I. Introduction

Le retrait gonflement des argiles est un phénomène courant en France qui a des conséquences néfastes sur la stabilité des constructions. Dans cet article, nous aborderons les solutions techniques pour éviter ou résoudre les désordres liés au retrait gonflement des argiles en mettant en avant les principales causes de ces désordres. Pour cela, nous nous appuierons sur le Diagnostic partagé des Plans de Prévention des Risques liés à la sécheresse (DPPR), une étude réalisée par l'Etat français pour évaluer les plans de prévention des risques liés à la sécheresse dans différentes régions du pays, y compris ceux liés au retrait gonflement des argiles et les causes de ces désordres.

• II. Les causes des désordres liés au retrait gonflement des argiles

Le retrait gonflement des argiles peut causer des dommages importants aux constructions, tels que des fissures, des déformations et des affaissements. Les principales causes de ces désordres sont les suivantes :

• • Présentation des principales causes des désordres liés au retrait gonflement des argiles, telles que le terrain aux caractéristiques géologiques hétérogènes, le passage de cours d'eau ou de zones aquifères, l'orientation de la construction, les malfaçons dans les évacuations des eaux pluviales, les malfaçons dans la réalisation des fondations, le terrain en pente, les chaînages insuffisants, la présence d'arbres à proximité, etc.

1. Le terrain aux caractéristiques géologiques hétérogènes : les sols argileux sont particulièrement sensibles au retrait gonflement, et si le terrain présente des zones argileuses inégales, cela peut causer des désordres importants.

2. Le passage de cours d'eau ou de zones aquifères : l'eau peut s'infiltrer dans le sol et le faire gonfler, puis se retirer et le faire rétrécir, ce qui peut causer des dommages aux fondations des constructions.

3. L'orientation de la construction : une orientation qui ne prend pas en compte l'exposition aux rayons du soleil peut engendrer une différence d'humidité entre le sol orienté sud et celui orienté nord (par exemple) créant un phénomène de retrait gonflement.

4. Les malfaçons dans les évacuations des eaux pluviales (EP), les fuites ou l'évacuation des EP trop proche du bâti  : si les eaux de pluie ne sont pas correctement évacuées, elles peuvent s'infiltrer dans le sol et causer des dommages aux fondations liés au retrait gonflement.

5. Les malfaçons dans la réalisation des fondations : une mauvaise conception ou exécution des fondations peut causer des désordres liés au retrait gonflement.

6. Le terrain en pente : les sols argileux en pente peuvent accentuer les effets du retrait gonflement et causer des dommages aux fondations (ruissèlement avec différentiel d'humidité entre le pourtour du bâti et le sol sous fondation), ou bien des désordres liés aux fondations qui ne sont pas posées à la même profondeur et donc ne sont pas soumises aux mêmes taux d'humidité.

7. Les chaînages insuffisants : un manque de chaînages entre les murs porteurs peut causer des désordres liés au retrait gonflement car ils induisent un manque de rigidité dans la structure.

8. La présence d'arbres à proximité : les racines des arbres peuvent perturber le sol et causer des désordres liés au retrait gonflement. En effet, l'assèchement lié à l'absorption de l'eau du sol par les plantes créé un différentiel avec l'humidité des sol non exposés (sous le bâti), créant ainsi un phénomène de retrait gonflement différentiel. De plus, les racines des arbres auront tendance à se diriger vers les zones humides, donc sous les fondations,  induisant des risques structurels.

• • Explication de la manière dont ces causes peuvent affecter la stabilité des constructions et conduire à des désordres

Les dommages causés aux constructions pendant une période de sécheresse intense sont dus aux tassements différentiels du sol de fondation, causés par les fortes différences de teneur en eau au niveau des façades, où le sol est exposé à l'évaporation, ainsi qu'à la proximité de la végétation. Les mouvements hétérogènes entre deux points de la structure entraînent une déformation pouvant aller jusqu'à la fissuration ou la rupture de la structure. Les bâtiments les plus vulnérables sont les maisons individuelles en raison de leur structure légère et souvent peu rigide, de leurs fondations souvent superficielles et de l'absence d'étude géotechnique préalable. Les désordres affectant le gros-œuvre incluent des fissures, des déversements et des désencastrements, tandis que les désordres au second-œuvre incluent des distorsions des ouvertures, des décollements d'éléments composites et des ruptures de tuyauteries. Les aménagements extérieurs peuvent également être affectés avec des décollements et affaissements de terrasses, trottoirs et escaliers extérieurs, ainsi que des fissures dans les dalles et carrelages.

III. Les désordres liés au retrait gonflement des argiles

• Présentation des désordres liés au retrait gonflement des argiles, tels que les fissures dans les murs, les déformations des structures, les affaissements des fondations, etc.

Le retrait gonflement des argiles peut entraîner divers désordres au sein des constructions. Les plus courants sont les fissures dans les murs, qu'ils soient enterrés ou aériens. Ces fissures peuvent être obliques, verticales ou horizontales et atteindre une largeur de 30 à 40 mm, qualifiées de lézardes. Elles suivent souvent les discontinuités des éléments de maçonnerie et passent systématiquement par les points faibles que constituent les ouvertures, tels que les portes, les fenêtres, les murs, les cloisons, les planchers et les plafonds.

En outre, les déformations des structures sont également courantes, notamment dans les constructions légères et peu rigides telles que les maisons individuelles. Les déformations sont causées par l'hétérogénéité des mouvements entre deux points de la structure et peuvent entraîner une déformation pouvant aller jusqu'à la fissuration voire à la rupture de la structure.

Les affaissements des fondations sont également fréquents, en particulier lorsque les fondations sont superficielles par rapport aux immeubles collectifs ou inadaptées aux caractéristiques géologiques du sol. Ces affaissements peuvent entraîner des déversements de structures, affectant des parties du bâti fondées à des cotes différentes, ou des décollements de bâtiments annexes accolés tels que les garages.

• Explication de la manière dont ces désordres peuvent affecter la sécurité des constructions

Ces désordres liés au retrait gonflement des argiles peuvent affecter la sécurité des constructions et de leurs occupants en entraînant des dégradations structurelles, une altération des performances des éléments de second-œuvre tels que les portes, les fenêtres, les revêtements et les canalisations, ainsi qu'un risque d'effondrement de la structure dans les cas les plus graves.

IV. Les solutions techniques pour éviter ou résoudre les désordres liés au retrait gonflement des argiles

• Présentation des solutions techniques pour éviter ou résoudre les désordres liés au retrait gonflement des argiles, telles que l'utilisation de matériaux adaptés, la mise en place de fondations spécifiques, l'adaptation des structures, etc.

• Utilisation de matériaux adaptés : des matériaux plus résistants à la déformation peuvent être utilisés pour les fondations, tels que les bétons fibrés, les bétons à haute performance ou encore les géotextiles pour améliorer la résistance du sol.

• Adaptation des structures : les structures peuvent être conçues pour être plus souples et mieux absorber les mouvements du sol, par exemple avec l'utilisation de joints de dilatation ou de systèmes de glissement.

• Mise en place de fondations spécifiques : différentes solutions techniques peuvent être mises en place pour renforcer les fondations, telles que l'ajout de pieux, de semelles filantes ou encore de radier pour répartir la charge sur une plus grande surface.

• Prise en compte du contexte géologique : une étude géotechnique préalable peut permettre de mieux comprendre les caractéristiques du sol et ainsi adapter la construction en conséquence.

• Surveillance et entretien réguliers : une surveillance régulière des constructions peut permettre de détecter rapidement des désordres et d'agir en conséquence, par exemple en réalisant des travaux de réparation.

• Gestion des eaux : une bonne gestion des eaux de pluie peut réduire les variations de teneur en eau du sol et ainsi limiter les mouvements du sol (éloignement des rejets des EP, pas de tuyaux d'évacuation solidaire avec le bâti, réparation des fuites...).

• La présence d'arbres à proximité des constructions peut également aggraver les désordres liés au retrait gonflement des argiles. Les racines des arbres absorbent l'eau du sol, créant ainsi une zone de sol desséché autour de la zone d'enracinement. Cela peut causer des tassements différentiels et des mouvements du sol, ce qui peut endommager les fondations et les structures des bâtiments.
• Pour éviter ce risque, il est conseillé de planter des arbres à une distance suffisante des constructions, en fonction de leur taille à maturité, ou d'opter pour des espèces d'arbres à faible développement racinaire. En cas de présence d'arbres existants, des mesures peuvent être prises pour limiter leur impact sur les constructions, telles que la taille régulière des racines ou la pose de barrières physiques pour limiter l'enracinement. Des solutions techniques spécifiques peuvent également être mises en place, telles que la création d'un vide sanitaire autour des fondations ou un écran anti-racines pour éviter l'enracinement des arbres à proximité.

• Mise en place d'un écran autour du bâti : ce dispositif vise à protéger le bâti des effets de l'évaporation en entourant le bâtiment d'un système étanche, avec un minimum de 1,50 m, afin de maintenir la périphérie immédiate à l'abri de l'évaporation et de tenir éloignées les eaux de ruissellement des façades. Pour assurer l'étanchéité, il est possible de réaliser un trottoir périphérique en béton ou tout autre matériau étanche, ou de mettre en place une géomembrane enterrée, en particulier dans les terrains en pente. Une légère pente doit être donnée au dispositif, de façon à éloigner les eaux du bâtiment, qui doivent être évacuées par un réseau d'évacuation étanche. Le dispositif doit être mis en œuvre sur l'ensemble du pourtour de la construction pour être pleinement efficace, même si une difficulté peut se poser lorsqu'une des façades est située en limite de propriété. En l'absence d'un dispositif étanche en périphérie immédiate du bâtiment, il est possible d'éloigner les eaux de ruissellement des façades à l'aide de contre-pentes. Les eaux de toitures doivent être collectées dans des ouvrages étanches et évacuées loin du bâtiment. Le non-respect de ce principe peut favoriser les désordres.

• Le problème à résoudre est la présence d'une source de chaleur importante dans le sous-sol d'un bâtiment, en particulier d'une chaudière, qui peut renforcer les variations localisées d'humidité dans la partie supérieure du terrain, nuisibles pour les structures. Le dispositif proposé est l'isolation thermique spécifique des murs situés à proximité de la source de chaleur, afin de limiter les échanges thermiques. Cette mesure s'applique à tous les murs de la pièce accueillant la source de chaleur, ainsi qu'à toutes les parties de la sous-structure du bâtiment au contact de canalisations chaudes. Pour la mise en œuvre, il est recommandé d'utiliser des produits d'isolation thermique conformes aux normes européennes EN 13162 à EN 13171 et portant la marque CE, tels que le polystyrène ou la laine minérale. La loi de finances pour 2005 a créé un crédit d'impôt pour les équipements de l'habitation principale visant à encourager le développement durable et les économies d'énergie. Ce crédit d'impôt s'applique aux dépenses d'acquisition de certains équipements, y compris les matériaux d'isolation thermique des parois opaques ayant une résistance thermique R supérieure à 2,4 M2 ° K / W. Le taux du crédit d'impôt est de 25 % pour ces équipements, et peut atteindre 40 % si leur installation est réalisée dans un logement achevé avant le 1er janvier 1977 et si elle est effectuée au plus tard le 31 décembre de la 2e année qui suit celle de l'acquisition du logement.

• Il est nécessaire de désolidariser deux parties de bâtiments accolées et fondées différemment pour éviter des mouvements de sols qui peuvent varier en amplitude. Pour cela, un joint de rupture en élastomère doit être mis en place sur toute la hauteur du bâtiment, y compris les fondations. Cette mesure concerne tous les bâtiments d’habitation ou d’activités qui présentent des éléments de structures fondés différemment ou caractérisés par des descentes de charges différentes. Les extensions de bâtiments existants sont également concernées. Il est important de prolonger le joint sur toute la hauteur du bâtiment pour que cette mesure soit efficace. La pose d'un joint de rupture sur un bâtiment existant peut être envisagée, mais elle peut nécessiter des modifications importantes de la structure et s’avérer très délicate, étant donné que les fondations sont également concernées par cette opération. Cette mesure doit être mise en œuvre systématiquement dans le cadre des projets d'extension du bâti existant.

• Le problème à résoudre est lié aux apports d'eau provenant des terrains environnants qui peuvent accroître les variations localisées d'humidité et contribuer au phénomène de mouvements différentiels du sous-sol. Le dispositif consiste en la mise en place d'un réseau de drains ou de tranchées drainantes ceinturant la construction ou disposées en amont de celle-ci pour collecter et évacuer les volumes d'eau aussi loin que possible de l'habitation. Ce dispositif est applicable à tout type de bâtiment d'habitation ou d'activités. Les règles de réalisation des drains sont données par le DTU 20.1. Il est nécessaire de descendre les drains à une profondeur supérieure à celle des fondations de la construction et de les disposer à une distance minimale de 2 m du bâtiment. En fonction des caractéristiques du terrain, la mise en place d'une pompe de relevage peut être nécessaire. Cette mesure complète la mise en place d'une ceinture étanche en périphérie du bâtiment pour soustraire les fondations de la construction aux eaux de ruissellement et aux circulations souterraines.

• Exemples concrets de mise en œuvre de ces solutions techniques dans des projets de construction

Plusieurs projets de construction ont mis en place ces solutions techniques pour éviter ou résoudre les désordres liés au retrait gonflement des argiles. Par exemple, dans la région PACA, une maison individuelle a été construite sur des plots en béton pour éviter le contact direct avec le sol argileux. Dans le nord de la France, un immeuble collectif a été construit avec des fondations profondes en pieux pour résister aux mouvements du sol.

V. Les avantages et limites de ces solutions techniques

• Discussion sur les avantages de ces solutions techniques, tels que leur efficacité à court et à long terme, leur adaptabilité aux spécificités de chaque site, leur faible impact sur l'environnement, etc.

Les solutions techniques pour éviter ou résoudre les désordres liés au retrait gonflement des argiles ont de nombreux avantages. Tout d'abord, ces solutions peuvent être très efficaces à court et à long terme pour minimiser les mouvements différentiels du sol. Les techniques telles que la ceinture étanche, les drains périphériques ou encore l'isolation thermique des murs permettent de réduire les effets néfastes du retrait gonflement des argiles sur les constructions. Ces solutions sont également très adaptables aux spécificités de chaque site. Elles peuvent être mises en œuvre de manière spécifique en fonction des caractéristiques géologiques et environnementales de chaque terrain, permettant ainsi une meilleure protection des constructions. De plus, ces techniques ont un impact réduit sur l'environnement, car elles nécessitent souvent peu de ressources et sont peu invasives.

• Présentation des limites de ces solutions techniques, tels que leur coût, leur faisabilité dans certaines régions, leur impact sur l'esthétique des constructions, etc.

Cependant, certaines limites sont également à considérer. Tout d'abord, le coût de mise en œuvre de ces solutions peut être relativement élevé, notamment pour les techniques nécessitant la mise en place de matériaux spécifiques ou l'intervention de professionnels qualifiés. De plus, certaines solutions techniques peuvent être moins faisables dans certaines régions en raison des contraintes environnementales ou réglementaires locales. Enfin, l'impact sur l'esthétique des constructions est également un facteur important à considérer. Certaines solutions techniques, telles que les ceintures étanches ou les drains périphériques, peuvent avoir un impact sur l'apparence des constructions, ce qui peut ne pas être souhaitable pour certains propriétaires. En somme, ces solutions techniques présentent de nombreux avantages pour renforcer la résilience des constructions face au retrait gonflement des argiles, mais leurs limites doivent également être prises en compte pour une mise en œuvre efficace et adaptée à chaque situation.

VI. Conclusion

En conclusion, le retrait gonflement des argiles est un phénomène courant qui peut causer de nombreux désordres dans les constructions. Pour prévenir ou résoudre ces problèmes, il existe plusieurs solutions techniques qui peuvent être mises en œuvre. Les ceintures étanches, les drains périphériques, l'isolation thermique des murs et la désolidarisation des parties de bâtiments sont autant de mesures qui peuvent être efficaces à court et à long terme pour minimiser les mouvements différentiels du sol.

Ces solutions techniques sont également adaptables aux spécificités de chaque site et ont un impact environnemental réduit. Cependant, leur coût et leur faisabilité dans certaines régions, ainsi que leur impact sur l'esthétique des constructions, doivent également être pris en compte pour une mise en œuvre efficace.

En somme, la mise en place de ces solutions techniques peut contribuer à renforcer la résilience des constructions face aux effets du retrait gonflement des argiles. Il est donc important de considérer ces mesures lors de la conception et de la réalisation de bâtiments dans les zones à risque, afin de garantir leur durabilité et leur stabilité dans le temps.

#retraitgonflementargiles

Glossaire  :

(source ministère de la Transition écologique)

Pour en savoir plus :

Sites internet

■ Ministère de l’Écologie, du développement et de
l’aménagement durables
http://www.prim.net

■ Bureau de recherches Géologiques et Minières
http://www.argiles.fr (consultation en ligne et téléchargement des cartes d’aléas départementales)

■ Agence Qualité Construction (association des
professions de la construction)
http://www.qualiteconstruction.com

Bibliographie

■ Sécheresse et construction - guide de prévention ; 1993, La Documentation française.

■ Effets des phénomènes de retrait-gonflement
des sols sur les constructions – Traitement des
désordres et prévention ; 1999, Solen.

■ Retrait-gonflement des sols argileux - méthode
cartographique d’évaluation de l’aléa en vue
de l’établissement de PPR ; 2003, Marc Vincent
BRGM.

■ Cartographie de l’aléa retrait-gonflement des
argiles dans le département du Loiret ; 2004, BRGM.