• 1. Définition et fonctions
• 2. Reconnaissance du sol
  • 2.1. Se renseigner
  • 2.2. Reconnaître le sol
  • 2.3. Choisir un type de fondation adapté
• 3. Les différents types de fondations
  • 3.1. Fondation superficielle
  • 3.2. Fondation profonde
• 4. La norme NF-P-94-500
  • 4.1. Etape 1: études géotechniques préalables (G1)
  • 4.2. Etape 2 : étude géotechnique de projet (G2)
  • 4.3. Etape 3 : exécution des ouvrages géotechniques (G3 et G4, distinctes et simultanées)

1. Définition et fonctions

Les fondations correspondent à l'ensemble des ouvrages enterrés qui assurent la stabilité de l'ouvrage en répartissant les charges dans le sol. Elles limitent les phénomènes de tassement et de glissement.

Toute structure a besoin d’une bonne base pour ne pas s’effondrer, c’est pour cela qu’une fondation fait office de relais entre la structure et le sol. Elle est comprise dans l’élément architectural d’un bâtiment et a pour rôle de s’opposer aux tassements et aux infiltrations des eaux, assure la transmission des charges et les répartit dans le sol.
Les fondations d’un ouvrage sont les éléments assurant la transmission des efforts de cette structure sur le sol. Les fondations reportent les charges permanentes G (poids propres) et les charges d’exploitation Q à un niveau convenable et les répartissent sur une couche de terrain plus ou moins étendue et de résistance adéquate en assurant la stabilité et la sécurité de la fondation. La descente de charges, effectuée en bureau d’étude, permet de connaître les actions de la structure sur les fondations.
Les charges climatiques (neige & vent) sont également à prendre en compte.
La mécanique des sols permet de connaître les caractéristiques du sol et, par conséquent, l’action du sol sur les fondations. Les critères influant sur le choix d’une fondation sont donc :

• La qualité du sol,
• Les charges amenées par la construction,
• Le coût d’exécution.

Construire une maison individuelle amenant peu de charges sur un sol de moyenne qualité peut convenir. La construction d’un immeuble demande un sol de meilleure qualité qu’il faut chercher plus profond (fondations profondes). La profondeur influant beaucoup sur le coût final des fondations, il est nécessaire de faire une étude précise.

2. Reconnaissance du sol

2.1. Se renseigner

La première démarche consiste à se renseigner préalablement, les « bons terrains » se font rares car ce sont les premiers qui ont été bâtis par nos ancêtres qui ne disposaient pas de tous les moyens de calculs actuels. Il y a donc lieu de se renseigner afin de savoir si :

• Le terrain n’est pas inondable,
• Le terrain ne se situe pas dans une cuvette, à l’emplacement d’une ancienne décharge publique,
• Il n’y a pas de problèmes de glissements ou de tassements (voir l’état des maisons voisines). On peut aussi consulter les services techniques de la mairie et les cartes géologiques.

2.2. Reconnaître le sol

La reconnaissance du sol peut être effectuée à l’aide de deux types d’essai : essai en laboratoire (prélèvements d’échantillons de sols analysés ensuite en laboratoire) et essai sur le terrain “in situ” (pénétromètre – pressiomètre).
Ces différents essais de reconnaissance des sols permettent de :

• Déterminer la couche d’assise : sa position (profondeur), sa contrainte admissible, son comportement (tassement),
• Déterminer la position de la nappe phréatique (nappe d’eau).

2.3. Choisir un type de fondation adapté

En fonction de tous les critères définis précédemment, il convient de choisir le mode de fondations le mieux adapté pour limiter les tassements :

• Rigoles en gros béton,
• Semelles en béton armé,
• Semelles en béton armé rigidifiées par des longrines,
• Radier,
• Puits,
• Pieux.

3. Les différents types de fondations

La distinction entre fondations superficielles et profondes se fait selon la valeur du rapport de la hauteur du sol d’assise.
On peut retrouver deux principaux types de fondation qui sont :

• Fondation superficielle,
• Fondation profonde

3.1. Fondation superficielle

Les fondations superficielles se forment comme suit : le niveau du fond de fouille est le sol d’assise de la fondation, c’est-à-dire capable de reprendre les charges du bâtiment en entraînant un tassement minimum. On distingue deux types de fondations superficielles :

• Les semelles isolées qui sont des fondations de poteaux,
• Les semelles filantes qui sont des fondations des murs, surtout les murs en parpaings et voile. Elles servent à répartir les charges sur une plus grande surface afin de ne pas s’enfoncer dans le sol.

On utilise ce type de fondation lorsque les couches de terrain capables de supporter l’ouvrage sont à faible profondeur. Elle est donc recommandée sur des sols de bonne stabilité, des sols qui ne nécessitent pas de renforts particuliers au niveau des fondations.
Dans les constructions, on peut toujours citer quelques avantages et inconvénients concernant les matériaux ou l’ouvrage proprement dits ou les mises en œuvre. Inconvénients : les fondations sont limitées en dimension, elles sont utilisées pour les constructions légères et sur un bon terrain. Avantage : la mise en œuvre de ce type de fondation est simple et de faible coût.

3.2. Fondation profonde

Les fondations profondes cherchent à atteindre la roche dure quand elle se situe en profondeur (type pieux).
Leur utilisation est requise lorsque le sol résistant se trouve à très grande profondeur ou pour une structure très importante.
L’Importance de choisir un système de fondation est fondamental, c’est une étape fondamentale dans le processus de construction, et si il est mal dimensionné, il peut y avoir des sinistres allant jusqu’à la ruine du bâtiment.
Les maitres d’ouvrages doivent s’appuyer sur des bureaux d’étude spécialisés et sur la norme NF-P-94-500

4. La norme NF-P-94-500

La norme NF-P-500 concernant les études géotechniques de novembre 2013 précise l’ensemble l’ensemble des missions qui peuvent être confiées à un bureau d’étude géotechnique afin de se prémunir de désordres extrêmement préjudiciables.
L’enchaînement des missions d’ingénierie géotechnique doit suivre les étapes d’élaboration et de réalisation de tout projet pour contribuer à la maîtrise des risques géologiques. Chaque mission s’appuie sur des investigations géotechniques spécifiques.
Il appartient au maître d’ouvrage ou à son mandataire de veiller à la réalisation successive de toutes ces missions par une ingénierie géotechnique.

4.1. Etape 1: études géotechniques préalables (G1)

Ces missions excluent toute approche des quantités, délais et coûts d’exécution des ouvrages géotechniques qui entre dans le cadre d’une mission d’étude géotechnique de projet (étape 2). Elles sont normalement à la charge du maître d’ouvrage.

• Étude géotechnique préliminaire de site (G11) : elle est réalisée au stade d’une étude préliminaire ou d’esquisse et permet une première identification des risques géologiques d’un site. Elle consiste à faire une enquête documentaire sur le cadre géotechnique du site et l’existence d’avoisinants avec visite du site et des alentours. Il s’agit ensuite de définir un programme d’investigations géotechniques spécifique, le réaliser ou en assurer le suivi technique et en exploiter les résultats puis de fournir un rapport avec un modèle géologique préliminaire, certains principes généraux d’adaptation du projet au site et une première identification des risques.
• Étude géotechnique d’avant-projet (G12) : elle est réalisée au stade de l’avant projet et permet de réduire les conséquences des risques géologiques majeurs identifiés. Il s’agit de définir un programme d’investigations géotechniques spécifiques, le réaliser ou en assurer le suivi technique et en exploiter les résultats. Il faut ensuite fournir un rapport donnant les hypothèses géotechniques à prendre en compte au stade de l’avant-projet et certains principes généraux de construction (notamment terrassements, soutènements, fondations, risques de déformation des terrains, dispositions générales vis-à-vis des nappes et avoisinants). Cette étude sera obligatoirement complétée lors de l’étude géotechnique de projet (étape 2).

4.2. Etape 2 : étude géotechnique de projet (G2)

Elle est réalisée pour définir le projet des ouvrages géotechniques et permet de réduire les conséquences des risques géologiques importants identifiés. Elle est normalement à la charge du maître d’ouvrage et peut être intégrée à la mission de maîtrise d’œuvre générale.

La phase Projet consiste en :

• Définir un programme d’investigations géotechniques spécifiques, le réaliser ou en assurer le suivi technique et en exploiter les résultats ;
• Fournir une synthèse actualisée du site et les notes techniques donnant les méthodes d’exécution proposées pour les ouvrages géotechniques (notamment terrassements, soutènements, fondations, dispositions vis-à-vis des nappes et avoisinants) et les valeurs seuils associées ainsi que certaines notes de calcul de dimensionnement niveau projet ;
• Fournir une approche des quantités/délais/coûts d’exécution de ces ouvrages géotechniques et une identification des conséquences des risques géologiques résiduels.

La phase Assistance aux Contrats de Travaux permet de :

• Établir les documents nécessaires à la consultation des entreprises pour l’exécution des ouvrages géotechniques (plans, notices techniques, cadre de bordereau des prix et d’estimatif, planning prévisionnel) ;
• Assister le client pour la sélection des entreprises et l’analyse technique des offres.

4.3. Etape 3 : exécution des ouvrages géotechniques (G3 et G4, distinctes et simultanées)

•  Étude et suivi géotechniques d’exécution (G3) : se déroulant en deux phases interactives et indissociables, elle permet de réduire les risques résiduels par la mise en œuvre à temps de mesures d’adaptation ou d’optimisation. Elle est normalement confiée à l’entrepreneur.

La phase Étude consiste à :

• Définir un programme d’investigations géotechniques spécifiques, le réaliser ou en assurer le suivi technique et en exploiter les résultats ;
• Étudier dans le détail les ouvrages géotechniques, notamment validation des hypothèses géotechniques, définition et dimensionnement (calculs justificatifs), méthodes et conditions d’exécution (phasages, suivis, contrôles, auscultations en fonction des valeurs seuils associées, dispositions constructives complémentaires éventuelles) et élaborer le dossier géotechnique d’exécution.

La phase Suivi consiste à :

• Suivre le programme d’auscultation et l’exécution des ouvrages géotechniques, déclencher si nécessaire les dispositions constructives prédéfinies en phase étude ;
• Vérifier les données géotechniques par relevés lors des excavations et par un programme d’investigations géotechniques complémentaire si nécessaire (le réaliser ou en assurer le suivi technique, en exploiter les résultats) ;
• Participer à l’établissement du dossier de fin de travaux et des recommandations de maintenance des ouvrages géotechniques.
• Supervision géotechnique d’exécution (G4) : elle permet de vérifier la conformité de l’étude et du suivi géotechniques d’exécution aux objectifs du projet. Elle est normalement à la charge du maître d’ouvrage.

La phase Supervision de l’étude d’exécution consiste à émettre un avis sur l’étude géotechnique d’exécution, sur les adaptations ou optimisations potentielles des ouvrages géotechniques proposées par l’entrepreneur, sur le programme d’auscultation et les valeurs seuils associées.
La phase Supervision du suivi d’exécution permet d’émettre un avis, par interventions ponctuelles sur le chantier, sur le contexte géotechnique tel qu’observé par l’entrepreneur, sur le comportement observé de l’ouvrage et des avoisinants concernés et sur l’adaptation ou l’optimisation de l’ouvrage géotechnique proposée par l’entrepreneur.

• Diagnostic géotechnique (G5) : pendant le déroulement d’un projet ou au cours de la vie d’un ouvrage, il peut être nécessaire de procéder, de façon strictement limitative, à l’étude d’un ou plusieurs éléments géotechniques spécifiques, dans le cadre d’une mission ponctuelle :
  • Définir, après enquête documentaire, un programme d’investigations géotechniques spécifiques, le réaliser ou en assurer le suivi technique et en exploiter les résultats.
  • Étudier un ou plusieurs éléments géotechniques spécifiques (par exemple soutènement, rabattement, causes géotechniques d’un désordre) dans le cadre de ce diagnostic, mais sans aucune implication dans d’autres éléments géotechniques.
  • Des études géotechniques de projet et/ou d’exécution, de suivi et supervision, doivent être réalisées ultérieurement, conformément à l’enchaînement des missions d’ingénierie géotechnique, si ce diagnostic conduit à modifier ou réaliser des travaux.

Tableau résumant l’ensemble de ces missions avec une correspondance concernant les missions de maitrise d’œuvre Code de la commande publique livre 4 et annexes  (ex loi MOP), ce qui est un réel progrès dans la définition des études géotechniques :