Au-delà de la thermique et de la charge carbone des constructions neuves, le retrait-gonflement des argiles crée des contraintes sur les fondations : études préalables et techniques de construction résilientes.
Photo : Les fondations d’un bâtiment neuf doivent assurer le supportage du bâtiment de manière fiable dans le temps, contribuer à minimiser sa charge carbone et à maximiser sa performance énergétique. ©PP
La RE2020 porte simultanément sur la performance thermique et sur la charge carbone des constructions neuves. Elle requiert un niveau de performance thermique environ 30% supérieur à la RT2012. Selon les configurations, il faut désormais augmenter les performances de l’isolation thermique entre le sol et les bâtiments neufs, tout en veillant à ne pas dépasser les plafonds de charge carbone – le redoutable indicateur Icconstruction – spécifiés par la RE2020 pour les différents types de bâtiments.
Il faut également éviter les effets sur les bâtiments du retrait-gonflement des argiles, exacerbé par le changement climatique. En application de l’article 68 de la loi Elan du 23 novembre 2018, une carte d’exposition, établie et maintenue par le BRGM identifie les zones exposées au retrait-gonflement des argiles. Le décret n° 2019-495 du 22 mai 2019 impose la réalisation de deux études de sol en zone d’exposition moyenne ou forte :
- à la vente d'un terrain constructible : le vendeur a l'obligation de faire réaliser un diagnostic du sol vis-à-vis du risque lié à ce phénomène ;
- au moment de la construction de la maison : l'acheteur doit faire réaliser une étude géotechnique à destination du constructeur.
Si cette seconde étude révèle un risque, le constructeur doit suivre ses recommandations et respecter les techniques particulières de construction définies par le décret n°2019-1223 du 25 novembre 2019.
Trois techniques étaient traditionnellement utilisées pour la réalisation des fondations et le support des maisons individuelles et du petit tertiaire : le terre-plein, le sous-sol complet et le vide-sanitaire. La prise en compte du retrait-gonflement des argiles a ajouté les micropieux.
Le calcul de la charge carbone dans la RE2020
L’aspect radicalement nouveau de la RE2020 porte sur le calcul de la charge carbone du bâtiment, depuis la fabrication des matériaux de construction jusqu’au démantèlement du bâtiment au bout d’une durée de vie fixée à 50 ans par convention dans la méthode de calcul, en passant par le chantier de construction et l’entretien du bâtiment pendant sa vie en œuvre. Ce calcul de charge carbone, aussi important que le calcul de performance thermique, s’effectue exclusivement à partir de données environnementales disponibles sur le site INIES.
Trop peu de FDES individuelles pour les éléments de fondation
Ces données environnementales sont de trois types :
- les Fiches de déclaration environnementale et sanitaire (FDES) individuelles, c'est à dire portant sur un produit précis d’une marque spécifique,
- les FDSE collectives, réalisées par un syndicat professionnel sur une famille de produits,
- les données par défaut.
Les FEDS individuelle sont les moins pénalisantes, suivies par les FDES collectives, puis par les données par défaut, considérées comme très pénalisantes dans le calcul de la charge carbone.
Fin mars 2022, la base de données INIES contenait 29 données environnementales concernant les fondations, mais seulement deux FDES individuelles sur les micropieux de la marque Techno Pieux, modèle P4-16, galvanisés ou non-galvanisés. On trouve également 14 FDES collectives, proposées par le SNBPE (Syndicat national des bétons prêts à l’emploi), portant sur le béton armé pour divers types de fondations : pour radier, pour pieux en sol agressif, en sol non-agressif, pour radier pour bâtiments R+4, pour semelle filante ou longrine, pour semelle isolée, pour tête de pieux ; pour micropieux, … Il est possible de paramétrer les FEDS en fonction des produits précis utilisés sur un chantier à l’aide du configurateur de FDES BETie développé par le SNBPE.
On trouve enfin sur INIES, 13 données par défaut. Ces données par défaut portent sur des fondations en acier, des micropieux en acier galvanisé, des palplanches en acier, des fondations en bois massif (pieu en bois de 5m pour un Ø de 35 cm), des micropieux en béton armé, des radiers, des pieux forés à la tarière creuse, …
Les données par défaut figurant dans la base INIES sont destinées à permettre l’aboutissement d’un calcul de charge carbone lorsqu’aucune FDES n’est disponible pour une famille de produits ou d’ouvrages. ©PP
Les micropieux font leur entrée dans l’univers des fondations de maisons individuelles, du petit collectif et du petit tertiaire
Longtemps considérée comme des fondations spéciales, la technique des micropieux se développe en construction neuve en raison de la généralisation des risques de retrait-gonflement des argiles.
Le micropieu est composant de fondation profonde, destiné à assurer l’ancrage d’un ouvrage à une profondeur incompatible avec des fondations superficielles. Le nombre de micropieux nécessaire pour un bâtiment dépend de la nature du sol, des résultats de son étude géotechnique et par le calcul de descente de charge réalisé par un BE Structures en collectif et en tertiaire, indiqué par le constructeur dans le cas d’une maison individuelle.
Réponse aux nouvelles exigences
Pour faire face au risque apporté par le phénomène du retrait-gonflement des argiles, l’arrêté du 22 juillet 2020 impose de nouvelles exigences. Notamment, les bâtiments en maçonnerie ou en béton sont construits avec une structure rigide. La mise en œuvre de chaînages horizontaux et verticaux, ainsi que la pose de linteaux au-dessus des ouvertures permet de répondre à cette exigence.
Les déformations des ouvrages sont limitées par la mise en place de fondations renforcées. Elles ont comme caractéristiques d'être :
- en béton armé ;
- suffisamment profondes pour s'affranchir de la zone superficielle où le sol est sensible au phénomène de mouvement de terrain différentiel, soit a minima 1,20 m en zone d'exposition forte, ou de 0,80 m en zone d'exposition moyenne, sauf si un sol dur non argileux est présent avant d'atteindre ces profondeurs ;
- ancrées de manière homogène, sans dissymétrie sur le pourtour du bâtiment, notamment pour les terrains en pente ou pour les bâtiments à sous-sol partiel. En l'absence de sous-sol, la construction d'une dalle sur vide sanitaire est prévue ;
- coulées en continu ;
- désolidarisées des fondations d'une construction mitoyenne.
Les micropieux répondent à ces nouvelles exigences. En ce qui concerne la RE2020, les micropieux n’ont aucune influence particulière sur la thermique du bâtiment. En revanche, ils entrent dans le calcul de la charge carbone. Il existe suffisamment de données environnementales – deux FDES individuelles, plusieurs données par défaut – pour permettre un calcul de charge carbone englobant les micropieux.
Les micropieux répondent aux exigences de renforcement des fondations des constructions nouvelles édifiées en zones à risque moyen ou élevé face au retrait-gonflement des argiles. ©Techno Pieux
Le vide sanitaire constitue la technologie de fondation dominante pour les maisons individuelles et les petits bâtiments
Le vide sanitaire, tout à la fois, fait face au risque de retrait-gonflement des argiles et permet une excellente isolation thermique dans la RE2020.
Dans la norme NF DTU 65.10, le vide sanitaire fait l’objet de plusieurs prescriptions. Premièrement, sa hauteur minimale est de 20 cm. Deuxièmement, pour être accessible un vide sanitaire doit avoir une hauteur supérieure ou égale à 60 cm. Troisièmement, sa hauteur doit demeurer inférieure à 1,80 m. A partir de 1,80 m, il serait en effet considéré comme une pièce à vivre. Un vide sanitaire se compose de parois verticales enterrées, d’un sol horizontal en partie basse et d’un plafond horizontal en partie haute. Le sol en partie basse est le plus souvent le terrain naturel excavé.
Côté RE2020, le vide sanitaire doit être pris en compte dans le calcul de la charge carbone du bâtiment et il concourt à l’amélioration de l’isolation thermique s’il est bien conçu.
De nombreuses données environnementales disponibles
Pour le calcul de la charge carbone, la base de données INIES contient une dizaine de FDES collectives, proposées par le CERIB ( Centre d’études et de recherche sur l’industrie du béton) et portant sur les deux composants principaux du sol haut du vide sanitaire : entrevous et poutrelles. On trouve également dans la base INIES, une FDES individuelle sur l’entrevous Engelvin en bois moulé. Cette FDES vaut également pour les gammes EBM de Fimurex, EBS de SEAC et NEMO du groupe LIB/GGI. KP1 propose trois FDES individuelles pour l’entrevous EMR, pour l’entrevous Leader EMS EcoVS sans isorupteur et pour l’entrevous Leader EMX igni avec Isorupteur. Rector Lesage propose trois FDES individuelle pour l’entrevous Rectolight Primolight, l’entrevous Plastivoute Rector et pour l’entrevous Rectoplast VS. Enfin, le ministère de la Transition écologique a mis en ligne sur la base INIES trois données environnementales par défaut pour des entrevous en béton de 8, 12 ou 16 cm d’épaisseur, ainsi que pour un entrevous en polypropylène.
Le vide sanitaire représente probablement plus de 80% des fondations des maisons individuelles construites aujourd’hui. Il offre une bonne protection contre le risque de retrait-gonflement des argiles et permet une excellente isolation thermique entre la maison et le sol. ©PP
Source : batirama.com / Pascal Poggi