Quand le bon sol se trouve à six ou huit mètres sous la maison, des semelles posées à un mètre s'enfoncent et fissurent les murs. Les fondations profondes vont chercher ce sol dur plus bas, à travers les couches molles.
On détaille les techniques, les cas où le sol force à descendre et le budget à prévoir.
Sommaire
Ce qu'est une fondation profonde
Une fondation profonde traverse les couches de surface trop faibles pour s'ancrer dans un sol résistant situé plusieurs mètres plus bas. Elle reprend la charge du bâtiment de deux façons à la fois : par la pointe, qui s'appuie sur la couche dure, et par le frottement le long de ses flancs.
La différence avec une fondation classique tient au trajet de la charge. Une semelle pose le poids juste sous la maison. Un pieu le conduit jusqu'au bon sol, en profondeur.
Fondation superficielle
Pose la charge sur le sol juste sous le bâtiment, à moins d'un mètre en général
Semelle filante, semelle isolée, radier
Convient quand une couche solide se trouve près de la surface
Solution la plus courante et la moins chère
Fondation profonde
Descend à travers les couches molles jusqu'à un sol dur, à plusieurs mètres
Pieu, micropieu, barrette, paroi moulée
Reprend la charge par la pointe et par le frottement sur les côtés
Coûte plus cher et mobilise une foreuse ou une machine spéciale
Des poutres en béton armé, les longrines, relient ensuite les têtes des pieux pour porter les murs et la dalle. C'est ce réseau qui transmet le poids de la maison aux fondations.
Quand elles deviennent nécessaires
On ne descend pas en profondeur par confort. C'est le sol qui l'impose, quand la surface ne tient pas la charge. La nature du terrain se lit dans le rapport d'étude géotechnique, qui dit à quelle profondeur se trouve la couche capable de porter le bâtiment.
Le choix entre une semelle posée près de la surface et un pieu enfoncé en profondeur dépend de cette lecture. Pour comprendre comment se décide le type de fondation selon la nature du sol, le guide des fondations détaille les options superficielles et profondes et leur choix.
Les signaux qui annoncent des fondations profondes
- Le rapport de sol situe la couche porteuse à plusieurs mètres de profondeur
- Les premières couches sont de l'argile molle, de la vase ou un remblai récent mal compacté
- Une nappe d'eau remonte près de la surface une partie de l'année
- Le projet est lourd : immeuble, maison à étage sur un sol médiocre
- Une construction voisine sur le même terrain montre des fissures de tassement
La mission qui tranche est l'étude géotechnique de projet, la G2. Elle dimensionne les fondations à partir des essais de sol, le pressiomètre et le pénétromètre. Sans elle, l'entreprise n'a pas les éléments pour fixer la longueur des pieux ni leur nombre.
Quand l'étude conclut à des fondations profondes, une technique revient plus souvent que les autres.
Les pieux et les micropieux
Le pieu est la fondation profonde courante du bâtiment, de la maison à l'immeuble. C'est une colonne de béton armé, forée ou enfoncée jusqu'au sol dur. Son diamètre commence à 30 cm et dépasse le mètre sur les grands ouvrages.
Deux familles de pose existent. Le pieu foré : on creuse le sol, on évacue les déblais, puis on coule le béton dans le trou. Le pieu battu, ou par refoulement : on enfonce le pieu sans retirer de terre, le sol se compacte sur les côtés.
Le micropieu est sa version réduite, de 10 à 30 cm de diamètre. On le fore puis on injecte un coulis de ciment qui le scelle au terrain. Sa petite machine passe dans une cave ou un accès étroit, ce qui en fait la solution de référence pour reprendre en sous-œuvre une maison fissurée.
Bon à savoir : pour une maison touchée par le retrait des argiles, des micropieux forés à travers les anciennes semelles vont chercher un sol stable au-delà de 5 mètres, sous la zone où l'argile gonfle et se rétracte. Des chevêtres en béton relient ensuite les pieux à la structure existante.
La paroi moulée et les barrettes
Au-delà des pieux, certaines techniques creusent des éléments plus larges, coulés directement dans le sol sous protection d'une boue. Elles servent les grands ouvrages, les sous-sols profonds et les bâtiments en site urbain serré.
La réalisation d'une paroi moulée, étape par étape
Une paroi moulée est un mur de béton armé coulé dans une tranchée tenue ouverte par une boue. Une fois prise, elle retient les terres et l'eau, et sert de mur de sous-sol. Son épaisseur va de 0,50 à 1,50 m, sa profondeur de quelques mètres à plusieurs dizaines.
La murette guide
Deux petits murs de béton coulés en surface, hauts de 1 à 1,50 m, guident l'outil et tiennent les bords de la tranchée au démarrage.
L'excavation sous boue
Une benne ou une fraise creuse un panneau. La tranchée est remplie au fur et à mesure d'une boue de bentonite, une argile qui plaque les parois et les empêche de s'ébouler.
La pose de la cage d'armatures
On descend une cage d'acier dans la tranchée toujours pleine de boue, prête à reprendre les efforts du mur.
Le bétonnage au tube plongeur
Le béton coulé par le bas chasse la boue vers le haut, où elle est pompée et recyclée. Chaque panneau se raccorde au suivant pour former un mur continu.
La barrette, un pieu de section rectangulaire
La barrette emploie la même technique, mais en élément isolé. C'est un pieu rectangulaire coulé sous boue, capable de reprendre des charges très fortes. On les retrouve sous des tours et des piles de pont. Une suite de barrettes jointives forme une paroi continue.
Important : ces techniques exigent une surface de chantier pour la centrale de boue et le stockage de la bentonite, plusieurs centaines de mètres carrés. Elles ne s'envisagent pas sur une parcelle de maison individuelle classique.
Toutes les techniques profondes ne portent pas le bâtiment. Certaines se contentent de renforcer le sol sous lui.
Les inclusions rigides pour un sol mou
Les inclusions rigides ne portent pas le bâtiment au sens strict. Elles renforcent un sol trop compressible pour le rendre capable de supporter un dallage, un radier ou des semelles, sans tassement.
Le principe associe deux éléments. Un réseau régulier de colonnes de béton, ancrées sous les couches molles. Et par-dessus, un matelas de répartition en matériau granulaire, d'au moins 40 cm, qui partage la charge entre la tête des colonnes et le sol entre elles.
La charge descend ainsi en grande partie vers les couches profondes par les inclusions, pendant que le matelas répartit le reste. Une étude de la Revue Française de Géotechnique décrit ce report de charge sous une fondation superficielle.
À noter : on parle ici d'amélioration de sol, pas de fondation. La maison repose toujours sur un radier ou des semelles. Ce sont le sol et son matelas qui sont renforcés en dessous. Le dimensionnement suit les recommandations du projet national ASIRI.
Le prix d'une fondation profonde
Le coût dépend du nombre d'éléments, de la profondeur d'ancrage et de l'accès au chantier. Pour une maison, le cas le plus fréquent est la reprise par micropieux. Les pieux neufs, les parois moulées et les inclusions rigides se chiffrent au cas par cas, selon le projet.
| Technique | Ordre de grandeur | Repère |
|---|---|---|
| Micropieux (reprise de maison) | 1 000 à 1 500 € par micropieu | 15 000 à 40 000 € pour une maison, souvent 8 à 12 micropieux |
| Pieux (construction neuve) | au cas par cas | Selon le nombre de pieux, la longueur et l'engin de forage |
| Inclusions rigides | Chiffrage au cas par cas | Prix au mètre carré de surface traitée, surtout sur dallage et radier |
| Paroi moulée, barrettes | Chiffrage au cas par cas | Réservées aux grands ouvrages et aux sous-sols profonds |
Ordres de grandeur très variables selon la profondeur d'ancrage, le nombre d'éléments et l'accès au chantier. Seul un devis fondé sur une étude G2 donne un montant fiable.
Deux intervenants entrent en jeu. Le bureau d'études géotechnique dimensionne les fondations dans sa mission G2. L'entreprise de fondations spéciales les exécute, avec sa foreuse ou son atelier de paroi. Les deux postes se chiffrent séparément.
Ce budget dépend aussi du calcul de portance, et ce calcul obéit à un cadre précis.
Les normes de calcul et d'exécution
Le calcul des fondations profondes suit la norme NF P 94-262, l'application française de l'Eurocode 7 (NF EN 1997-1). Elle a remplacé pour le dimensionnement l'ancien DTU 13.2, qui datait de 1992. Le géotechnicien y vérifie la portance d'un pieu à partir des essais de sol, aux états limites de service et aux états limites ultimes.
La mise en oeuvre relève d'autres normes selon la technique : NF EN 1536 pour les pieux forés, NF EN 12699 pour les pieux battus, NF EN 1538 pour les parois moulées et les barrettes.
Le Cerema publie un guide méthodologique sur l'application de l'Eurocode 7 aux fondations profondes, qui détaille la justification de la portance des pieux. Les inclusions rigides, elles, se dimensionnent d'après les recommandations du projet national ASIRI.
À noter : pour voir à quoi ressemble une vraie étude, la commune de Gargas (Vaucluse) met en ligne le rapport G2 PRO d'un projet d'ascenseur sur fondations profondes. Il montre les sondages pressiométriques, les essais au pénétromètre dynamique, le modèle de sol retenu et la vérification de la portance des micropieux.
Le comparatif des techniques profondes
Chaque technique répond à un besoin précis, du renforcement d'un sol mou jusqu'au mur de sous-sol porteur. Ce tableau les met en regard.
| Technique | À quoi elle sert | Terrain ou projet type |
|---|---|---|
| Pieu foré ou battu | Porter le bâtiment sur un sol dur en profondeur | Maison ou immeuble sur sol médiocre, couche porteuse profonde |
| Micropieu | Même rôle, avec une petite machine en accès étroit | Reprise de maison fissurée, cave, terrain argileux |
| Barrette | Reprendre de très fortes charges ponctuelles | Tours, piles de pont, gros ouvrages |
| Paroi moulée | Mur porteur, étanche et de soutènement | Sous-sol profond, parking, métro, site urbain serré |
| Inclusions rigides | Renforcer un sol mou sous un radier ou un dallage | Sol compressible, entrepôt, plateforme, remblai |
Avant de lancer un chantier de fondations profondes, quelques points méritent une vérification.
À vérifier avant de lancer le chantier
Questions fréquentes
Qu'est-ce qu'une fondation profonde
Quand des fondations profondes sont-elles nécessaires
Quelle différence entre fondation superficielle et profonde
Qu'est-ce qu'une paroi moulée
Qu'est-ce que les inclusions rigides
Quelle différence entre pieux forés et pieux battus
Qu'est-ce qu'une barrette de fondation
Comment dimensionne-t-on une fondation profonde
Comment l'étude de sol révèle-t-elle le besoin de fondations profondes
Combien coûte une fondation profonde
Quand utilise-t-on des inclusions rigides plutôt que des pieux
Quelle norme encadre les fondations profondes
À retenir
- Une fondation profonde traverse les couches molles pour s'ancrer dans un sol dur, et reprend la charge par la pointe et par le frottement.
- Le pieu et le micropieu sont les fondations profondes les plus répandues dans le bâtiment. Le micropieu, plus petit, sert à reprendre une maison fissurée en accès étroit.
- La paroi moulée et la barrette se coulent dans le sol sous boue de bentonite. Elles équipent les grands ouvrages et les sous-sols profonds.
- Les inclusions rigides renforcent un sol mou sous un radier ou un dallage. C'est une amélioration de sol, pas une fondation.
- Le calcul suit la norme NF P 94-262 et l'Eurocode 7, sur la base de l'étude G2. Seul un devis fondé sur cette étude donne un budget fiable.
