Construire sur une Terre Argileuse : Comprendre et Maîtriser les Enjeux du Retrait-Gonflement

La construction sur un sol argileux présente des défis uniques, principalement liés au phénomène de retrait-gonflement des argiles (RGA). Ce mouvement alternatif du sol, engendré par les variations de sa teneur en eau, peut avoir des conséquences significatives sur l'intégrité structurelle des bâtiments. Heureusement, il est parfaitement possible de réduire considérablement la vulnérabilité des constructions sur des sols argileux sujets à ce phénomène moyennant le respect de règles constructives relativement simples qui n'entraînent pas de surcoût majeur sur les constructions. Une approche préventive et une bonne compréhension des mécanismes en jeu sont essentielles pour garantir la pérennité et la sécurité des ouvrages.

Comprendre le Phénomène de Retrait-Gonflement des Argiles (RGA)

La notion de retrait-gonflement des argiles désigne les mouvements alternatifs et souvent répétés dans le temps de retrait et de gonflement du sol, respectivement associés aux phases de sécheresse et de réhydratation de sols dits « gonflants » ou « expansifs ». Ces mouvements peuvent induire des différences de teneur en eau au droit des fondations, ce qui exerce des contraintes sur la structure des bâtiments.

Les Mécanismes en Jeu

Un sol comportant de l’argile gonflante a un comportement comparable à celui d’une éponge. En période de pluie, l’eau s’accumule le long des fondations, les remblais étant très perméables, engendrant une surhydratation des argiles. Le sol argileux s’hydrate et gonfle, augmentant son volume. À l’inverse, en période de sécheresse prolongée, le sol se dessèche et donc se rétracte, son volume diminuant. Ce cycle de gonflement par hydratation (pluie, nappe) et de retrait par dessiccation (sécheresse) est la cause des désordres observés.

Facteurs de Prédisposition et de Déclenchement

La nature du sol est le facteur de prédisposition prépondérant à l’apparition du phénomène de retrait-gonflement des argiles. En effet, seules les formations géologiques renfermant des minéraux argileux sont a priori concernées, en fonction de la proportion de matériaux argileux au sein de la formation, de la proportion de minéraux argileux favorables, et de la profondeur et de l’épaisseur de la formation. Près de 50 % du territoire français est d'ailleurs concerné par ce phénomène.

Le contexte hydrogéologique joue également un rôle crucial. La présence d’une nappe phréatique à faible profondeur et des circulations saisonnières d’eaux souterraines à profondeur relativement faible constituent des facteurs de prédisposition. Enfin, les phénomènes climatiques exceptionnels sont un important facteur de déclenchement de ces phénomènes. L’amplitude des variations de volume d’un sol argileux « gonflant » augmente avec l’importance de la variation de la teneur en eau du sol. Les sols argileux sont peu perméables et sensibles à la variation de leurs teneurs en eau entraînant la rétraction ou le gonflement des sols. La fréquence et l’intensité des vagues de chaleur et des sécheresses vont inévitablement augmenter au cours du siècle sur le territoire français, aggravant ainsi le risque RGA sur tout le territoire.

Les Risques pour les Constructions

Ces mouvements du sol engendrent des fissurations des fondations, des cloisons et des enduits. Ce phénomène de retrait-gonflement des argiles a pour effet de fragiliser les fondations de la maison, tout comme la construction dans son ensemble. La présence d’argiles gonflantes favorise les risques de fissures sur les maisons, ainsi que d’autres types de désordres tels que l’affaissement de dallage. Quand une construction repose sur un sol argileux, le bâtiment doit être capable de résister aux mouvements de retrait et de gonflement du terrain sur lequel elle prend appui. Si les préconisations adéquates ne sont pas appliquées, il existe de forts risques que des fissures se forment sur le bâtiment. Les fissures constituent un désordre majeur pour les constructions, dont il est généralement difficile de se débarrasser. L’apparition de fissures sur l’édifice signifie que certaines tensions s’opèrent sur la structure de la maison et que des traitements doivent rapidement être mis en place.

L'Importance Cruciale des Études de Sol Géotechniques

Avant de se lancer dans un projet de construction sur un terrain argileux, tous les dangers sont à évaluer afin de ne pas subir les conséquences d’une erreur de conception et/ou de réalisation de l’ouvrage. Pour cela, il est primordial de savoir identifier, avant construction, la présence éventuelle d'argile gonflante au droit de la parcelle.

Le Cadre Réglementaire : La Loi Elan

Depuis le 1er octobre 2020, conformément à la loi Elan, les vendeurs d’un terrain soumis à un risque moyen ou fort de retrait-gonflement des argiles (RGA) doivent fournir à l’acquéreur une étude dite G1. Ce document doit être annexé à la promesse de vente ou, à défaut, à l’acte authentique de vente. Cette obligation a été imposée par l’État afin de réduire la sinistralité des bâtiments générée par les sols soumis au RGA. Si vous achetez un terrain situé en secteur argileux, vous avez donc de grandes chances d’avoir une étude de sol.

L'Étude de Sol G1 : Une Première Évaluation

L’étude G1, également appelée étude géotechnique préalable, définit la nature des fondations qui doivent être construites et identifie les autres risques géotechniques tels que la présence d’eau, les glissements de terrain, la présence de cavités souterraines, de terrains mitoyens risquant d’être impactés, ou encore de sols très compressibles. Si le classement en aléa moyen ou fort de RGA est confirmé par l’étude G1, une étude G2 sera ensuite nécessaire pour définir les fondations de la maison.

Pour cette étude, l’entreprise géotechnique étudiera les cartes géologiques, la topographie du terrain, et réalisera des sondages. Le géologue se rend sur place pour examiner le sol. Il peut y découvrir des anomalies qui n’étaient pas répertoriées sur les cartes, comme la présence de remblais ou un affaissement de terrain. Il effectuera ensuite un sondage à l’aide d’une tarière (outil en forme d’hélice) enfoncée dans le sol ou d’une pelle mécanique. La pelle mécanique permet d’effectuer un sondage plus précis et de récolter une plus grande quantité de terres pour mieux évaluer la nature et la disposition des différentes strates. Un prélèvement de sol sera effectué pour analyse en laboratoire afin d’évaluer sa sensibilité au retrait-gonflement et définir le classement de la parcelle : aléa faible, moyen ou fort. Il arrive d’ailleurs que certains terrains, classés en aléa moyen de RGA par les cartes, soient déplacés dans une autre catégorie grâce à cette étude. Le coût d'une étude de sol G1 est d'environ 720 €.

L'Étude G2 AVP : La Définition des Fondations

Dans le cas d’un terrain exposé à un risque de retrait-gonflement moyen ou fort, le géologue préconise des fondations qui seront soit superficielles, soit profondes, et peut conseiller un drainage de l’eau à réaliser en amont d’un terrain pentu si la future maison est implantée au bas de la pente. C'est le géologue qui conseillera la réalisation d’une étude G2 AVP (avant-projet). Cette étude de sol est alors réalisée par le constructeur pour chiffrer le coût des fondations, afin de calculer le prix de la maison figurant dans le contrat de construction de maison individuelle (CCMI).

Le prix de cette étude G2 AVP, qui coûte au minimum 1 200 €, dépend du nombre de sondages qui seront effectués, variant selon le type de construction (plain-pied, étage, sous-sol, surface construite) et l’accessibilité du terrain. Le géologue effectuera sur place des sondages aux quatre coins de la future maison à l’aide d’un pénétromètre dynamique par exemple. Il s’agit d’une pointe enfoncée dans le sol qui calcule sa capacité à supporter le poids de la maison. En cas de doute sur les résultats obtenus, un pressiomètre peut être utilisé pour obtenir des données plus précises. Le principe est d'introduire une sonde gonflée à une certaine pression dans un trou creusé à une profondeur comprise entre 6 et 10 mètres (pour des fondations superficielles), la déformation de la sonde déterminant la résistance du sol. Un sondage de reconnaissance à la tarière sera aussi effectué pour déterminer les composants du sol, et les échantillons seront de nouveau envoyés au laboratoire pour une analyse plus poussée, notamment en cas d’aléa fort.

Dans son rapport, le géologue calcule les dimensions des fondations adaptées ainsi que leur profondeur. Cette dernière oscille en moyenne entre 1,20 et 2 mètres en cas de risque argileux fort, selon la nature et la localisation des argiles. Les fondations de la maison doivent en effet s’ancrer à une profondeur où la teneur en eau des argiles est stable. Les argiles ne sont alors plus soumises au retrait-gonflement. Il est important de choisir une entreprise géotechnique connaissant bien le secteur où vous ferez construire, car cette expertise locale sera précieuse pour la pertinence des sondages effectués et la qualité des résultats obtenus.

Adapter la Conception et la Construction aux Sols Argileux

Une fois la nature du sol précisément identifiée et les risques évalués, des règles constructives adaptées doivent être mises en œuvre pour prévenir les désordres.

Des Fondations Profondes et Homogènes

L'adaptation principale pour la construction de votre maison sur un sol argileux concerne les fondations. Les fondations doivent être suffisamment profondes et ancrées de manière homogène afin de s'affranchir de la zone la plus superficielle du sol, sensible à l'évapotranspiration et donc susceptible de connaître les plus grandes variations de volume.

Il est recommandé que les fondations soient suffisamment ancrées, soit à une profondeur de 0,80 mètre minimum dans une zone où les risques sont faibles ou moyens, et à 1,20 mètre dans une zone où les risques sont élevés. Il est également essentiel de veiller à l’homogénéité de la profondeur d’ancrage des fondations sur l’ensemble du pourtour de la construction. Il est préférable de privilégier des fondations armées filantes et continues, bétonnées à pleine fouille sur toute la hauteur.

Une construction sur vide sanitaire ou avec sous-sol généralisé est préférable à un simple dallage sur terre-plein. Préférer les vides sanitaires et les sous-sols complets aux vides sanitaires et terre-plein partiels permet de désolidariser le bâtiment des mouvements du sol superficiel. Pour les bâtiments existants dont le dallage sur terre-plein est impossible à réparer, la seule technique envisageable consiste à construire un plancher désolidarisé au-dessus, ancré dans les murs porteurs, bien que même cette solution ne soit pas applicable en cas d'argile gonflante.

Renforcer la Structure du Bâtiment

Pour construire sa maison sur un sol argileux, il est préférable de rigidifier la structure du bâtiment. Pour ce faire, plusieurs techniques peuvent être mises en place :

• Ceinturer les murs porteurs et de remplissage à hauteur de tous les niveaux de planchers, à l’aide de chaînages horizontaux continus et fermés.
• Réaliser des chaînages verticaux dans les angles saillants et rentrants des maçonneries, tout comme de part et d’autre des joints de fractionnement.
• Prêter une attention toute particulière aux liaisons entre les chaînages verticaux et horizontaux.

Agir sur la structure une fois l’équilibre hydrologique des sols rectifié et les fondations stabilisées peut consister à ajouter des sutures pour stabiliser les fissures, compléter les liaisons avec des chaînages rapportés et rigidifier tout ce qui peut l’être. Cela peut aussi passer par de la découpe, pour insérer des joints de rupture.

Gérer l'Environnement Immédiat de la Construction

Au-delà des fondations, l'environnement direct de la construction doit être soigneusement géré pour minimiser les variations d'humidité du sol.

Maîtriser l'Hydrologie de Surface

Tout élément de nature à provoquer des variations saisonnières d’humidité du terrain (arbre, drain, pompage ou au contraire infiltration localisée d’eaux pluviales ou d’eaux usées) doit être le plus éloigné possible de la construction. Agir sur l'environnement consiste d'abord à améliorer la gestion des eaux de surface par l’imperméabilisation des sols au pied des façades, la collecte et l’évacuation des eaux de ruissellement, la reprise du réseau des eaux usées et la mise en place d’un système de drainage périphérique.

Pour éviter que le sol sous la maison s’assèche et bouge, il peut être intéressant de mettre en place une ceinture étanche tout autour de la maison. Sous la construction, le sol est à l’équilibre hydrique alors que tout autour il est soumis à évaporation saisonnière, ce qui tend à induire des différences de teneur en eau au droit des fondations. Pour l’éviter, il convient d’entourer la construction d’un dispositif, le plus large possible, sous forme de trottoir périphérique ou de géomembrane enterrée, qui protège sa périphérie immédiate de l’évaporation. La mise en place d’une ceinture étanche au niveau du périmètre du bâtiment permet d’éviter les déséquilibres hydriques. Il est conseillé de réaliser un dallage étanche périphérique, ou encore d’installer une géomembrane de largeur conséquente, visant à limiter l’évaporation de l’eau à proximité de la maison.

L'Importance du Drainage

Le drainage est une étape essentielle pour prévenir la stagnation des eaux présentes dans le sol. La qualité de son installation est également primordiale. Sur sol argileux, il est recommandé d’utiliser des drains enrobés de fibre (type BATIFIBRE®) qui assurent une meilleure conductivité hydraulique sans trop assécher le terrain. Le BATIFIBRE est un drain rigide à fond plat Ø 90 avec une résistance supérieure à 4 kN/m², enrobé d’une fibre volumineuse. La tranchée est creusée à une distance de 1,50 mètre à 2 mètres des fondations, avec une pente minimale de 0,5 % vers l’exutoire. La loi n’impose pas le drainage systématique, mais il est fortement conseillé en règle générale, surtout sur terrains en pente, zones à forte pluviométrie ou en présence d’humidité dans le bâti.

Gestion de la Végétation et des Réseaux

En particulier, l’influence d’un arbre s’étend jusqu’à une distance égale à au moins sa hauteur à maturité ; il est donc crucial de l'éloigner le plus possible de la construction. À cela s’ajoute la coupe ou l’élagage des arbres et l’installation de barrières anti-racines. Les raccordements aux réseaux d’eau doivent être reliés au réseau collectif, pour ne pas avoir à subir les conséquences des variations localisées d’humidité. Si le raccordement ne peut pas être fait au réseau collectif, il est préconisé d’éloigner les zones de rejet de l’eau à une distance minimum de 15 mètres de la maison.

En cas de source de chaleur en sous-sol (chaudière notamment), les échanges thermiques à travers les parois doivent être limités par une isolation adaptée pour éviter d’aggraver la dessiccation du terrain en périphérie.

La Construction de Terrasses sur Sol Argileux

La construction d'une terrasse sur un sol argileux nécessite également des précautions spécifiques pour éviter les désordres liés au RGA. Le type de sol sur lequel va reposer la terrasse est loin d'être anecdotique, les sols argileux étant capricieux par nature.

Choisir le Bon Type de Terrasse

• Terrasse sur lit de sable et dalles stabilisatrices : C’est très certainement la solution la plus économique. Cette technique nécessite un décaissement de la terre sur 25 à 35 centimètres de profondeur selon la stabilité du terrain, puis un film de protection est posé afin d’empêcher la pousse de mauvaises herbes. Le sable est ensuite posé puis tassé afin que la surface soit parfaitement stable et plane. Des dalles stabilisatrices en béton peuvent en outre être ajoutées afin d’accroître la stabilité de l’ouvrage. Celles-ci pourront servir de support aux lambourdes de la terrasse dans le cas d’une terrasse en bois.
• Terrasse sur plots en béton : Placés à une profondeur d’environ 60 centimètres afin de se situer à une zone hors gel sous terre et sur un diamètre d’approximativement 16 centimètres, les plots en béton qui vont venir supporter les lambourdes de la terrasse sont également consolidés par des tiges métalliques. Il existe des plots réglables qui peuvent permettre de réaliser d’éventuelles remises à niveau dans le futur.
• Terrasse sur fondations profondes : Techniquement la solution la plus fiable, c’est néanmoins également la plus difficile à mettre en œuvre et la plus coûteuse. Pour s’affranchir du phénomène de retrait-gonflement du sol argileux, les fondations doivent être creusées à une profondeur importante, généralement comprise entre 0,80 et 1,20 mètre.

Revêtements et Leurs Spécificités

• Terrasse en bois : Esthétique et chaleureuse, la terrasse en bois est un grand classique. Plus ou moins onéreux selon l’essence choisie, ce matériau nécessite un entretien assez important pour durer dans le temps. Pour être stable et ne pas subir les éventuels mouvements de terre argileuse, la terrasse en bois doit être posée sur des plots en béton fixés au sol ou sur des vis de fondation.
• Terrasse en pierre naturelle : Inconditionnelle, la terrasse en pierre apporte cachet et élégance à une maison. Ce matériau noble est également résistant au gel, facile d’entretien et permet un large choix de teintes. En termes de pose, la pierre naturelle peut se faire sceller ou coller sur une dalle en béton coulée au préalable, ou bien être posée sur lit de sable. Sur un sol argileux, la pose sur lit de sable est possible, et suppose d’accepter que les dalles bougent un peu dans le temps.
• Terrasse en béton : Nécessitant peu d’entretien et autorisant un grand nombre de personnalisations, la terrasse en béton demande des fondations profondes afin de ne pas se fissurer.

Responsabilités et Recours en Cas de Désordres

La mise en place de toutes ces mesures vise à diminuer les risques de sinistres, mais, comme le rappelle Jean-Luc Briard, directeur régional ouest Infraneo, société géotechnique, une bonne étude doit permettre d’avoir un risque négligeable ou d’être identifié comme un risque résiduel minimalisé pour la phase travaux, mais le risque n’est jamais nul ! À moins d’effectuer un sondage tous les mètres et d’avoir des finances sans limites.

La Loi Elan et les Responsabilités Clarifiées

Depuis la loi Elan, les obligations des vendeurs de terrains exposés à un risque de retrait-gonflement des argiles sont bien définies. Le vendeur doit transmettre une étude G1 à son acquéreur. Pour le constructeur qui signera un contrat de construction de maison individuelle (CCMI) avec son client, il existe deux options : soit le professionnel suit les préconisations de l’étude géotechnique de conception (G2 avant-projet) qu’il réalisera pour le compte de l’acquéreur du terrain, soit il respecte les techniques particulières de construction définies par voie réglementaire. Dans le CCMI, le prix de la maison étant forfaitaire et définitif, si le prix des fondations devait être supérieur à celui figurant dans le contrat signé par l’acquéreur, le surcoût serait à la charge du constructeur.

Faire Appel à un Expert Bâtiment

Faire construire sa maison sur un sol argileux présente des risques qu’il est possible d’éviter en appliquant certains dispositifs de prévention. Mais il arrive parfois que des désordres, et en particulier des fissures, viennent affecter la structure de la construction, même lorsque l’ouvrage respecte les dispositions préventives pour construire sur un sol argileux.

Dès l’apparition des premiers signes de désordres sur une construction bâtie sur un sol argileux, il convient de faire appel à un expert bâtiment indépendant. L’expert bâtiment évalue la gravité des désordres apparus sur la maison et les dangers présentés pour ses habitants. L’expert détermine par ailleurs les causes de la survenue des désordres sur le bâtiment, notamment en présence de fissures, ainsi que les solutions de réparation à privilégier. L’expertise technique construction permet d’éclairer les décisions aux plans technique, économique et juridique, identifier les causes des problèmes, estimer des solutions réparatrices de principe et dégager des responsabilités, si nécessaire. Finalement, si nécessaire, l’expert bâtiment indépendant dégage les responsabilités mises en jeu, quant à la découverte de désordres sur la maison.

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