Fondations Superficielles : Guide Complet de Conception et de Réalisation

Les fondations sont l’élément essentiel de toute construction. Elles assurent la transmission des charges de l’ouvrage au sol, garantissant ainsi sa stabilité et sa durabilité. Parmi les différents types de fondations, les fondations superficielles sont les plus couramment utilisées pour les structures légères à moyennes. Ce guide détaille tout ce qu’il faut savoir sur leur conception, leur réalisation et les dispositions particulières à prendre en compte.

Fondations Superficielles : Guide Complet pour concevoir, calculer et réaliser vos fondations selon les normes du génie civil.

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Découvrez notre ressource incontournable : Fondations Superficielles : Guide Complet de Conception et de Réalisation. Ce guide technique détaillé vous accompagne pas à pas dans le choix, le dimensionnement et la mise en œuvre des fondations superficielles, adaptées aux sols porteurs et aux structures légères. Idéal pour les ingénieurs, techniciens et étudiants en génie civil, il inclut des schémas explicatifs, des tableaux de calcul, et des conseils pratiques pour garantir la stabilité et la durabilité de vos ouvrages. Optimisé pour une lecture fluide et accessible, ce guide allie rigueur scientifique et clarté pédagogique.

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Chapitre 1 : Qu’est-ce qu’une fondation superficielle ?

Une fondation superficielle est un type de fondation qui transmet les charges de la structure à une couche de sol proche de la surface. Elle est généralement utilisée lorsque le sol possède une portance suffisante à faible profondeur. Les charges permanentes (poids propre de la structure) et les charges d’exploitation (usage, climat) sont reprises par la fondation et réparties sur une surface adaptée.

La formule de calcul des efforts ultimes est donnée par :

N_{u} = 1, 35 \cdot G + 1, 5 \cdot Q

où $G$ représente les charges permanentes et $Q$ les charges d’exploitation.

Chapitre 2 : Reconnaissance du sol

Avant toute conception, une étude géotechnique est indispensable. Elle permet de déterminer la nature du sol, sa portance, et la présence éventuelle d’eau.

2.1. Se renseigner

Il convient de vérifier :

Si le terrain est inondable,
S’il se trouve sur d’anciennes décharges ou zones instables,
L’état des constructions avoisinantes pour détecter d’éventuels tassements.

2.2. Méthodes de reconnaissance

Essais en laboratoire : analyse d’échantillons prélevés sur site.
Essais in situ : pénétromètre, pressionnètre, etc.

Ces essais permettent de déterminer :

La couche d’assise (profondeur, contrainte admissible, comportement),
La position de la nappe phréatique.

Chapitre 3 : Types de fondations superficielles

Selon la nature du sol et les charges appliquées, on distingue :

Semelles continues ou filantes : sous murs porteurs.
Semelles isolées : sous poteaux.
Radiers : dalles généralisées sous toute la surface du bâtiment.

Le choix entre fondation superficielle et profonde dépend du rapport $D / B$ (profondeur d’assise / largeur de la fondation). Si $D / B$ est faible, la fondation est superficielle.

Chapitre 4 : Structure d’une fondation superficielle

Une fondation superficielle type comprend :

Béton de propreté : couche mince de béton maigre (150 kg/m³) pour protéger la semelle et assurer une surface plane.
Semelle en béton armé : dosée entre 300 et 400 kg/m³, elle répartit les charges.
Armatures : barres ou treillis soudés pour reprendre les efforts de traction.
Drain et tout-venant : pour évacuer les eaux en présence de nappe phréatique.
Arase étanche : mortier hydrofuge pour éviter les remontées capillaires.
Isolant vertical : pour éviter les ponts thermiques et le gel.
Terre-plein compacté : assise pour les dallages.
Mur de soubassement : transmission des charges vers la semelle.

Chapitre 5 : Réalisation des fondations superficielles

5.1. Implantation

Repérage des axes via des lignes directrices et des chaises d’implantation.

5.2. Terrassement

Fouilles selon la tenue des terres (avec ou sans blindage).
Talus naturels si nécessaire.

5.3. Béton de propreté

Épaisseur ≥ 5 cm, non coffré. Peut être remplacé par un film polyane.

5.4. Ferraillage

Mise en place des armatures avec cales ou distanciers pour respecter l’enrobage.

5.5. Coffrage et bétonnage

Coulage en une seule fois, avec ou sans coffrage selon la stabilité des parois.

Chapitre 6 : Dispositions particulières

6.1. Profondeur hors gel

Pour éviter le gonflement du sol gelé, la fondation doit être située à une profondeur minimale (0,50 m en zone océanique, jusqu’à 1 m en montagne).

6.2. Joints de rupture

Nécessaires entre deux ouvrages soumis à des charges différentes, reposant sur des sols différents, ou de natures différentes.

6.3. Joints de dilatation

Prévus tous les 25 à 50 m pour absorber les dilatations thermiques.

6.4. Fondations en pente

Respecter une pente de 2/3 entre semelles ou prévoir des redans en gros béton.

6.5. Protection contre l’humidité

Drain périphérique : en terrain peu perméable.
Arase étanche : pour bloquer les remontées capillaires.

Chapitre 7 : Dimensionnement des fondations

7.1. Contrainte admissible du sol

Elle peut être estimée via :

L’expérience (DTU 13-12, cartes géologiques),
Des essais mécaniques ( $q = \min (q_{u} / 2, contrainte sans tassement excessif)$ ).

7.2. Calcul des dimensions

Surface nécessaire : $S = \frac{N_{u}}{q}$
Dimensions retenues multiples de 5 cm.
Vérification de la rigidité : $d \geq \frac{a^{'} - a}{4}$
Vérification finale : $q^{'} = \frac{N_{u} + 1, 35 \cdot poids semelle}{S} \leq q$

7.3. Calcul des armatures

Aciers principaux dans le sens de la largeur (semelles filantes) ou dans les deux sens (semelles isolées).
Aciers de répartition pour le ceinturage.

Chapitre 8 : Les radiers

Un radier est une dalle générale sous tout le bâtiment. Il est utilisé lorsque :

Le sol a une faible portance,
Les semelles occupent plus de la moitié de la surface,
Le sol est hétérogène,
Le sous-sol est sous le niveau des eaux.

Cuvelage étanche

Obligatoire pour les locaux sensibles (archives). Le radier doit résister à la poussée d’Archimède. Des tirants d’ancrage peuvent être nécessaires.

Chapitre 9 : Exercices pratiques

Deux exemples sont proposés pour illustrer le dimensionnement :

Semelle filante sous mur.
Semelle isolée sous poteau.

Avec données : charges, contraintes du sol, poids volumiques, etc.

Chapitre des liens utiles

Ce chapitre regroupe des ressources essentielles pour approfondir vos connaissances sur les fondations en génie civil, couvrant les règles de calcul, les méthodes d'exécution et les différents types de fondations.

Cours sur les fondations superficielles : Ce document PDF offre un aperçu complet des fondations superficielles, incluant leur conception, leur comportement sous charge, et des aspects techniques clés pour les ingénieurs. Il aborde également les règles de calcul pour le dimensionnement et la stabilité des structures.
- Lien utile : Guide sur le calcul des fondations superficielles pour le génie civil.
DTU 13.12, règles de calcul des fondations : Découvrez les principales clauses du DTU 13.12, une norme de référence pour le calcul et le dimensionnement des fondations. Cet article met en lumière les points essentiels pour assurer la stabilité des ouvrages.
- Lien utile : Les règles de calcul des fondations selon le DTU 13.12.
Règles d'exécution de travaux de fondations superficielles : Cet article détaille les règles et précautions à suivre pour l'exécution des travaux de fondations, de la préparation du sol aux mesures concernant la stabilité des constructions avoisinantes et les sols expansifs.
- Lien utile : Règles d'exécution des travaux de fondations.
Guide complet des fondations en génie civil : Ce guide explore le rôle, la classification, la conception et les pathologies des fondations. Il couvre des concepts fondamentaux comme la contrainte admissible du sol et le ferraillage, tout en abordant les différents types de fondations, des semelles aux radiers et aux pieux.
- Lien utile : Guide sur les types, calculs et bonnes pratiques des fondations en génie civil.
Comprendre et concevoir les fondations profondes (pieux) : Ce document est une ressource essentielle pour les ingénieurs et les techniciens, détaillant la conception, la mise en œuvre et le dimensionnement des pieux, qui sont une solution pour les sols de faible portance.
- Lien utile : Guide sur les fondations profondes et la mise en œuvre des pieux.
Cours PDF sur les fondations superficielles : Ce cours explique en profondeur les fondations superficielles, de la résistance à la rupture au calcul des tassements, et fournit les outils nécessaires pour le dimensionnement des semelles.
- Lien utile : Cours PDF sur les fondations superficielles et leur dimensionnement.

Conclusion

Les fondations superficielles sont un élément clé de la stabilité des constructions. Leur conception nécessite une étude préalable sérieuse, un choix adapté au sol et aux charges, et une mise en œuvre rigoureuse. Ce guide vous a présenté l’essentiel à connaître pour concevoir et réaliser des fondations sûres et durables.

Note : Cet article est une synthèse pédagogique. Pour des projets réels, consultez toujours un ingénieur en structure et respectez les normes en vigueur.