GÉOMÉTRIE D’UNE FONDATION ET DÉFINITIONS

Une fondation est l’élément de construction qui transmet la charge de l’ouvrage au terrain de fondation. Les éléments géométriques qui la définissent sont :
– B, la largeur de la fondation ;
– L, la longueur ;
– D, l’encastrement qui est la profondeur de la base de la fondation. On utilise souvent un encastrement équivalent De qui tient compte des propriétés mécaniques relatives des sols traversés par la fondation. Nous préciserons ce terme, plus loin, dans les calculs.

ROLES DES FONDATIONS

RÔLE PRINCIPAL

La structure porteuse d’un ouvrage supporte différentes charges telles que des charges verticales :
•comme les charges permanentes telles que le poids des éléments porteurs, le poids des éléments non porteurs,
•comme les charges variables telles que le poids des meubles, le poids des personnes…, le poids de la neige, des charges horizontales (ou obliques):
•comme des charges permanentes telles que la poussée des terres,

RÔLES SECONDAIRES

1°) La fondation doit résister elle-même aux charges et doit être calculée en conséquence. 2°) L’ensemble ouvrage – fondation – sol doit être en équilibre stable. Il ne doit pas y avoir possibilité de mouvement.
pas de glissement horizontal : L’adhérence sol – fondation doit empêcher les forces horizontales (poussées du vent, des terres…) de pousser l’ouvrage horizontalement.
pas de basculement : Les charges horizontales ont tendance à faire basculer l’ouvrage car elles créent un moment. Les forces verticales (poids) doivent les contrebalancer.
pas de déplacement vertical : Le sol doit être suffisamment résistant pour éviter l’enfoncement du bâtiment de manière uniforme ou dissymétrique (tassements différentiels entre deux parties solidaires de l’ouvrage) et le bâtiment doit être suffisamment lourd pour éviter les soulèvements dus à l’action de l’eau contenue dans le sol (poussée d’Archimède). 3°) Une fondation doit être durable. Toutes les précautions devront être prises dans les dispositions constructives, le choix et l’emplacement des matériaux, ainsi que dans la mise en oeuvre. 4°) Une fondation doit être économique. Le type de fondation , les matériaux employés et la mise en oeuvre doivent être le moins coûteux possible.

FONCTION DE LA FONDATION

La fondation doit transmettre les charges qu’elle reçoit de la superstructure au sol d’assise choisi (grâce aux données de l’étude géotechnique. Les charges qui arrivent depuis la superstructure sont redirigées vers le sol de manière linéaire ou de manière ponctuelle suivant la configuration (élément de type voile ou de type poteau).

FONCTIONNEMENT MÉCANIQUE D’UNE FONDATION

On voit donc bien que la fondation proprement dite doit non seulement ‘résister’ à la charge issue de la superstructure que l’on note P mais doit aussi reprendre la réaction du sol de fondation que l’on note R : la fondation pour ainsi dire est prise en sandwich.
Ce qui nous amène à dire que le dimensionnement d’une fondation est mené simultanément en considérant l’élément structural proprement dit (la fondation) ainsi que le sol de fondation lequel doit répondre à certaines exigences.

RÉPARTITION DES EFFORTS SOUS UNE FONDATION

La pression exercée à la surface du sol entraîne des pressions dans les couches de sol situées en-dessous jusqu’à une certaine profondeur qui varie suivant le type de fondations et la charge appliquée.

CHOIX DU TYPE DE FONDATIONS

Le choix du type de fondation dépend :
1)du type d’ouvrage à fonder, donc des charges appliquées à la fondation (charges différentes pour une maison individuelle et pour une tour),
2)de la résistance du sol. Il est important de faire une bonne reconnaissance des sols. . Si la couche superficielle est suffisamment résistante, il sera quand même nécessaire de faire une reconnaissance de sol sous le niveau de la fondation sur une profondeur de deux fois la largeur de la fondation et s’assurer que les couches du dessous sont assez résistantes. . Si la couche superficielle n’est pas assez résistante, une reconnaissance des sols devra être faite sur une profondeur plus importante. On choisira toujours la fondation la plus économique. On dit souvent que la qualité globale d’un ouvrage dépend d’abord de la qualité de ses fondations.

PATHOLOGIE DES FONDATIONS

En général, les désordres dus à des problèmes de fondation entraînent des frais importants. Ils sont très variés et d’origines diverses. Leurs effets peuvent aller de la fissuration de la structure du bâtiment jusqu’à sa mise en péril, c’est à dire son abandon pur et simple, la construction devenant impropre à sa destination initiale.

UNE MAUVAISE EXÉCUTION

fondation non mise hors gel car profondeur trop faible, • ferraillage de la fondation mal positionné, • bétonnage des pieux mal surveillé, • oubli du drainage, • présence de terre dans le béton des fondations,

UNE CAUSE EXTÉRIEURE

vibrations importantes lors du battage des pieux d’une construction voisine,
• pieux pouvant être endommagés par les charges apportées par une fondation superficielle à proximité,

UNE MODIFICATION DES CONDITIONS EXISTANTES

reprises en sous-oeuvre mal exécutées. Il en résulte:
•un tassement plus ou moins uniforme de la construction,
•des tassements différentiels occasionnant des désordres dans la structure et dans le second oeuvre ou des désordres dans les constructions existantes voisines.