posté par bentafat_rachid

La construction sur remblais

Publié à l'origine en juin 1968.

R.F. Legget

Il est quelquefois nécessaire d'ériger des constructions sur des

terrains où des matériaux ont été rapportés sur le sol d'origine.

L'existence d'un remblayage de cette nature est souvent bien connue des

indigènes, mais il arrive aussi que seule une exploration du sous-sol

en révèle la présence. Dans le cas où ces terrains doivent supporter

des fondations de bâtiments, plusieurs considérations viennent

compliquer le travail normal de dessin des plans de fondations et de

leurs constructions. Si, d'autre part, on construit en ignorant la

présence de matériaux d'apport, et si, par suite, on n'en tient aucun

compte lors des études, les conséquences de cette situation peuvent

être graves. On n'en connaît malheureusement que trop d'exemples et,

même lorsqu'on sait que les fondations reposeront sur des remblais, on

ne détermine pas toujours la nature exacte de ces derniers. Il en

résulte de sérieuses difficultés.

La littérature concernant cet aspect assez spécialisé du dessin de

fondations est très peu abondante. Au Canada, la proportion de

bâtiments dont les fondations reposent sur terrain rapporté est faible.

Le nombre de demandes de renseignements sur la question que reçoit la

Division des recherches en bâtiment n'en est pas moins élevé. Il

suggère qu'une étude du sujet et une revue des difficultés qui lui sont

associées pourrait être utile. Le présent digeste comporte une revue de

cette nature. Il contient également un bref exposé relatif au

comportement satisfaisant de constructions érigées sur des terrains

rationnellement remblayés. La dernière partie du digeste confirme que,

sauf cas tout-à-fait exceptionnels, il n'existe pas d'empêchement à la

construction sur terrain d'apport. Toutes les fois qu'un terrain

contenant des matériaux rapportés quelconques doit être utilisé pour

l'exécution d'un projet de construction, une investigation

exceptionnellement approfondie est nécessaire.

posté par bentafat_rachid

Nature du matériau rapporté

Aucun lecteur n'ignore le fait que, dans les régions en cours

d'aménagement, les creux de terrain, tels que carrières dont

l'exploitation a cessé, ou excavations abandonnées, sont utilisés par

la population pour se débarrasser des rebuts. A moins qu'une

surveillance sévère ne soit exercée sur ce genre d'opérations, les

matériaux de comblement sont hétérogènes à l'extrême. On rencontre

partout, semble-t-il, des individus prêts à se débarrasser de leurs

ordures ménagères dans des endroits aussi proches que possible de leurs

demeures, sans le moindre souci des conséquences déplaisantes qui en

résultent pour le public. C'est ainsi qu'il existe une très élégante

solution au problème consistant à faire disparaître une vieille

automobile inutilisable. Il suffit, par une nuit sombre, de précipiter

le véhicule dans une vieille carrière. Si des faits de ce genre, connus

de tous, sont volontairement mentionnés ici, c'est dans le but de

rappeler au lecteur qu'un terrain rapporté peut en pratique contenir à

peu près n'importe quoi. L'auteur de ces lignes s'est trouvé avoir à

transformer un remblai en jardin: il y a découvert une partie d'un

vieux châlit. Il importe donc de comprendre que, dans le cas de

terrains rapportés, on peut s'attendre à tout, sauf si l'on possède la

certitude absolue que le comblement a été effectué avec des matériaux

sélectionnés et sous strict contrôle.

Même dans le cas où la nature des matériaux déposés sur des

emplacements à combler peut être ainsi contrôlée, il est rare qu'une

méthode rationnelle de déversement puisse être imposée. La méthode de

dépôt des bons matériaux de remplissage, tels que sable, gravier ou

argile, consiste ordinairement à vider une benne par l'arrière. A

mesure que le volume de matériaux déversés augmente, et que des camions

chargés passent sur le remblayage nouvellement formé, ce dernier

acquiert progressivement un aspect assez compact. Il s'en faut

cependant qu'il soit convenablement tassé. Contrairement aux mêmes

matériaux dans leur état naturel, on est en présence de matériaux non

consolidés, sujets à futurs tassements soit avec le temps, soit sous

l'effet des charges appliquées. Les constructions sont en conséquence

destinées à s'enfoncer dans le remblayage à moins qu'en établissant

leurs plans, on n'ait pris les mesures nécessaires pour éviter

l'éventualité de tels accidents.

Dans les villes les plus anciennes d'Europe et dans quelques parties

de l'Amérique du Nord, il arrive que certaines zones soient couvertes

de matériaux rapportés consistant en débris de maçonnerie accumulés du

fait des destructions successives d'anciens bâtiments. En

Tchécoslovaquie par exemple, la ville de Prague a existé en tan que

région urbaine pendant plus de mille années. En quelques endroits de la

ville, il existe une couche de matériaux rapportés de natures diverses

dont l'épaisseur atteint 8 mètres (26 pieds). La ville de Varsovie

offre un exemple encore plus remarquable. Après sa démolition totale au

cours de la seconde guerre mondiale, elle a subi une reconstruction

complète très réussie. Lorsqu'ils décrivent ce gigantesque travail, les

ingénieurs polonais déclarent, presque avec le sourire, que l'altitude

de la ville est aujourd'hui supérieure d'environ 2 mètres à celle

d'avant-guerre. C'est en effet sur le remblayage formé par les débris

provenant de la destruction de la ville d'avant-guerre qu'a été

exécutée la reconstruction. Ces exemples constituent naturellement des

cas extrêmes. Ils n'en sont pas moins utiles, car ils rappellent que,

même au Canada, des terrains à bâtir situés au centre des villes

peuvent être couverts d'éléments rapportés provenant de bâtiments

précédemment existants.

posté pa bentafat_rachid

La nature des matériaux existant dans les terrains rapportés sur

lesquels on se propose de construire peut être très variée. L'un des

cas les plus dangereux se présente lorsque des matières organiques

telles que des ordures ménagères sont incluses dans le remblai. Il

existe d'ailleurs d'autres sources moins visibles de matières

organiques. Certains produits, à l'état solide lorsqu'ils sont déposés,

se décomposent avec le temps. Il existe une forte probabilité pour

qu'ils engendrent des produits gazeux de décomposition, en particulier

du méthane, qui non seulement ont des odeurs déplaisantes, mais en

outre créent un danger d'explosion. Il existe des procédés modernes,

d'un emploi général, pour se débarrasser hygiéniquement des résidus

urbains en les utilisant au remblayage des terrains. Ce genre de

matériau constituera donc de plus en plus un trait caractéristique des

terrains de remblayage. En même temps, cependant, les terrains

récupérés par les méthodes hygiéniques de comblement sont presque

toujours destinés à constituer des parcs publics. Les dangers signalés,

dont l'importance est toujours limitée, n'auront donc pas dans ce cas

de sérieuses conséquences. C'est seulement lorsque du méthane, par

exemple, est retenu captif dans des endroits clos tels que sous-sols,

que le danger devient sérieux au point d'exiger son immédiate

élimination.

Certaines fabrications industrielles produisent de grandes quantités

de déchets qu'on est obligé d'évacuer et d'utiliser comme matériaux de

comblement. Beaucoup de Canadiens sont familiers avec la vue nocturne

des grands crassiers de Sudbury. Les procédés d'affinage appliqués dans

les usines d'aluminium produisent de grandes quantités de résidus

rouges, ordinairement dirigés sur des bassins de sédimentation. Ces

procédés et d'autres similaires peuvent aussi donner des produits

solides qui semblent constituer des matériaux acceptables de

comblement. Il est dans tous les cas important de déterminer l'origine

de remblayages industriels de cette nature, dont la composition

chimique peut jouer un rôle déterminant.

posté par bentafat_rachid

Pratiques recommandées

Lorsqu'on a la certitude qu'un terrain de construction contient des

matériaux rapportés, il est essentiel, pour compléter et vérifier les

renseignements oraux, d'accepter la nécessité d'une investigation

détaillée du sous-sol. Il n'existe pas de règles générales pour le

calcul de fondations reposant sur terrain rapporté et chaque cas doit

être considéré séparément. Il est nécessaire de déterminer, jusqu'à une

profondeur suffisante, la nature exacte de la totalité du terrain.

Alors seulement pourra-t-on entreprendre le dessin des fondations, à

moins que les études préliminaires ne révèlent qu'il est totalement

impossible d'utiliser en toute sécurité l'emplacement considéré pour le

but poursuivi.

Ce cas extrême peut se présenter si l'étude du sous-sol révèle la

présence de dépôts importants de matières organiques. Ces dernières

peuvent provenir de la décomposition d'ordures ménagères. Mais un

danger identique peut exister dans le cas où du bon matériau a été

rapporté sur d'anciennes fondrières, tel du moskeg. Rien ne peut

arrêter le processus naturel de décomposition chimique. Si la présence

de méthane est susceptible de causer un danger (s'il existe, par

exemple, dans la partie de la construction située au-dessous du sol,

des emplacements clos) on devra soit renoncer à construire sur le

terrain considéré, soit, à condition que l'opération soit

économiquement réalisable, enlever tout le matériau rapporté et

utiliser le sol d'origine comme assise.

La présence possible de matières organiques ne constitue qu'une des

raisons imposant l'exécution dans les terrains rapportés de sondages

d'essai beaucoup plus importants que dans la pratique courante. Les

couches naturelles du sol ont elles-mêmes une composition suffisamment

variable pour exiger, dans tous les cas de constructions tant soit peu

importantes, l'exécution de sondages d'essai en des points rapprochés

les uns des autres. Ce genre d'opération est nécessaire pour

l'obtention d'une connaissance aussi précise que possible des

conditions du sous-sol avant d'entreprendre le dessin des éléments de

fondation. Nul ne peut garantir une uniformité quelconque dans un sol

rapporté. La texture en est presque certainement variable, ne serait-ce

qu'à cause du mode habituel de déversement des matériaux. On doit en

conséquence exécuter un programme soigneusement préparé de sondages

d'essai, prévoyant au début des forages en des points importants. Cette

méthode donnera une idée générale de l'étendue des matériaux rapportés.

Les forages suivants seront placés entre les forages principaux, de

manière à obtenir une représentation de plus en plus précise de la

nature et de l'importance des matériaux sous-jacents, ainsi que de

l'emplacement et de la nature du sol d'origine.

Si certains forages pénètrent la nappe phréatique, des précautions

encore plus grandes s'imposent. Il se peut en effet que l'eau soit

prisonnière dans des poches situées entre des couches de matériaux

rapportés de natures différentes. Elle peut ainsi donner une impression

fausse sur la composition réelle d'une partie de ces matériaux. Les

plus grands efforts s'imposent donc en vue d'obtenir de bons

échantillons des matériaux rapportés, spécialement s'ils sont imprégnés

d'eau. On pourra ainsi les étudier soigneusement et déterminer leurs

propriétés en laboratoire. Les forages d'essai doivent eux aussi être

exécutés très soigneusement, car le méthane, s'il en existe, peut se

présenter sous faible pression. L'eau souterraine peut avoir été

contaminée par des matériaux présents dans le terrain de comblement.

Les propriétés chimiques des échantillons doivent donc être déterminées

en vue d'obtenir la certitude qu'il n'existera aucun risque d'attaque

chimique des fondements.

posté par bentafat_rachid

Les échantillons de matériaux rapportés ne doivent pas être examinés

moins soigneusement s'il s'agit de matériaux d'apparence solide tels

que les scories industrielles. Certains types de scories autres que

celles des hauts-fourneaux se dilatent lentement sous l'effet de la

chaleur et de l'humidité. Il existe au Canada au moins un endroit où, à

cause de ce phénomène, les fondations ont sérieusement souffert. Il

importe de n'admettre jamais sans vérifications une donnée quelconque

concernant des matériaux rapportés trouvés dans le sous-sol d'un

terrain sur lequel on projette de construire.

Lorsqu'on a détecté la présence de matériaux rapportés, il convient

d'en déterminer les propriétés. Si une étude préliminaire le suggère,

il ne faut pas hésiter à entreprendre des essais en laboratoire. Si

cependant, comme cela se produit souvent, l'épaisseur du remblai est

faible, il est naturellement préférable de ne pas utiliser les

matériaux de comblement comme assise des fondations, mais d'examiner

les caractéristiques du sous-sol en vue d'y faire si possible reposer

la construction. A condition que le sol d'origine leur convienne, on

utilisera dans ce but des fondations sur puits bétonnés ou sur pieux.

On conçoit que la composition chimique des matériaux rapportés et des

eaux rencontrées dans le sol doivent être connue avec certitude. On

éliminera ainsi toute possibilité de détérioration des fondements après

construction du bâtiment.

Il peut être avantageux d'utiliser les remblais eux-mêmes comme

couche d'assise dans le cas où il en existe une grande épaisseur, ou si

les charges à supporter sont faibles. En pareil cas, si les charges

sont transmises par colonnes à des semelles appropriées, un sondage

d'essai doit obligatoirement être exécuté à l'emplacement de chacune

des colonnes. Il est en effet indispensable de connaître avec certitude

les forces portantes. Lorsque les caractéristiques des matériaux sont

connues, on peut calculer les forces portantes minimales dont les

valeurs doivent être utilisées avec prudence. Le tassement doit en

effet rester compris à l'intérieur de limites raisonnables. Il faut en

outre réduire au minimum les différences possibles de tassement entre

éléments de fondation, car l'uniformité de la consistance d'un matériau

rapporté ne peut jamais être considéré comme certaine. Si le type de

construction permet d'appliquer les charges à des dalles de béton en

surface ou près de la surface les pressions doivent également rester

comprises entre des limites très prudentes. Le pré-chargement d'un

terrain constitué par des matériaux rapportés constitue rarement une

opération économique. Cette possibilité ne doit cependant pas être

perdue de vue, bien que ce genre de travail ne puisse en aucun cas être

entrepris sans consultation préalable d'un expert.

Malgré tous les risques, beaucoup d'excellentes constructions ont

été érigées sur sol rapporté. Dans presque tous les cas le succès a

résulté d'une investigation préliminaire très soignée. A vrai dire, un

élément de chance est intervenu dans quelques cas remontant à une

époque où les méthodes de calcul de fondations n'étaient pas aussi

avancées qu'aujourd'hui. On doit considérer toutes les dépenses de

temps, d'argent et tous les efforts consacrés à l'examen d'un sol

rapporté en vue d'une construction comme la meilleure des polices

d'assurance. Si l'emplacement convient sous tous rapports, on peut

éliminer tous les dangers avec soin et exécuter des plans de fondations

qui donneront toute satisfaction.

Comblement dirigé

Lorsqu'on doit combler entièrement un emplacement, ou même

simplement faire disparaître les rugosités d'un terrain, il se peut

qu'on ait le choix du matériau à rapporter et de son mode de dépôt. Les

techniques modernes de traitement des sols permettent alors d'éliminer

totalement les dangers offerts par un comblement non dirigé. Il est

possible d'obtenir des excavations ou des emplacements de construction

aussi satisfaisants, sinon meilleurs, que le sol d'origine. Dans les

régions urbaines, on s'efforce de plus en plus, à cause de

l'accroissement continu des villes, d'utiliser les excavations

existantes et les emplacements même défavorables où l'on peut

construire. Un besoin croissant de connaître et d'appliquer un mode de

traitement rationnel des matériaux de comblement se fait ainsi sentir

chaque jour.

Les matériaux destinés à combler des excavations précédemment

creusées doivent être choisis aussi semblables que possible aux

matériaux extraits. Lorsque des matériaux d'extraction doivent servir

au remblayage, il importe de déterminer soigneusement leurs propriétés

de manière à pouvoir les disposer de la meilleure manière possible.

S'il s'agit de niveler un emplacement, on a parfois la faculté de

choisir le matériau à utiliser; on doit alors s'efforcer d'obtenir un

sol possédant les caractéristiques de tassement désirables et

susceptible de se mélanger convenablement au sol local.

Pour préserver les possibilités agricoles du sol, l'emplacement à

combler doit être préparé par enlèvement de la couche fertile. Le sol

naturel restant doit être laissé intact. Toutes précautions doivent

être prises pour que le passage répété du matériel de terrassement ne

cause au sol d'origine qu'un minimum de modifications. Ainsi qu'on l'a

expliqué dans des digestes précédents, le matériau de comblement doit

être disposé en couches minces, de manière à pouvoir être tassé par la

machine adéquate, et amené à une densité s'accordant avec sa teneur en

humidité et ses caractéristiques de tassement. Un contrôle strict du

matériau de comblement est donc nécessaire à la fois à l'endroit

d'origine de ce matériau et au point de déversement. Ce genre

d'inspection sur le terrain constitue une caractéristique

particulièrement importante des travaux de génie civil relatifs au

traitement moderne du sol.

Si on prend de telles précautions, on peut réaliser un sol de

comblement dirigé dont les caractéristiques sont prévisibles. On peut

alors l'utiliser sans crainte comme sol d'assise même dans le cas de

fortes charges et d'importants bâtiments. Chacun connaît la méthode

moderne de construction des remblais. Dans l'Etat de Californie, par

exemple, il existe plusieurs routes sur remblais, hautes de plus de 90

pieds, et où le pavage a suivi de peu la fin du remblayage. On sait

moins que des techniques exactement semblables sont mises en oeuvre

pour niveler les emplacements de maints grands établissements

industriels. Tel est le cas pour une importante partie d'un grand

complexe atomique aux Etats-Unis. Une partie des bâtiments repose sur

sol naturel, l'autre sur remblai compacté. L'ensemble se comporte d'une

manière parfaitement satisfaisante.

Construire sur terrain rapporté constitue donc une opération pleine

d'intérêt en technique des fondations. On doit se souvenir d'une part

que deux emplacements remblayés ne sont jamais identiques et que,

d'autre part, les conditions variables en divers points d'un sol

rapporté rendent indispensables des examens extrêmement précis et

détaillés du sous-sol. Certains emplacements exceptionnels mis à part,

on peut alors construire des fondations dont le comportement sera

parfaitement satisfaisant.