Sous votre terrain, les premières couches sont souvent meubles et se tassent sous le poids d'une construction. Plus bas repose une formation plus ancienne et plus dure, le substratum, sur laquelle on cherche à fonder quand le dessus ne porte pas assez. Sa profondeur change d'un terrain à l'autre et oriente le type de fondation. On détaille ce qu'est cette couche, pourquoi elle sert d'appui, comment l'étude de sol la repère, et quand les fondations descendent jusqu'à elle.
Sommaire
Ce qu'est le substratum
Le substratum est la formation géologique en place, plus ancienne et plus résistante, située sous les terrains de surface. Ces terrains de surface sont des dépôts récents et souvent meubles, comme les alluvions, les remblais ou le sol altéré. Ils reposent sur le substratum.
La limite entre les deux marque un changement net de matériau. On passe d'un terrain de couverture, plus jeune, à une formation en place, plus vieille. Cette formation forme le fond stable du site.
Une formation en place sous les terrains de couverture
Le mot vient du latin, sous et étendre. Il désigne ce qui est étendu dessous. Dans un rapport de sol, le substratum est la couche que les sondages atteignent en profondeur, une fois traversées les couches molles du dessus. Vous croiserez ce terme parmi les autres définitions du lexique géotechnique, aux côtés des dépôts qui le recouvrent.
| Couche du terrain | Terrains de couverture | Substratum |
|---|---|---|
| Nature | Dépôts récents, souvent meubles, alluvions, remblais, sol altéré | Formation ancienne, compacte et résistante |
| Sous charge | Se tassent, portance faible et irrégulière | Se déforme peu, appui stable |
| Pour la fondation | Couche à traverser ou à renforcer | Couche d'ancrage recherchée |
Substratum, roche mère et socle, des termes voisins
Plusieurs mots désignent à peu près la même chose dans un rapport. Ils viennent de vocabulaires différents, mais en géotechnique ils renvoient tous à la couche solide du dessous. Le tableau suivant les replace.
| Terme | Ce qu'il désigne |
|---|---|
| Substratum | La formation en place sous les terrains de couverture, plus ancienne |
| Substratum rocheux | Le substratum quand il est rocheux, le bed-rock sous les sols meubles |
| Roche mère | En pédologie, la roche d'où vient le sol par altération, souvent employée comme synonyme du substratum sur le terrain |
| Socle, soubassement | Le fond rigide et profond, autre nom de la formation résistante en place |
| Bon sol d'appui | Terme de chantier pour la couche assez résistante pour recevoir les fondations |
Attention : le substratum n'est pas toujours du rocher. Sous certaines parcelles, il s'agit d'une marne compacte ou d'une argile raide, dure mais non rocheuse. Le mot substratum rocheux vise le cas particulier où cette formation est bien de la roche.
Pourquoi il sert d'appui aux fondations
Les couches de surface portent mal. Un remblai récent ou une argile molle s'enfonce sous le poids d'une maison, et ce tassement est rarement régulier d'un point à l'autre. Le substratum, lui, est plus compact. Il se déforme peu et offre un appui fiable.
Quand les couches du dessus ne suffisent pas, on descend les fondations jusqu'à cette formation stable. Elle devient le niveau d'ancrage. Sa résistance dépasse celle des dépôts meubles, ce qui en fait l'appui visé pour reporter les charges du bâtiment. Cette résistance se traduit dans la capacité portante de cet appui, le poids qu'il supporte sans déformation excessive.
Trois situations conduisent à viser le substratum plutôt que les couches de surface.
- Le terrain est recouvert d'un remblai épais, rapporté et mal compacté, incapable de porter les semelles.
- La surface est faite de sols mous, argile molle, vase ou tourbe, qui se tassent fortement.
- Les alluvions récentes de fond de vallée recouvrent une formation plus dure à quelques mètres.
Bon à savoir : on appelle toit du substratum la surface supérieure de cette formation, sa limite avec les couches de couverture. C'est la profondeur de ce toit qui indique jusqu'où descendre pour trouver l'appui.
Comment l'étude de sol le repère
Le toit du substratum ne se lit pas depuis la surface. Sa profondeur change d'un site à l'autre, parfois sur quelques mètres au sein d'une même parcelle. L'étude de sol le situe en croisant la carte géologique et les sondages.
La carte géologique régionale
Elle indique la formation en place sous une zone, son nom et son âge. Elle situe à l'échelle d'une région, pas d'une parcelle.
Les sondages sur le terrain
Ils descendent jusqu'à rencontrer le substratum et mesurent la profondeur réelle de son toit sous votre parcelle, avec l'épaisseur des couches molles traversées.
La qualité de l'appui
Les essais en place jugent la résistance de la formation atteinte, pour savoir si elle porte les charges prévues ou si elle reste altérée en partie haute.
La carte ne remplace pas le sondage. Elle nomme la formation à l'échelle d'une région, le sondage donne sa profondeur exacte sur le terrain. Les cartes géologiques se consultent en ligne sur le portail InfoTerre du BRGM, utile pour connaître la nature du sous-sol d'une commune avant l'étude.
Ce qu'un rapport indique sur le substratum
Substratum et fondations profondes
Quand le substratum est proche de la surface, des fondations classiques posées dessus suffisent. Quand il est profond, sous une épaisseur de sols mous, les fondations doivent aller le chercher.
Deux familles de fondations rejoignent alors la formation stable en traversant les couches molles.
- Les puits, colonnes de béton descendues jusqu'au toit du substratum quand celui-ci reste à profondeur modérée.
- Les pieux, ancrés plus bas, qui reportent les charges sur la formation résistante quand elle est franchement profonde.
Le choix dépend de la profondeur trouvée et de la charge à reporter. Sur les alluvions épaisses des fonds de vallée, ce report en profondeur évite le fort tassement des couches de surface. Le détail des techniques relève du dimensionnement de l'ouvrage, conduit par le bureau d'études.
Questions fréquentes
Qu'est-ce que le substratum
Quelle différence entre substratum et roche mère
Pourquoi cherche-t-on le substratum pour fonder
Comment connaît-on la profondeur du substratum
Qu'est-ce qu'un substratum rocheux
Quelle différence entre substratum et alluvions
À quelle profondeur se trouve le substratum
Le substratum est-il toujours du rocher
Quand descend-on les fondations jusqu'au substratum
Qu'est-ce que le toit du substratum
Le substratum garantit-il un bon appui
Comment repère-t-on le substratum lors d'une étude de sol
À retenir
- Le substratum est la formation en place, ancienne et résistante, située sous les terrains de surface meubles comme les alluvions ou les remblais.
- On y descend les fondations quand les couches du dessus portent mal, car il se déforme peu et offre un appui stable.
- Substratum, roche mère, socle et bon sol d'appui désignent en pratique la même couche solide du dessous.
- Il n'est pas toujours rocheux, parfois une marne ou une argile raide, compacte mais non rocheuse.
- Sa profondeur change d'un terrain à l'autre, seuls les sondages de l'étude de sol situent son toit sous la parcelle.
