G2) de l’Union syndicale / SYNTEC-INGÉNIERIE de mai 2016.

https://u-s-g.org/datas/recommandations2.pdf

Le livrable d’une étude de sol doit comporter les informations suivantes

• le rappel du type de mission et les limites de celles-ci
• l’historique, hydrologie et geologie du site : (inondabilité, sismicité, pédologie, environnement, altimétrie et relief, climat, …)
• Le Plan d’implantation des sondages : Les sondages doivent être réalisés principalement au droit et à l’emprise du futur bâtiment. Pas en périphérie. Parfois, compte tenu des obstacles rencontrés sur site (bâtiment existant non encore démoli, accessibilité difficile…), les sondages sont réalisés principalement hors de la zone d’emprise. Par ailleurs, le sondage fait sur le terrain voisin n’est pas adéquat.
• Le type de sondage : Le pressiomètre est fortement recommandé et c’est le sondage qui donne les meilleurs résultats. Il est donc le plus cher. Le pénétromètre dynamique ne permet pas d’évaluer les tassements. Attention lorsqu’il s’agit de projets d’envergure de type usines, immeubles de plusieurs niveaux, etc….
• La profondeur des sondages. La profondeur à laquelle on va implanter les fondations doit toujours être nettement inférieure à la profondeur du sondage. En effet, si vous implantez la fondation à la même profondeur que le sondage ou plus bas, vous n’aurez pas les informations sur la nature et le comportement du sol d’assise de la fondation
• Le niveau de référence, le niveau du terrain naturel ou du projet ne doivent pas prêter à confusion. On doit pouvoir identifier sans ambigüité la profondeur de la fondation. Très souvent, on implante les fondations après décapage du sol ou terrassement. Ce qui peut conduire à une confusion sur la profondeur d’ancrage des fondations. Dans les terrains en pente également, la profondeur peut varier en fonction du terrain naturel.
• La lithologie (les différentes couches de sols rencontrées et leurs caractéristiques physiques et mécaniques) ;
• L’évaluation de la portance du sol, des tassements,
• Préciser le niveau de l’eau. Attention, ce niveau varie en fonction de la saison. Si vous réalisez un sondage en saison sèche, il est fort probable que le niveau de l’eau soit différent en saison de pluie. Pour des constructions avec sous-sol, il est crucial de connaitre ce niveau d’eau pour éviter les risques d’infiltrations permanentes, et l’initilisation du sous sol en phase exploitation. Par ailleurs, l’étanchéité des parois enterrées est spécifique. Il fortement recommandé de prévoir un piézomètre en observation sur une période minimale d’un an. Ce piézomètre pourrait peut-être prévu dans la mission G1.
• Le drainage : il est important d’avoir des idées claires sur le niveau de l’eau, la collecte et l’assainissement, les courants souterrains. Par exemple, cela peut influer sur le type de fosses septiques et imposer une station d’épuration avec cuves…. Cela peut imposer de surélever l’accès au bâtiment dans les zones à risque d’inondation.

Le plan de contingence

• Le dallage : les prescriptions sur la plateforme de dallage et les conditions de réception de celles-ci sont à préciser en fonction de la nature du sol support
• La reconnaissance des fondations avoisinantes en cas de bâtiment mitoyen

Cas pratique :

1) immeuble siège à Yaoundé d’une organisation régionale

Etude de sol réalisée par le client sans cahier de charges.

• Type de sondage : pénétromètre dynamique lourd
• Estimation d’une portance de sol sans estimation de tassements
• Préconisation de fondation : radier général
• Profondeur des sondages insuffisantes pour la solution de radier proposé

Des Sondages complémentaires sont demandés (essais pressiométriques). Les résultats ont conclu à des tassements différentiels énormes, à une portance de sol faible et à la nécessité d’un système de fondations profondes entraînant un avenant de 30% du montant des travaux dès les premiers mois de réalisation

L’avis d’un expert

Les études géotechniques revêtent une importance capitale au sein du processus de conception de tout édifice destiné à transférer des charges vers le sol. Tout comme des chaussures en fibre de coton à talon mince auraient la propension à s'enfoncer dans un sol meuble et à imprégner les pieds de la personne chaussée, dans la même veine, un édifice présenterait la tendance à s’engorger d'eau et à s'enfoncer dans le sol (phénomène de tassement) si ses fondations ne sont pas adaptées au type de sol et ou aux conditions climatiques et environnementaux qu'il devra affronter. Les conséquences d’une étude et suivis géotechniques mal menés, quant à eux, peuvent afficher des réactions graduelles (comme les affaissements, des fissures, des infiltrations et l'humidité) ou spontanées et de court terme (comme celles occasionnées par un séisme, des inondations). Ces conséquences ont la capacité de provoquer des inconvénients qui vont de la simple gêne (à l'instar de la formation de moisissures et d'une humidité excessive, des déplacements différentiels de planchers au niveau des joints, des ruptures de canalisations, des fissures sur les façades, la fissure et décollage des carreaux, perte d’exploitation partiel ou total de l’ouvrage, etc.,) ou revêtir un caractère fatal (effondrement, glissement, renversement, inondation, séisme, etc.). Par conséquent, il est d’une importance primordiale de prévoir et de sélectionner une mission géotechnique conformément à la norme NF P 94-500 et dont le cahier de charge inclus à minima les recommandations de l’Union Syndicale Géotechnique / SYNTEC-INGÉNIERIE, en vue d'assurer le bon déroulement de l'opération et la gestion méthodique des risques géotechniques.

Pour en savoir plus

lien vers le texte de loi sur le site mybuilding tips
https://qualiteconstruction.com/fiche/mouvements-de-fondations-de-maisons-individuelles-1-partie-tassements-courants/
https://qualiteconstruction.com/fiche/mouvements-de-fondations-de-maisons-individuelles-2-partie-mouvements-exceptionnels-en-sols-sensibles/
https://qualiteconstruction.com/fiche/affaissement-de-dallage-de-maisons-individuelles/
https://union-syndicale-geotechnique.com/la-geotechnique/normes-et-guide-dapplication/ https://u-s-g.org/datas/recommandations2.pdf https://www.smabtp.fr/sma/assurance/infos-assurance/pathologie-et-prevention-batiment-et-tp/cuvelage-insuffisant https://www.smabtp.fr/sma/assurance/infos-assurance/pathologie-et-prevention-batiment-et-tp/tassement-de-radier https://www.geotechnique-journal.org/