Fondations sur pieux 

 

Dans la majorité des cas, on fait des pieux quand on doit construire un ouvrage à un endroit que le sol ne peut

pas supporter.

Fondation de l’atelier de construction des ailes de l’Airbus A320

(droits réservés)

Les pieux sont une sorte de fondations. Les fondations peuvent être superficielles quand le terrain est bon et/ou

les charges réparties. (semelles, radier). Mais on se sert des pieux quand le bon sol est profond et les charges

concentrées.

Pourquoi faut-il passer du temps et dépenser de l’argent pour quelque chose qui ne se voit pas et dont presque

personne n’a conscience ?

Il faut y être obligé.

Les cas sont donc très variés et les solutions (ou les types de pieux) extrêmement différentes selon les cas

envisagés.

Généralités 

Ce qui arrive...avec des fondations mal étudiées...

(Droits réservés)

Les pieux sont une sorte de fondations. Les fondations peuvent être superficielles quand le terrain est bon

et/ou les charges réparties (semelles, radier). Mais on se sert des pieux quand le bon sol est profond et les

charges concentrées.

Les pieux servent à reporter ponctuellement des charges sur le terrain. Il existe actuellement une multitude de

techniques de réalisation mécanisée et de nombreux types de pieux dont beaucoup font l’objet de brevets. Pour

l’essentiel, la distinction d’un type à l’autre porte sur le matériau utilisé, sur le processus et les outils d’exécution,

de contrôle ou de garantie.

Habituellement on classe les pieux selon deux techniques fondamentales : les pieux battus et lespieux forés .

Ces deux catégories sont elles-mêmes l’objet de maintes sous-catégories. En plus de ces deux classes de pieux,

on distingue traditionnellement les micro-pieux pour les très petits diamètres (<300mm) et quelques pieux

particuliers (barrettes).

Les pieux battus sont des pieux façonnés à l’avance. Ils peuvent être constitués de différents matériaux. Du

plus ancien comme le bois aux plus modernes comme le béton ou l’acier. Ils sont mis en place en général par

battage. Leurs formes peuvent également être très variées. Ils peuvent avoir des têtes renforcées ou non. Et si la

longueur du pieu à battre est supérieure à celle du mât de la sonnette, il existe plusieurs types  de liaison pour

raccorder les éléments entre eux.

Les pieux forés font appel à un matériel spécial pour faire le trou dans lequel on viendra finalement couler le

béton qui pourra être armé ou non selon les cas. Le forage peut se faire de différentes façons selon la bonne ou

mauvaise tenue du terrain. Cela va du forage à sec, dans des terrains (en général hors nappe phréatique) qui

tiennent tout seul au forage, à de laboue ou encore au forage qu’on protège des éboulements en le tubant par

des virolesd’acier qu’on enlève ou pas pendant ou après le bétonnage du pieu. Le forage lui-même peut se faire

avec différents outils (trépans, curettes, tarières, buckets, bennes) selon la nature du sol rencontré, alluvions,

argile ou rocher. Ces forages peuvent être dans certains cas élargis à leur base de façon à améliorer la capacité

portante des pieux.

 Pieux battus 

Village sur pilotis

(Droits réservés)

Barcelone 2002. Groupe de pieux préfabriqués avant étêtage

(Doc. Rodio - Droits réservés)

Les pieux battus sont les plus anciens. Les hommes préhistoriques s’en servaient déjà pour fonder

leurs villages lacustres à la surface de lacs ou d’étangs. Des sondages en ont prouvé l’existence sous une

pyramide égyptienne datant d’environ 2.000 ans av. J.-C. 

Ces pieux sont façonnés à l’avance sur le chantier ou loin de celui-ci selon les cas.

Ils sont mis en place par battage. L’enfoncement est obtenu par la chute, libre ou activée, d’une masse

métallique, le mouton, sur la tête du pieu. En général les foreurs battaient les pieux tant qu’ils voulaient bien

descendre. Les premières formules fixaient un enfoncement maximum pour un certain nombre de coup de la

sonnette. Tous les paramètres pouvant varier, l’empirisme et la tradition locale étaient de mise. Il faut aussi noter

que c’est la force humaine qui soulevait le mouton jusqu’au XIXème. Il n’était pas rare de voir des équipes d’une

trentaine d’hommes qu’on relevait après une volée de coups toutes les cinq minutes ! Les sonnettes à vapeur

arrivèrent au XIXème et enfin les engins modernes tels que lesmarteaux diesel ou les vibreurs mécaniques puis

hydrauliques à la fin du XXème. 

La chute libre est maintenant fréquemment remplacée par le choc du piston d’un mouton-batteur Diesel. Pour

éviter sa détérioration, la tête du pieu est généralement protégée par uncasque de battage. Cette pièce, dont

l’emploi est indispensable, entraîne une perte d’énergie de battage. (rendement de battage de 0,7 à 0,8).  

Le pieu est battu jusqu’au refus. Pris à la lettre, ce mot désigne l’impossibilité d’enfoncer plus avant le pieu en

cours de battage ; lorsque par exemple, la pointe atteint le banc résistant qui lui sert d’assise. En fait, dans le

métier, le refus désigne l’enfoncement permanent moyen sous l’effet d’un coup de mouton correspondant à une

certaine énergie de battage. Le refus absolu (enfoncement nul) est rarement obtenu. Le plus souvent,

l’enfoncement devient, en cours de battage, de plus en plus faible. Les formules de battagedéfinissent la

portance d’un pieu, à partir de la valeur de l’enfoncement. (exemple la fameuse formule des Hollandais).  

Le « faux refus » est un refus conforme aux formules de battage mais qui est obtenu sur un obstacle imprévu

(bloc rocheux ou maçonnerie ancienne, niveau dur peu épais, etc.), rencontré en cours de battage et situé au-

dessus de l’assise résistante dans laquelle on a prévu de ficher la pointe du pieu.

Les pieux sont souvent d’abord mis en position dans un avant-trou foré de quelques mètres de profondeur.

Pieux à tube battu 

Machine Franki

(Droits réservés)

Ces pieux diffèrent des précédents car ce n’est pasle pieu lui-même qui est battu mais un tube en acierdans

lequel on viendra ensuite couler du béton sur une armature en acier. On les classe avec les pieux battus parce

qu’il n’y a pas extraction de terrain lors de la perforation.

Un tube métallique épais, indéformable, obturé à sa base, est battu jusqu’au refus , comme pour lespieux

battus ci-dessus. L’obturation de la base du tube est obtenue, selon les entreprises, par un sabot, une simple

plaque métallique, un bouchon de béton ou de graviers compacté par battage. Lorsque le battage du tube se fait

en terrain aquifère, il faut que l’obturation de la base empêche l’arrivée d’eau dans le tube. Selon le cas, le

battage du tube se fait par chute d’un mouton sur la tête du pieu ou sur l’obturateur de pied par un pilon lourd

glissant à l’intérieur du tube.

L’introduction forcée d’un tube provisoire obturé à la base fait que le terrain est refoulé latéralement. Dès

que le tube atteint un certain diamètre (de 50 à 100 cm selon les terrains) le fonçage par battage devient

impossible. Le lançage et le vibrofonçage sont alors utilisés. Toutefois il devient généralement plus avantageux et

plus sûr d’exécuter des pieux forés.

Le bétonnage est réalisé au moyen d’un béton très peu mouillé , par petites quantités successivement

pilonnées au moyen d’un mandrin battu, et ce, au fur et à mesure de l’extraction du tubage provisoire. Le

pilonnage refoule fortement le béton dans le terrain, ce qui accroît au maximum la « rugosité » du pieu, ce qui

accroît le frottement latéral. L’extraction du tube peut se faire par câbles moufflés, par contre-battage et par action

de vérins.

Les pieux Soler étaient de ce type.

Sur le schéma ci-dessous est décrit le procédé :

1 mise en fiche, réglage, confection d’un bouchon ;

2 pilonnage en fond de tube du bouchon, entraînement du tube qui refoule le sol ;

3 réalisation de la base élargie dans la couche d’ancrage ;

4 mise en place d’armatures partielles ou toute hauteur ;

5 bétonnage à sec ;

6 extraction du tube. 

Pieux forés, pieux battus15/11/2007

 

 

A gauche : vibrofonçage d’un tube (doc. Fayat) - A droite : Hammergrab (Doc.SBPieux)

(Droits réservés)

Contrairement aux pieux battus, les pieux forés supposent un forage préalable à la réalisation du pieu. Pour

les pieux tubés forés, ce forage se fait au moyen d’un tube dont le rôle est de découper le terrain et d’assurer la

tenue du forage . Il y a donc extraction du terrain en place. 

Dans un deuxième temps, le pieu définitif est réalisé dans le forage : on descend une cage d’armature et l’on

envoie le béton, éventuellement par un tube plongeur s’il y a présence d’eau. 

Enfin, il est procédé à l’extraction du tube qui a servi sur tout ou partie du pieu.

Forage : 

Le tube peut-être battu ou vibrofoncé. Une benne circulaire (Hammergrab ou Galia-Cella par exemple) fait le

forage à l’intérieur d’un tube qui descend au fur et à mesure que le forage se poursuit. La trousse coupante du

tube, à l’avant de celui-ci, doit précéder l’excavation pour empêcher les terrains d’envahir le tube. Des tubes sont

rajoutés par éléments de 3 ou 6 mètres au fur et à mesure de la descente. Les tubes sont fixés entre eux par des

verrous qui doivent être étanches à l’eau sinon de graves problèmes se poseront lors du bétonnage.

(Droits réservés)

D’autres solutions plus rapides mais qui nécessitent deux grues sont souvent employées. Une première grue bat

ou vibrofonce des tubes à la profondeur voulue et la deuxième vient vider le tube en général avec une tarière

suspendue.

Les ateliers de pieux plus modernes sont étudiés de façon à faire toutes les opérations avec une seule

machine. En effet ces machines sont très versatiles. Elles peuvent éventuellement tuber le forage sur tout ou

partie du pieu. Elles peuvent trépaner ou utiliser des tarières ou des buckets. Elles peuvent faire l’équipement de

la cage d’armature éventuelle et assurer le bétonnage. Les machines de forage sont étudiées pour pouvoir être

déplacées par la route et pouvoir être rapidement montées à leur arrivée sur le chantier.

Pieux forés à la boue15/11/2007

 

 

En haut : groupes de dessablage Bauer - En bas : au premier plan, descente d’une cage d’armature et

au second plan, forage à la tarière suspendue

(Droits réservés)

Dans ce type de pieux, il y a forage avant la réalisation du pieu , et la bonne tenue du forages’obtient en

général en employant de la boue bentonitique (mélange d’eau et d’argile sous forme colloïdale appelée souvent

en raccourci bentonite). Il est souvent employé une virole pour protéger la tête du pieu de la boue du chantier et

pour assurer la tenue du forage à proximité des engins de chantier et des camions de béton ou de déblais.

Forage : 

Le forage du trou est indépendant du bétonnage. Contrairement aux pieux à tube battu obturé à la base, la

fabrication du trou s’accompagne ici d’extraction du matériau. Les déblais sont extraits par les outils de

forage (tarières et buckets ou curettes). On remplit le forage de boue au fur et à mesure de l’avancement.

Bétonnage au tube plongeur : 

La boue de forage doit être dessablée soigneusement avant le bétonnage des pieux sinon le risque

d’emballement de boules de sable est grand et la résistance du pieu risque d’être très amoindrie.

Il est recommandé de réaliser le coulage du béton au moyen d’un tube plongeur qui permet de faire arriver le

béton frais au sein de la masse de béton déjà coulé. On évite ainsi la ségrégation du béton, de même que son

délavage lorsque le coulage se fait sous l’eau ou sous la boue. De plus, par cette technique, le « premier béton »,

toujours plus ou moins pollué, reste en permanence à la surface du béton coulé. Il se retrouve donc, en fin de

bétonnage, à la tête du pieu, et est éliminé par le recépage. 

Si les pieux sont très longs et ont un très gros volume, c’est-à-dire si le bétonnage dure un certain temps, il faut

faire soigneusement une courbe de bétonnage h=f(v) pour connaître la hauteur atteinte par le béton sous le fluide

de perforation et raccourcir la colonne de bétonnage de façon à ce que la perte de charge du béton ne soit pas

trop grande et ne risque pas de provoquer des emballements de boue dans le béton.

N.B. Le bétonnage par déversement direct du béton à partir de la surface est un procédé à proscrire absolument.

Très gros pieux15/11/2007

 

 

Reportage sur les phases de construction de ces pieux. Il s’agit d’un chantier BSG à Hong Kong avec une

machine Wirth.

Phase 1 : Construction des tubes extérieurs

(Droits réservés)

A gauche : noter les extrémités mâles et femelles des tubes, à droite : noter le stockage

encombrant(Droits réservés)

Phase 2 : Mise en place des tubes

A gauche : louvoyeuse pour enfoncer les tubes, à droite : vidage du tube au moyen d’une benne

rectangulaire

(Droits réservés)

A gauche : benne rectangulaire, à droite : benne circulaire

(Droits réservés)

Phase 3 : Prolongation du forage sous la virole au moyen de la Wirth, machine à circulation inverse

A gauche : un bâti spécial a été posé sur la tête du tube, à droite : descente de l’outil

(Droits réservés)

A gauche : dessous de l’outil, noter les tricônes au nombre de 14, à droite : le bâti est basculant pour

permettre la descente de l’outil

(Droits réservés)

Barrettes18/11/2007

 

 

Tours Pétronas de Kuala Lumpur et plan des fondations, 208 barrettes de 40 à 125 m de profondeur.

(Docs SBF - Droits réservés)

Il s’agit d’un type de pieux forés et moulés dont les caractères distinctifs concernent la forme et le mode

de forage.

On utilise des outillages de forage identiques à ceux qui servent à faire des parois moulées dans le sol, c’est-à-

dire principalement des outillages à benne ou de type fraise dont les dimensions constituent la base de celles des

appuis. 

Les appuis les plus simples sont réalisés d’un seul coup de benne (ou autre outil). 

Les dimensions courantes sont de 0,50 à 1,50 mètres de large et de 1,80 à plusieurs mètres de long. 

A partir de ces bases, on conçoit des appuis plus grands ou plus rigides en forme de barres,  de croix, de H, de T,

etc. 

Les méthodes de calcul et de dimensionnement sont celles des pieux forés et moulés.  

Prétranchée : Pour guider les outils de forage(bennes, trépan, etc.), on exécute souvent des prétranchées en

béton. Voir sur la photo ci-dessous une prétranchée pour une barrette en T.

Mode d’exécution : 

Il comprend classiquement trois étapes : forage,mise en place des armatures, bétonnage. 

Le forage est généralement fait sous une boue bentonitique, comme pour les parois classiques (voir chapitre

parois moulées dans le sol). Souvent, selon la nature de la plate-forme de travail, il est utile de prévoir un

dispositif analogue à la pré-saignée, qui sert de guide en tête de forage. Après dessablage de la boue de forage,

la cage d’armatures est descendue dans la saignée. Le bétonnage est effectué de façon normale, au tube

plongeur. Si les dimensions l’exigent, on met en œuvre plusieurs tubes de bétonnage.

Avantage des appuis moulés 

Les appuis ont divers avantages inhérents à leur forme :

- résistance aux efforts horizontaux supérieure à celle des pieux circulaires de même section ;

- adaptation aisée aux structures, de façon à mettre un seul appui sous chaque poteau ou organe porteur ;

- meilleure mobilisation du frottement latéral qu’avec un pieu de même section, car le périmètre est plus grand.

Le domaine d’application préférentiel est celui des hautes capacités portantes : à partir de 5.000 kN. 

La faculté d’élargir leur surface à volonté rend leurs possibilités quasi illimitées.

(Droits réservés)

A gauche : exemples d’appuis multiformes usuels - A droite : une prétranchée pour une barrette en T

(Docs Icos et Fayat - Droits réservés)

A gauche : station de métro à Vienne (Docs. Icos) - A droite : parking à Levallois

Pieux à âme d’acier18/11/2007

 

 

Schéma d’un poteau préfondé

Ces pieux sont composites dans la mesure où leur âme est métallique mais leur corps est en béton

quelquefois entouré d’un tube métallique.

Appartiennent à cette catégorie de pieux les « drilled in caisson » et les « poteaux préfondés » :

Les « drilled in caisson » sont d’origine américaine où ils ont été beaucoup employés pour la fondation des

gratte-ciel new-yorkais. Des profilés métalliques vont s’ancrer dans le bon sol et sont protégés par du béton lui-

même dans un tube jusqu’au rocher ;

Les poteaux préfondés dont leurprincipal intérêt est de faire gagner du temps, ce qui est très apprécié en

période d’intérêts intercalaires élevés pour les promoteurs. Grâce à eux, il est possible de mener de front la

construction des sous-sols et des étages supérieurs. On les appelle poteaux préfondés puisque les appuis

servent de poteaux dans la partie souterraine. Dès qu’ils sont terminés, on vient, avant de les découvrir, fixer sur

leur tête une platine qui servira de point de départ des poteaux de partie de la construction au-dessus du sol. Le

plancher au niveau de la rue est le premier coulé puis on fait les terrassements en sous-sol en même temps que

les étages supérieurs. (voir pop-up procédé de construction up and down).

Ces pieux sont composites. En effet, la partie la plus profonde des pieux est bétonnée généralement à la colonne

de bétonnage classique mais leur partie supérieure est constituée d’éléments préfabriqués soit en acier soit en

béton qui seront découverts par la suite des travaux pendant les terrassements.

Mode opératoire 

Le forage terminé, on met en place un profil en H de section suffisante. En général une frette est fixée sur la

hauteur du H, qui sera scellée dans le béton, ainsi que des barres sont soudées sur le H pour améliorer la liaison

béton acier. On bétonne alors le pieu jusqu’au futur niveau du radier de l’immeuble à fonder et on coule

éventuellement ensuite un béton plastique qui vient envelopper totalement le profilé, ce qui garantit sa protection

contre la corrosion et sa résistance au flambement tant que les planchers ne sont pas coulés. 

A noter que la précision du travail est essentielle car le poteau mis en place est à sa place définitive, et la

précision doit rejoindre celle du bâtiment, ce qui en fait une de ses grandes difficultés.

Pieux à tarière continue18/11/2007

 

 

Les pieux exécutés à la tarière creuse continue , pour éviter les éboulements, remplacent la boue ou le tube par

l’outil lui-même. Le bétonnage est fait à travers la tarière. On appelle ce procédé CFA dans les pays anglo-

saxons (Continuous Flight Auger).

Le procédé est très rapide, mais présente de nombreux points faibles qui l’ont pratiquement fait interdire par

les bureaux de contrôle. En effet, il fallait remonter l’outil de forage au fur et à mesure du bétonnage et le moindre

à-coup dans la remontée pouvait provoquer la coupure du pieu par un éboulement de terrain entre la surface du

béton et l’outil.

Le procédé Starsol

A partir des années 80, les entreprises recherchèrent des dispositifs pour corriger les points faibles de cette

méthode. Le premier, qui fut breveté, est le procédé Starsol de Solétanche, élaboré à partir d’une idée originale

de système de bétonnage et d’un concept de contrôle continu d’exécution en temps réel. Des spécifications

particulières régissent le procédé qui, d’ailleurs, ne cesse de se perfectionner tant au plan mécanique et

électronique qu’à celui du procédé de bétonnage, des caractéristiques du béton et de la mise en place des

armatures. 

Qualité - Fiabilité 

Le procédé Starsol comporte également un système informatique embarqué de suivi en temps réel des courbes

de forage et de bétonnage, qui permet de mettre en place un contrôle de qualité externe extrêmement fiable (la

feuille d’enregistrement de chaque pieu est immédiatement disponible sur le chantier). Le contrôle instantané

permet même de reprendre immédiatement un pieu en cas d’anomalie

Sur le schéma ci-contre :  1 Enregistreur Enbesol 

 2 Transformateur de mouvement 

 3 Capteur de pression 

 4 Débitmètre béton 

 5 Pompe à béton 

 6 Mesure du couple

(Droits réservés)

A gauche : cabine de pilotage d’un atelier Starsol avec, en haut , l’enregistreur Bensol 

A droite : deux photos montrant le détail de l’extrémité du tube central télescopique (Doc SB Pieux)

D’autres entreprises ont mis au point leur propre procédé. Dans chaque cas, il s’agit de palier aux graves

inconvénients de la tarière continue. 

En particulier on peut citer la Starforeuse de Spie. 

Starforeuse

(Doc SPIE Fondations - Droits réservés)

Micropieux18/11/2007

 

 

Encore appelés selon les entreprises : 

pieux-aiguilles, pieux I.M. (I : Injection, M : Métal) ou pieux-racines.

Micropieux de reprise en sous-oeuvre

Il s’agit de pieux de petit diamètre et de capacité portante faible à moyenne. Ils sont armés, et travaillent

uniquement au frottement latéral. Leur mise en œuvre s’apparente à celle des tirants d’ancrage.

Schématiquement, le processus d’exécution est le suivant : forage tubé,mise en place d’une armature (câble ou

tube d’acier), remplissage et injection au ciment de la cavité sur toute la longueur. 

Ces pieux exceptionnellement élancés, travaillent en compression, mais peuvent également, si besoin est,

travailler en traction comme des tirants d’ancrage. Ils sont particulièrement adaptés aux reprises en sous-

œuvre (fondations superficielles ou profondes de portance insuffisantes), car aisément solidarisables avec

l’assise à reprendre et au travers de laquelle ils peuvent être forés.

Le diamètre des micropieux se situe entre 5 et 25 cm. Selon leur longueur (30m et plus), leur section,

l’armature mise en place, la pression d’injection (5 à 10 bars), et la nature du terrain ambiant, leur charge de

rupture se situe entre 10 et 100 tonnes. Leur capacité peut même atteindre 2.000 kN.  Dans les sols mous, les

micropieux doivent être vérifiés au flambement.

Forage dans tous terrains ou matériaux (rocher, maçonneries), tubés ou non, eau claire ou boue selon les

besoins ;

Inclinaison quelconque ;

Effort de traction ou compression généralement compris entre 50 et 300 kN, mobilisé par tube métallique,

poutrelle, rail, barre multiple. On utilise souvent des aciers de récupération à coût de fourniture réduit (tiges de

forage pétrolier déclassées par exemple) ;

Armature protégée par coulis, mortier, microbéton, mis en place par gravité ou par injection.

(Doc SBF - Droits réservés)

A gauche : sous-sol d’immeuble à Paris - A droite : machine Klemm dans une cave

Pieux particuliers18/11/2007

 

 

Description des pieux-picots et des pieux Omega.

Les pieux-picots 

Les picots sont de petits pieux (15 à 40 cm de diamètre ; 2 à 6 m de longueur), utilisés lorsque les charges sont

réparties ou faiblement concentrées, et lorsque le terrain de fondation a des caractéristiques mécaniques faibles

en surface. 

Ils sont réalisés au moyen d’un tube tronconique (le mandrin) enfoncé par battage ou vibration, qui laisse, après

retrait, une empreinte dans le terrain. Celle-ci est ensuite remplie de béton, qu’on dame au moyen du mandrin

réintroduit dans le forage. 

De ce point de vue, les picots rappellent les pieux expansés.

Les pieux Omega 

Ils sont réalisés avec une tarière qui chasse et comprime le sol à la périphérie du pieu. Ils sont utilisés dans des

zones sans blocs. Leur charge portante dépend des conditions géologiques. Leur diamètre varie habituellement

de 300 à 600 mm.

À gauche : phases de réalisation de pieux Picots - à droite : pieux Oméga

 

Le « Two minute pile »

Un système hollandais rapide pour faire des pieux de consolidation dans des mauvais terrains sous des voies de

transport (routes ou voies ferrées par exemple).

Two minutes Pile

(Droits réservés)

 

Pieux vérinés18/11/2007

 

 

Les pieux vérinés pour les reprises en sous-oeuvre

Le fonçage d’un pieu au vérin n’est pas couramment praticable en raison des réactions considérables que

demande un enfoncement statique dès que le diamètre du pieu atteint les dimensions courantes nécessaires.

Cette technique est toutefois utilisée dans deux cas :

Les essais de pieu qui permettent de définir avec certitude la portance d’un pieu . 

Cette vérification est assez souvent employée en milieu anglo-saxon. Elle nécessite la mobilisation d’une grosse

masse pour fournir la réaction. Des essais de 1.000 tonnes ont été assez couramment exécutés à Hong Kong. La

masse peut être constituée par des gueuses de fonte, des blocs de béton, un bac rempli d’eau, mais il est aussi

possible de faire des tirants qui retiennent un chevêtre sur lequel vient prendre appui le vérin.

Dessin d’essai de pieux

(Doc Presspali et Solétanche - Droits réservés)

Les pieux foncés en acier ou en béton, utilisés pour les reprises en sous-œuvre. 

Il s’agit souvent d’éléments cylindriques en béton, d’environ un mètre de long, à âme creuse. Ils sont poussés,

élément après élément, au moyen d’un vérin qui prend appui sous la fondation du bâtiment à conforter. Lorsque

la portance voulue est atteinte, une armature métallique est enfilée dans l’axe où l’on pratique alors une injection

de ciment ou de mortier pour solidariser l’ensemble des éléments empilés. La tête du pieu est ensuite solidarisée

à la vieille fondation, généralement par l’intermédiaire d’une poutre en béton armé, construite par parties

successives. Ce mode de reprise en sous-œuvre est souple, efficace et parfaitement adapté à la confortation des

monuments historiques. Il peut être pratiqué dans un espace de travail très réduit. Le vérinage permet également,

si besoin est, de soulever tel ou tel point affaissé du bâtiment repris.

Pathologie des pieux18/11/2007

 

 

Pieu raté décortiqué

(Droits réservés)

Les accidents de fondations ne sont évidemment pas les mêmes selon l’état technologique des pays et la

qualité de la formation des constructeurs. Les quelques mots qui suivent se rapportent donc aux accidents

français de la fin du XXième. 

Les chiffres sont des ordres de grandeur établis sur l’examen de plusieurs milliers d’accidents, petits ou grands. 

La plupart des accidents observés ne correspondent pas à des fautes de calcul mais à des fautes de jugement.

Ensuite, la réalité est complexe et ne se laisse pas enfermer dans des catégories simples. Un «  bel accident » est

toujours un peu interdisciplinaire.

Il faut dire tout de suite que sur les 2000 sinistres observés, moins d’un sur dix concerne des bâtiments

fondés sur pieux. 

25% des sinistres sont dû à l’ignorance du comportement des sols (tassements différentiels, fondations

hétérogènes, etc.). 

25% sont dûs au rôle néfaste des remblais qui tassent ou qui font tasser les terrains sur lesquels on construit.  

32% sont dûs à l’action de l’eau sur des terrains argileux compacts, qui modifie profondément leurs

caractéristiques (affouillements, diminution de la force portante, gel, glissements, sous-pression, etc.). Un cas sur

trois. 

A côté des ces trois grandes familles, dues à l’ignorance ou à l’optimisme des constructeurs, il existe d’autres

causes, moins nombreuses, qui se partagent à peu près également les 18% restants.

les fondations sur sol instable en profondeur (exploitation de carrières, dissolution du gypse, tassements

miniers) ;

- les fondations à une profondeur insuffisante ;

- la corrosion des fondations par le milieu ambiant ;

- enfin, les erreurs d’exécution ou malfaçons, notamment dans le domaine des fondations profondes.

Les sinistres résultant des problèmes de fondation sont en général très coûteux en argent  et en temps et

font l’objet de longs démêlés juridiques. Etant donné la faible proportion des fondations dans le coût total final de

l’ouvrage, ce n’est pas le meilleur sujet pour écraser les prix de façon inconsidérée.

Sur la photo ci-contre : Pieu raté décortiqué. Le mauvais béton enlevé a été complètement délavé en cours de

bétonnage par les circulations d’eau. En service, les armatures de ce pieu flamberaient sous la charge et le pieu

se tasserait, provoquant des désordres en surface.

 

Fondations profondes et semi-profondes[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Fondation semi-profonde.

Présentation[modifier | modifier le code]

Les fondations profondes et semi-profondes sont des structures permettant de fonder un bâtiment en

profondeur lorsque la couche superficielle de sol n'est pas suffisamment résistante pour employer des

fondations superficielles : la reprise des charges se fait alors par la résistance du sol sous la base de

la fondation (portance) à laquelle s’ajoutent les frottements latéraux exercés par le sol sur la fondation

(résistance à l’enfoncement). Un exemple simple de ce phénomène est un parasol installé dans le

sable : la résistance du sol augmente au fur et à mesure que le tube s’enfonce.

L’interaction entre la fondation et le sol fait alors intervenir la notion de profondeur critique3 : au-delà

de cette profondeur, la résistance sous la base de la fondation n’augmente plus, et la longueur de la

fondation profonde devient alors le critère déterminant de son dimensionnement. C’est le cas des

fondations profondes, généralement appliquées dans le cas d'un sol stable à une profondeur

supérieure à 6-8 m.

Dans le cas de la fondation semi-profonde, la fondation se trouve au-dessus de cette profondeur

critique, et le frottement latéral n’est plus prédominant dans la résistance au tassement. Le

dimensionnement se fait alors au cas par cas selon la méthode des fondations superficielles ou

profondes. Ce type de fondation, atteignant généralement une profondeur comprise entre 3 et 6m, est

utilisé lorsque des fondations superficielles ne peuvent être réalisées et que des fondations profondes

ne sont pas nécessaires, ce qui évite un coût trop important.

Mise en place de fondations profondes[modifier | modifier le code]

Il existe de nombreux types de fondations profondes, qui diffèrent par leur mode d’installation et de

fonctionnement. Les plus courants sont les fondations en pieux qui peuvent être battus, foncés

ou forés (avec ou sans refoulement du sol). La technique de la paroi moulée est également très

répandue, en particulier lors de la construction de fouilles (parking souterrains, tranchée couverte,

etc.), où elle possède également un rôle de paroi de soutènement.

D’autres techniques peuvent être utilisées comme fondations profondes : micropieux, jet-grouting,

palplanches, etc. Lorsque les ouvrages d'infrastructure se trouvent soumis aux composantes

horizontales des pressions hydrostatiques, la réalisation d'un cuvelage sera parfois nécessaire pour

garantir l'étanchéité à l'eau (principe inverse de la piscine).

Mise en place de fondations semi-profondes[modifier | modifier le code]

Ce type de fondation peut être utilisée dans le cas d'un sol stable en faible profondeur : des puits

d'une profondeur suffisante pour se stabiliser sur la couche stable sont remplis de "gros béton"

(un béton grossier dosé à environ 200 kg de ciment/m3). Bien souvent, ces puits peuvent être creusés

à la pelle mécanique hydraulique, permettant ainsi à l'entreprise chargée de la réalisation du gros

œuvre de réaliser l'ouvrage sans faire appel à une entreprise spécialisée, comme dans le cas de

fondations profondes.

On a également souvent recours au système de puits et longrines préfabriquées. Dans ce cas, les

longrines sont posées sur les plots ainsi créés et permettent de supporter le poids des murs. Elles se

rejoignent au niveau de nœuds (clavetages).

En plus leur simplicité d’exécution, les fondations semi-profondes présentent aussi l'avantage de se

prémunir contre le phénomène de gel et de dégel des sols.