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Retrait et gonflement des argiles - guide 1 caractériser un site pour la construction

Publié en juillet 2017 et mis à jour en juin 2022
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Déterminer la sensibilité d'une parcelle aux phénomènes de retrait-gonflement des sols argileux afin d'adapter la conception de la maison à ce risque. 

L'ouvrage en quelques mots

Retrait et gonflement des sols argileux

Comme une éponge sèche mise en contact avec une surface humide, les sols argileux secs gonflent et deviennent plus mous en présence d'eau. Quand l'eau quitte ces sols, ils sont soumis à un phénomène de retrait, leur volume diminue, ils durcissent et des fentes de dessiccation peuvent apparaître. Ces phénomènes sont liés à la microstructure et à la nature des particules argileuses et des minéraux qui les constituent.

Les phénomènes de retrait et de gonflement des sols argileux sont observés depuis longtemps dans les pays au climat sec, où ils sont à l'origine de nombreux désordres causés tant aux bâtiments qu'aux voiries. En France, où les pluies sont plus régulières et les variations saisonnières moins marquées, ces phénomènes n'ont été mis en évidence que plus récemment, en particulier à l'occasion des sécheresses des années 1976, puis 1989 et 1990 et enfin 2003. Les désordres alors observés sur les constructions concernent essentiellement les maisons individuelles. Ils représentent par ailleurs pour les assurances un coût très important. Les régions affectées par ces problèmes sont la Plaine des Flandres, le Bassin parisien, une grande partie de l'Ouest de la France avec notamment le Bassin aquitain, la Provence, la vallée de la Saône entre la Bourgogne et la Franche-Comté ainsi qu'une partie de la Lorraine.

 

Accompagner les professionnels de la construction de maisons individuelles

Il est toutefois possible de gérer ces problèmes de retrait-gonflement lors de la construction d'une maison individuelle ou lors de réparations à entreprendre suite à l'apparition de désordres.Une série de trois guides Retrait et gonflement des argiles a été élaborée pour accompagner les professionnels de la construction de maisons individuelles aux différents stades de leurs projets.dans la prévention et le traitement de ce risque :

  • Guide 1 : Caractériser un site pour la construction
  • Guide 2 : Protéger sa maison de la sécheresse
  • Guide 3 : Analyse et traitement des désordres créés par la sécheresse

 

Le guide Caractériser un site pour la construction propose une démarche de détermination de la sensibilité au retrait-gonflement d'une parcelle, préalablement à la construction d'une maison individuelle, en distinguant le sol sous la construction et l'environnement de la construction.

Pour en savoir plus sur l'ouvrage

  • Roger Cojean (Armines) en charge de la coordination du guide
  • Martine Audiguier (Armines)
  • Sébastien Burlon (Ifsttar)
  • Alain Denis (I2M-GCE, université de Bordeaux)
  • Irini Djeran-Maigre (LGCIE, Insa de Lyon)
  • Myriam Duc (Ifsttar)
  • Richard Fabre (I2M-GCE, université de Bordeaux)
  • Catherine Jacquard (Fondasol)
  • Jean-François Lataste (I2M-GCE, université de Bordeaux)
  • Jean-Pierre Magnan (Ifsttar)
  • Farimah Masrouri (Lemta, université de Lorraine)
  • David Mathon (Cerema)
  • Emmanuelle Plat (BRGM)
  • Catherine Pothier (LGCIE, Insa de Lyon)

Ce guide propose une démarche de caractérisation du retrait-gonflement du sol à l'échelle d'une parcelle. Il ne se substitue pas à l'étude géotechnique associée à un projet de construction (norme NF P 94-500). Cette dernière doit aborder les problèmes de dimensionnement des fondations superficielles et le cas échéant préciser l'influence d'autres types de risques liés, par exemple, à la présence de cavités souterraines, aux glissements de terrain, aux inondations, aux séismes, etc.

La démarche de caractérisation du retrait-gonflement exposée dans ce guide comprend cinq étapes :

  1. la recherche et l'analyse des informations existantes ; il peut s'agir de documents réglementaires (PPR) ou techniques (cartes topographiques et géologiques, études géotechniques sur des parcelles voisines) et  d'autres informations plus générales comme la connaissance de sinistres sur une maison voisine : c'est l'étude documentaire ;
  2. la visite de terrain doit permettre d'avoir une vision générale du site, de caractériser l'environnement autour de la construction et de guider l'élaboration d'une campagne de sondages et d'essais de laboratoire ;
  3. la reconnaissance des sols et le prélèvement d'échantillons doivent donner une idée de la géométrie et de la nature des formations à proximité de la construction (ou à l'échelle de la parcelle si l’emplacement de la construction n'est pas connu) ;
  4. la mise en œuvre d'essais d'identification sur les échantillons fins prélevés doit mettre en évidence les sols présentant une sensibilité avérée au retrait-gonflement ;
  5. la réalisation d'essais de retrait et de gonflement sur les échantillons argileux sensibles doit aboutir à une estimation de l'amplitude des mouvements du terrain induits par le retrait-gonflement des sols et à la distinction entre sol sensible et sol très sensible.

Ce guide répond à trois questions :

  1. Quelles informations doivent être recherchées sur les facteurs et causes des phénomènes de retrait-gonflement ?
  2. Quels moyens peuvent être mis en œuvre pour obtenir ces informations ?
  3. Quelles conclusions peut-on tirer des informations recueillies ?

Quatre catégories sont définies pour identifier le terrain sous la construction :

  • absence de sol fin : terrain non sensible
  • présence de sols fins non ou peu sensibles ou sensibles sur de faibles épaisseurs : terrain peu sensible ;
  • présence de sols argileux sensibles sur une épaisseur forte ou variable : terrain sensible ;
  • présence de sols argileux très sensibles sur une épaisseur forte ou variable : terrain très sensible.

Les conditions environnementales permettent de mettre en évidence un contexte favorable ou non pour les processus de retrait-gonflement.
La combinaison de ces catégories et conditions environnementales conduit à définir quatre niveaux d’aléas : faible, moyen, fort et très fort.

    • Introduction
    • Chapitre 1. Les informations à rechercher
      • 1.1. Les sols sous la construction
        • 1.1.1. Description des sols sensibles au retrait-gonflement
        • 1.1.2. Épaisseur des couches et hétérogénéité du site
        • 1.1.3. Variations de l'humidité du sol
        • 1.1.4. Exemples
      • 1.2. L'environnement de la construction
        • 1.2.1. Le climat à l'échelle régionale
        • 1.2.2. Les pentes et les circulations d'eau sur la parcelle
        • 1.2.3. Les circulations d'eau sous la parcelle
        • 1.2.4. La végétation
        • 1.2.5. Les aménagements existant autour de la construction
      • 1.3. Démarche générale pour la caractérisation du site
    • Chapitre 2. Les moyens d’étude
      • 2.1. Les sources documentaires
        • 2.1.1. La carte géologique du BRGM
        • 2.1.2. La carte d'aléa retrait-gonflement des argiles du BRGM
        • 2.1.3. Les plans de prévention des risques (PPR)
        • 2.1.4. Les informations fournies par la carte topographique et les photographies aériennes
        • 2.1.5. Les informations fournies par les études de sol ponctuelles
        • 2.1.6. Les désordres passés connus au voisinage de la parcelle
      • 2.2. La visite de terrain : étude de l’environnement de la construction
      • 2.3. Les sondages et les essais de laboratoire : étude du sol sous la construction
        • 2.3.1. Les sondages
        • 2.3.2. Les essais de laboratoire
    • Chapitre 3. Interprétation des informations recueillies
      • 3.1. Analyse des informations
        • 3.1.1. Étape 1 : recherche documentaire
        • 3.1.2. Étape 2 : visite de terrain
        • 3.1.3. Étape 3 : réalisation de sondages et prélèvements
        • 3.1.4. Étape 4 : essais d'identification des sols fins
        • 3.1.5. Étape 5 : essais de retrait-gonflement(estimation de la sensibilité des sols fins)
      • 3.2. Détermination du niveau de sensibilité de la parcelle
    • Annexe

    Ifsttar et Armines. Retrait et gonflement des argiles - Caractériser un site pour la construction. Marne‑la‑Vallée : Ifsttar, 2017. Techniques et méthodes, GTI 4-1, 46 pages. ISBN 978-2-85782-724-5

    • fichier pdf (ISBN 978-2-85782-724-5), en téléchargement gratuit et sous licence CC BY-NC-ND 4.0.
    • livre broché (ISBN 978-2-85782-729-0),  à la vente 30 € HT. Nous contacter.

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    Fiche d'identité de l'ouvrage

    Titre :Retrait et gonflement des argiles - Caractériser un site pour la construction
    Auteurs :Ifsttar & Armines
    Éditeur :IFSTTAR
    Collection :Les collections de l'IFSTTAR
    Référence :GTI4.1
    ISBN :978-2-85782-724-5 / 978-2-85782-729-0
    Éditions :Fichier pdf en libre accès / Livre broché à la vente
    Licence :L'édition pdf est diffusée sour licence CC BY-NC-ND 4.0
    Date de parution :Publié en juillet 2017
    Nombre de pages :46 pages
    Langue :Français
    Mots clés :retrait, gonflement, reconnaissance des terrains, argile, végétation
    Contact :librairie(at)univ-eiffel.fr