Les fondations sont la partie la moins visible d’une maison, et pourtant la plus importante. Elles transmettent le poids des murs, de la charpente et de la toiture au sol, sans que celui-ci ne s’enfonce ou ne bouge de façon inégale. Une fondation mal dimensionnée ou mal coulée se traduit, quelques années plus tard, par des fissures en escalier dans les murs, des portes qui frottent et des réparations très coûteuses. Que vous fassiez construire une maison, une extension ou un garage, voici comment se conçoivent et se réalisent des semelles filantes, la solution la plus répandue en maison individuelle.
Tout commence par le sol
Avant de dessiner la moindre semelle, il faut connaître le terrain. Un sol argileux gonfle quand il est humide et se rétracte en période de sécheresse ; un remblai récent n’a pas fini de se tasser ; un terrain en pente ou proche d’un cours d’eau peut cacher des poches de sol peu porteur. Dans les zones exposées au retrait-gonflement des argiles, une étude géotechnique est obligatoire lors de la vente d’un terrain constructible et avant la signature d’un contrat de construction. Même lorsqu’elle n’est pas imposée, une étude de sol de type G2 reste le meilleur investissement d’un projet : quelques milliers d’euros pour éviter un sinistre qui en coûterait des dizaines.
L’étude indique la profondeur à laquelle trouver un sol porteur, la contrainte admissible et le type de fondation conseillé. Sur un bon sol, des semelles filantes superficielles suffisent. Sur un sol médiocre, on passe à des fondations plus profondes, des puits ou des micropieux, ou à un radier qui répartit la charge sur toute la surface de la maison.
Les dimensions d’une semelle filante
La semelle filante est une bande de béton armé coulée sous tous les murs porteurs. Pour une maison individuelle de plain-pied ou à un étage, sur un sol correct, les dimensions courantes sont :
- une largeur de 40 à 60 cm, soit au moins deux fois l’épaisseur du mur qu’elle supporte ;
- une hauteur de 20 à 35 cm ;
- une profondeur d’assise hors gel, de 50 cm environ dans l’ouest et le sud de la France à 80 cm ou plus dans l’est et en montagne ;
- un ancrage d’au moins 20 cm dans le sol porteur, quelle que soit la profondeur hors gel.
Ces valeurs sont des ordres de grandeur. Les dimensions exactes dépendent des charges réelles et de la portance du sol : c’est le rôle du bureau d’études ou de l’étude de sol de les fixer, surtout pour une maison à étage, une construction lourde en pierre ou un terrain argileux.
Les étapes du chantier
L’implantation vient en premier : à l’aide de chaises et de cordeaux, on reporte au sol l’emprise exacte des murs, en vérifiant les diagonales pour que les angles soient d’équerre. Les fouilles sont ensuite creusées à la mini-pelle jusqu’au bon sol, avec un fond bien plat et propre, débarrassé de la terre remuée. Si l’on tombe sur une poche de terre meuble, on descend plus bas plutôt que de remblayer.
On coule ensuite un béton de propreté de 5 cm environ, faiblement dosé, à 150 kg de ciment par m³. Il protège le ferraillage de la terre, offre une surface plane pour travailler et garantit l’enrobage des armatures. C’est aussi à ce stade qu’on pose la boucle à fond de fouille, un câble de cuivre nu de 25 mm² qui fait le tour du bâtiment et servira de prise de terre à l’installation électrique. Elle doit être placée en contact avec la terre, sous le béton de propreté ou directement en fond de fouille, et ressortir à l’endroit du futur tableau.
Ouvriers mettant en place le ferraillage des fondations sur un chantier
Le ferraillage
Le béton résiste très bien à la compression, mais mal à la traction. Les armatures en acier reprennent les efforts de flexion et empêchent la semelle de se fissurer si le sol se tasse localement. Pour une maison individuelle, on utilise le plus souvent des semelles filantes préfabriquées, composées de trois ou quatre barres longitudinales de 10 ou 12 mm reliées par des cadres. Les règles à respecter :
- un enrobage d’au moins 3 à 5 cm de béton tout autour des aciers, assuré par des cales en plastique ou en béton ;
- des recouvrements d’au moins 50 cm entre deux éléments de ferraillage, ligaturés avec du fil recuit ;
- des renforts d’angle en L aux angles et en T aux jonctions avec les murs de refend ;
- des attentes verticales pour les chaînages des murs, placées avant le coulage aux angles et de part et d’autre des grandes ouvertures.
Calculer le volume et doser le béton
Le volume se calcule simplement : longueur totale des semelles multipliée par la largeur et par la hauteur. Pour une maison de 10 m sur 8 m avec un mur de refend de 8 m, la longueur est de 44 m. Avec des semelles de 50 cm de large et 30 cm de haut, on obtient 44 × 0,5 × 0,3, soit 6,6 m³. On ajoute 5 à 10 % de marge pour les irrégularités des fouilles, et on arrive à environ 7 m³. Au-delà de 2 ou 3 m³, la commande d’un béton prêt à l’emploi en toupie est plus économique et plus régulière qu’une gâchée à la bétonnière.
Pour des fondations, on utilise un béton dosé à 350 kg de ciment par m³, de classe C25/30 en béton prêt à l’emploi. Si vous le fabriquez vous-même, la recette courante pour 1 m³ est de 350 kg de ciment, 700 litres de gravier, 400 litres de sable et 175 litres d’eau environ. Trop d’eau rend le béton plus facile à couler, mais il perd fortement en résistance : c’est l’erreur la plus fréquente sur les petits chantiers.
Le coulage et la cure
Le béton se coule en une seule fois, sans interruption, pour éviter les reprises qui créent des points faibles. On le vibre ou on le pique avec une barre pour chasser les bulles d’air et bien enrober les aciers, puis on arase la surface à la règle, de niveau, ce qui facilitera la pose du premier rang de blocs. Il ne faut jamais couler par temps de gel ou en dessous de 5 °C, ni en pleine canicule sans précautions.
La cure est souvent négligée. Pendant les premiers jours, le béton doit rester humide pour faire sa prise correctement : on l’arrose légèrement ou on le couvre d’une bâche en été. On peut généralement commencer à monter les murs de soubassement après quelques jours, mais le béton n’atteint sa résistance nominale qu’au bout de 28 jours. Il faut donc éviter de lui imposer de lourdes charges trop tôt.
Les erreurs qui coûtent cher
Les sinistres de fondations ont presque toujours les mêmes causes : une assise trop peu profonde, au-dessus de la limite hors gel ou dans la terre végétale ; des fondations différentes sous une extension et sous la maison existante, sans joint de rupture entre les deux ; un ferraillage posé directement sur la terre, sans enrobage, qui rouille et fait éclater le béton ; un béton trop chargé en eau ; et des arbres plantés trop près, qui assèchent un sol argileux en été. Une extension doit d’ailleurs toujours être désolidarisée de la maison principale par un joint, car les deux bâtiments ne se tassent pas de la même façon.
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