Quel est l'impact des conditions du sol sur l'excavation des fondations ?

Argileux, sableux, limoneux, till et organique, les conditions du sol pour l’excavation d’une fondation sont particulièrement donc diversifiées au Québec. Toutefois, ce sont les sols argileux qui couvrent la plus grande partie du territoire habité de la province. Il y a donc de fortes chances que vous creusiez les fondations de votre maison dans de l’argile. Voici tout ce que vous devez connaître, pour construire dans ce sol capricieux, un mur de fondation solide.

Les 10 conditions d’un bon sol pour une excavation de fondation

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On pourrait dire que, pour une excavation, un bon sol est un sol stable. En réalité, si certains types de sol sont plus stables que d’autres, tous présentent les mêmes enjeux :

• identifier les forces que le sol impose à une structure,

• mettre en place une méthode pour les contenir. 

Ainsi, avant d’entreprendre une excavation, il convient de faire appel à un expert qui définira ces contraintes. Cette analyse, généralement réalisée à l’aide d’un tami avec des ouvertures de 75 µm (n°200), permet de déterminer si les 10 conditions d’un bon sol sont réunies : 

1. Bonne plasticité (la terre colle et peut être moulée),

2. Particules inférieures à 0.002 mm dont la teneur est plus majoritairement affectée par les liaisons ioniques que par la gravité, 

3. Capacité à supporter des murs de tranchées verticaux, 

4. Résistance évoluant en fonction des vibrations et des équipements lourds,

5. Consistance variant entre une terre molle et dure,  

6. Ne laisse pas passer l’eau facilement,

7. Peut être asséché depuis l’intérieur de l’excavation,

8. Est cohésif, c’est-à-dire que sa vitesse d’érosion est faible, 

9. Est en capacité de subir un soulèvement du fond de fouille, 

10. Se fissure par cisaillement et par affaissement. 

Bien sûr, le sol idéal existe rarement, encore moins au Québec. Nous vous l’avons dit dès l’introduction : les zones habitées du Québec sont argileuses. Dans la pratique, cela pose de sérieux problèmes. 

Voyons pourquoi, en nous intéressant d’abord à la solution, puis aux causes. 

Quelle fondation créer pour un sol argileux ?

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Regardez autour de vous. Vous marchez dans la rue et voyez qu’une maison présente une façade fissurée, mais que celle à côté est intacte. Pourtant, les deux se trouvent à proximité de grands arbres, sont construites sur le même sol argileux et subissent la même densité de circulation. 

La différence tient souvent à une seule chose : le mur de fondation. L’une a de bonnes fondations, l’autre non. Alors, jusqu’à quelle profondeur faut-il descendre, et à quoi doivent ressembler ces fameuses fondations ? 

Les bases pour la construction de fondations solides

Pour un sol argileux, vos murs de fondations doivent : 

• Descendre à une profondeur d’au moins à 3 pi 11 po (1 m 20), 

• Reposer sur des semelles possédant une résistance d’au moins 10 MPA (mégapascals), 

• Ne pas remblayer les excavations, 

• Être isolées,

• Être creusées loin d’un talus, 

• Être entourées d’une géomembrane anti-évaporation autour de la maison, 

• Être à distance des arbres. 

Nous reviendrons sur la question des arbres dans la partie consacrée aux maisons qui se fissurent, mais sachez que la géomembrane anti-évaporation est justement là pour empêcher les arbres de fissurer la maison. Pour cela, vous devez l’installer à une distance de 3 pi 28 po (1m50) des murs de fondations. 

En ce qui concerne le talus, nous allons évoquer le sujet plus tard dans l’article, mais sachez déjà que l’érosion, le creusement d’une piscine ou bien encore le remblai, peuvent entraîner des glissements du talus et donc modifier les forces que les fondations doivent combattre.

Si vous ne respectez pas ces conseils, le poids de votre maison et les mouvements naturels de retrait et de rehaussement de l’argile (on va y revenir), vont déformer le sol et fissurer votre maison. Il est maintenant temps de comprendre pourquoi. 

Consultez également notre article Les normes de sécurité à respecter pour des travaux d'excavation

À quelle profondeur creuser pour éviter le gel lors d’une fondation ? 

Il convient de distinguer 2 situations :  

• Le sous-sol ou le vide sanitaire est chauffé, 

• Les fondations ne jouxtent aucune pièce chauffée.

Dans le premier cas et dans un sol argileux, une profondeur d’au moins 3 pi 11 po (1m20) doit être respectée. Avec tout ce que nous avons dit sur l’argile jusqu’à présent, vous en avez sûrement compris la raison : il se gorge très facilement d’eau. 

Dans le deuxième cas, si vous habitez au sud du Lac-Saint-Jean, vous devrez creuser jusqu’à 5 pi (1.5 m) de profondeur. 

Quoi qu’il en soit, l’argile étant un sol particulièrement sensible au gel, vous devez ajouter des isolants rigides et les placer à l’extérieur de vos murs de fondations. De cette manière, ils ne gèleront pas. 

Pour quelle raison un sol argileux est-il fragile ? 

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Qu'est-ce qu'un sol argileux ?

Un sol argileux est un sol d’origine sédimentaire. Il se retrouve principalement autour des lacs et des rivières. Toutefois, il n’existe pas qu’un seul type de sol argileux. Non seulement les propriétés de l’argile évoluent, et sont donc directement fonction de son histoire géologique, mais sa composition diffère également d’un sol à un autre.  

En effet, l’argile peut se composer, en différentes proportions, de minéraux tels que :  

• La kaolinite, 

• L’illite, 

• L’halloysite, 

• La chlorite, 

• La montmorillonite.  

À ces éléments s’ajoutent des agents cimentaires, comme la calcite, présents en plus ou moins grande quantité. Or, plus il y a d’agents cimentaires, plus l’argile est solide, et inversement. Les argiles datant de l’époque post-glaciaire, comme celles du Québec, sont particulièrement jeunes et donc peu consolidées. 

Les problèmes liés au sol argileux

L’argile a 2 problèmes, qui se manifestent : 

Au moment de l’excavation

Nous avons déjà pris la mesure de l’instabilité de l’argile. Il faut savoir que de nombreux glissements de terrain ont déjà eu lieu. La cause ? Le lessivage du sel déposé dans les sédiments de la mer Champlain, et l’incision faite par le Saint-Laurent et ses affluents. Cette fragilité intrinsèque de l’argile se retrouve bien évidemment aussi au moment de creuser le mur de fondation d'une maison. En effet, un sol argileux se compose de couches de limon et de sables qui peuvent subir une pression interstitielle. C’est la rupture de cette pression, durant la phase d’excavation, qui peut entraîner une instabilité de la couche de sol meuble. 

Durant la vie de la construction

Un second problème, qui se manifeste une fois la maison construite. Il faut savoir qu’un sol argileux peut être, géologiquement, plus ou moins jeune. Plus le sol est jeune, plus son équilibre est précaire. Qu’est-ce que cela veut dire ? L’argile va péniblement supporter son propre poids. Celui des infrastructures construites sur ce type de sol va donc engendrer des déformations. Les ennuis ne s’arrêtent pas là, car l’argile est particulièrement sensible aux variations d’eau. Lorsqu’il fait chaud et que l’argile s’assèche, il se tasse. On dit alors qu’il fait un retrait. À l’inverse, lorsqu’il pleut et que le terrain se gorge à nouveau d’eau, il gonfle. On dit alors qu’il se rehausse. 

Voici les raisons pour lesquelles les fondations d’une maison doivent être en capacité de gérer l’ensemble de ces contraintes.

Pourquoi ma maison se fissure malgré de bonnes fondations? 

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Très probablement parce qu’elle est construite sur un sol argileux. Si vous êtes sûr d’avoir de bonnes fondations, cela peut être lié à la présence de grands arbres près de chez vous. 

En effet, les grands arbres peuvent poser 2 problèmes. Le premier se manifeste en période de sécheresse. Les arbres, assoiffés, contribuent à l'assèchement des sols et, par conséquent, à la fissuration des bâtiments adjacents suite au phénomène de retrait de l'argile. D’où l’importance de la géomembrane que nous avons déjà évoquée. 

Le second apparaît lorsque les racines des grands arbres passent sous la maison. Dans ces conditions, lorsque le vent s'engouffre dans le houppier et menace de faire tomber l'arbre, il peut arriver que les racines soulèvent la semelle, endommageant la maison qu'elle supporte.

Toutefois, les grands arbres ne sont pas les seuls responsables des fissurations de votre maison. Dans les villes comme Montréal, où les sols en argile sont nombreux, il y a aussi :  

• La trop grande présence d'asphalte et de béton, qui étanchéifie le sol, 

• Le système de drainage, qui empêche l'eau d'entourer les semelles des fondations, 

• L'évacuation des eaux de pluie directement dans les caniveaux.

Si vous avez ce genre de problème chez vous, un géotechnicien peut vous conseiller sur la marche à suivre pour limiter les dégâts. Il suffit parfois d'arroser votre terrain vous-même pour corriger le problème. 

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