conseils fondations et liaison dalle-fondations

Bonjour,
Nous sommes (Etienne et Floriane) en train de concevoir notre maison. Nous avons prévu de construire notre maison et sommes en train de préparer les travaux. Le permis accepté. Nous sommes en train de dessiner en détails et en 3D (sketchup).

Nous cherchons des conseils et info pour les fondations et le lien fondation-dalle pour notre maison.

Voici ci-dessous (et normalement avec les images, c'est plus parlant!) quelques informations pour permettre de comprendre le projet.

Merci d'avance

Floriane et Etienne


La maison :
Voici quelques éléments concernant la maison :
- Lieu : Puy-de-Dôme, 500 m d’altitude
- Auto-construction totale
- Maison ossature bois
- Dimensions extérieures: environ 10.6m (axe est-ouest) et 7.7 m (axe nord-sud), 1 étage
- Selon la méthode du GREB
- Isolation paille, enduit intérieur des murs en terre
- Bardage bois brut
- Toit en tuiles rondes type romain (selon les normes d’urbanisme locales)
- Dalle bois
- Le poids d’une telle maison est légèrement inférieur à celui d’une maison parpaing classique. Nous n’avons pas encore calculé précisément le poids final mais dans un premier temps on peut considérer un poids identique à une maison parpaing classique
Nous recherchons une performance énergétique, via une conception et fonctionnement simples. Nous tentons de suivre des principes de bioclimatisme : maison compacte, orientation sud, ouvertures au sud privilégiées…




Le terrain :
- Pente environ 7% vers le sud-est
- Nous avons fait faire une étude de sol type G2 AVP
- Sol : argileux. Le bon sol est à environ 1 m
- Remarque de l’étude de sol : « nous avons obtenus des refus à la tarière comme au pénétromètre entre 0.70 m et 1.65 m de profondeur/Terrain Naturel Actuel. Ces refus ont été obtenus au sein de passages à blocs basaltiques résistants. L’emploi de BRH (brise roche hydraulique) est donc à prévoir pour la réalisation des terrassements ainsi que des fondations. »
- Risque de coulées/passage d’eau lors d’orages mais pas vraiment de risque d’inondation (pente)
- Sismicité niveau 3
- Hors gel à 80 cm







L’implantation de la maison
- La dalle bois impose un vide sanitaire à minimum 30 cm du sol final
- Par simplicité de construction et pour laisser passer l’eau : la dalle sera posée sur des plots en béton de 30 cm de diamètre
- Afin de récupérer un sol plat et pour des raisons esthétiques et pratiques le terrain sera décaissé. La profondeur maximale de décaissement sera d’environ 1.3 m.




Les fondations et la liaison dalle bois :
Pour l’instant, nous envisageons le système de fondations suivant :
o Plots de béton : longueur x largeur x hauteur : 1m x 1m x 70 cm
->Espacés de 2.5m à 3m
->Profondeur 110 cm (soit maxi -2.40 m /Terrain Naturel Actuel)
o Les plots seraient reliés entre eux par une fondation filante dans les 2 directions (liaisons parasismiques)
->Dimensions largeur x hauteur des filantes :  40 cm x 40 cm
->Profondeur des filantes 80 cm (hors gel), soit -2.10 m /Terrain Naturel Actuel
o Ferraillage en diamètre 10 mm, cage 15 cm x 15 cm (fermés par des fils de fer, non représentés sur les dessins ci-joints)
- Ce système de fondation convient-il à la maison et au terrain ?
- Le dimensionnement convient-il ?
- Pour le ferraillage, la forme en U convient-elle ?
- Etant donné que l’étude de sol mentionne un refus de pénétration entre 0.70 m et 1.65 m de profondeur/Terrain Naturel Actuel et conseille l’utilisation BRH (brise roche hydraulique), nous craignons de rencontrer des difficultés à creuser à 2.4 m de profond.
o Si cela arrivait, pourrait-on raisonnablement « remonter » l’ensemble des fondations ?
o Si oui de combien ?






Liaison dalle bois :
- Là aussi le risque sismique niveau 3 est à prendre en compte
- Sur le plot béton de 30 cm est prévue une platine de métal 10 mm d’épais
- La platine est maintenue au plot béton par 4 spits diamètre 12 mm
- Une équerre est soudée à la platine et visée aux longrines de la dalle bois par 4 boulons traversant la longrine
- Voir schémas ci-dessous
Nos questions majeures :
- Ce système convient-il pour une zone sismique niveau 3 ?
- Le dimensionnement convient-il ?
- Doit-on utiliser de l’acier inoxydable ?
- Est-ce que l’épaisseur 10 mm convient ?

Ces questions sont vraiment très très précises, pour un forum tel que celui-ci : je ne suis pas certain que quelqu'un y répondra, et si ça arrive, je ne vous conseille pas de vous y fier les yeux fermés.

Ceci dit, il manque une petite précision pour moi à vos questions : quand vous demandez si "ça convient" c'est pour savoir si ça convient pour respecter la loi ou si ça convient pour construire un truc qui tient et dont vous assumez les conséquences ? Parce que la loi est idiote, elle demande toujours des choses largement supérieures à ce qui est nécessaire, et le futur finit toujours par montrer qu'elle avait tort. C'est inévitable vu comment nous l'élaborons, et pourtant c'est la loi quand même.

Quoi qu'il en soit félicitations pour le travail de réflexion que vous avez déjà mené, on n'a pas l'habitude de voir quelque chose d'aussi fouillé.

Si votre questionnement n'est pas légal mais physique, et que nous ne discutons pas là de normes réglementaires, alors :
-> la fondation sert à transférer le poids de l'ouvrage au sol dur, il est donc illogique de chercher à casser le sol dur s'il y en a un pour le creuser plus profond. Il suffit de se poser dessus quand on l'atteint. Même la question du hors gel est liée au sol dur, car s'il faut être hors gel, c'est parce qu'un sol poreux, non dur, peu gonfler à cause du gel de l'eau qu'il contient. Mais ce phénomène n'affecte pas une roche (sinon elle explose carrément). Donc si on a un rocher saillant du sol, on peut construire directement dessus même sans être hors gel car le gel ne le fera pas bouger (exemple -> chateaux forts divers)
-> la superstructure de la maison sera considérablement plus affectée par un séisme que l'infrastructure, or là ce que vous décrivez en acier et béton doit être, à vu de nez, 100 ou 1000x plus "résistant" que ce que vous allez batir dessus. ça ne me semble pas très logique.
-> les longrines de 40x40 liant les semelles entre elles me semblent superflues, car puisqu'il y a une dalle bois sur les pilotis béton, c'est la dalle bois elle-même qui assure le diaphragme et la répartition des éventuels efforts latéraux. Il y aurait un risque si les pilotis étaient très hauts, qu'ils chassent lors d'un effort cisaillant, mais d'après la description, il ne dépasseront pas du sol de plus de 30cm donc on n'est pas dans ce cas. De plus pour renforcer la résistance de ces plots à ces contraintes là, il suffirait de les élargir un peu. Mais bon là c'est déjà indiqué pratiquement 1m3 par plot, c'est déjà largement surdimensionné à mon avis. 60x60x80 (hauteur nécessaire jusque sous la dalle bois), serait je pense suffisant.

Pour la dalle bois je n'ai pas d'avis sur les platines, leur épaisseur ou inox/pas inox. L'inox est moins solide mais plus durable, a priori je ne vois pas l'intérêt ici, de l'acier galva fera très bien le job. Les sabots des solives ne seront pas en inox, je présume ? ça pourrait peut-être aider de savoir en quoi sera fait cette dalle bois ?

Merci pour vos réponses et vos encouragements! C’est notre première maison auto-construite.


@Ugo :
si ça convient pour construire un truc qui tient et dont vous assumez les conséquences ?
-> nous sommes complètement dans ce cas

A propos du sol dit « dur » :
A priori dans notre cas nous serions en présence de blocs ou bombes de basaltes dans une matrice d’argile, atteignant des résistances de 10 à 200 MPa. Mais la nécessité de hors gel reste d’actualité selon moi. Toutefois, je prends note : si en creusant on tombe sur la roche alors à priori on peut stopper.
là ce que vous décrivez en acier et béton doit être, à vu de nez, 100 ou 1000x plus "résistant" que ce que vous allez batir dessus. ça ne me semble pas très logique.
-> effectivement le dimensionnement n’est pas évident. Bien sûr pour sécurité nous souhaitons sur-dimensionner légèrement mais en restant cohérents. Le tout est de trouver les bonnes proportions !

les longrines de 40x40 liant les semelles entre elles me semblent superflues
-> ça c’est du réglementaire zone sismique ! Pour l’historique, au moment où on a fait l’étude de sol nous n’étions pas encore sur du type de liaisons dalle bois-fondations. Or à ce moment l’étude de sol nous a conseillé des filantes de 70 cm de large à 110 cm de profond (pour hors-gel). Pour être honnête j’ai trouvé leurs conclusions et explications très légères.  Depuis, nous avons +/- décidés de partir sur des plots bétons de 30 cm émergeants du sol. De plus j’en ai parlé avec un maçon alsaciens (hors gel profond et sismicité 4) qui m’a expliqué qu’avec les plots, toute la charge serait reprise en un point précis et donc que des gros plots bétons 1m*1m reliés par des longrines seraient plus appropriés que des semelles filantes et que c’est ce qu’ils faisaient souvent en Alsace. Cela m’a semblé cohérent.
Du coup on a imaginé le système que j’ai présenté car il faisait un mix entre les conseils de l’étude de sol et la cohérence des plots béton.

de l'acier galva fera très bien le job. Les sabots des solives ne seront pas en inox, je présume ? ça pourrait peut-être aider de savoir en quoi sera fait cette dalle bois ?
-> oui effectivement. Je valide le galva !

@Chips :
vous n'avez pas envisagé d'ancrer la dalle bois sur des murets de soubassements?
-> si mais les plots de 30 cm nous semblaient plus simples pour les raisons suivantes :
-Moins de béton (oui je sais c’est bizarre de dire ça vu les grosses fondations ! mais on est tjs en réflexion. On voudrait pas trop de béton mais technopieux a refusé, sol trop dur selon eux !!)
-Moins de travail car ça sera coulé directement du camion toupie
-Pas de problème de drainage de l’eau du sol
-Meilleure ventilation de la dalle bois
-Problèmes de remontée d’humidité plus facile à gérer

Avec une dalle béton vous gagnez aussi les 30 cm de garde au sol (donc de décaissement), et aussi en inertie  (confort d'été)
->  on voulait absolument faire cela au début. Ce qui nous a fait changer d’avis :
-Les prix pour faire faire une dalle béton +isolation
-Dalle bois c’est du domaine connu par Etienne qui est menuisier
-L’isolation d’une dalle bois est plus facile et meilleure
-Le charpentier spécialisé paille qui nous accompagne nous a rassuré qu’avec : chape de 8cm béton+ PDM+murs intérieurs en terre+ un mur de refend sur toute la longueur en brique on avait déjà pas mal d’inertie
==> Donc on a dit banco ! allons au plus simple pour nous, c’est-à-dire qqch qu’Etienne maitrise

Le coup de la platine OK mais pour tout bien aligner pas si facile à mon avis
->  les étapes seraient : 1-pose de la platine, 2-pose des longrines de la dalle, 3-pose et soudage des équerres

et l'épaisseur de la tôle ne change rien puisque c'est le plot béton qui va porter la charge.
-> effectivement en compression pas de risque. Je mentionnais l’épaisseur pour l’équerre en cas de séisme (flexion et cisaillement)

Une tige filetée de 20 traversant chaque poutre aux angles, ce serait plus simple (quoique il faut percer droit )
Avec chapelle pour noyer la rondelle et l'écrou.
Ou alors de simples équerres mais là les poteaux de 300mm risquent d'être trop justes pour pouvoir spitter à minimum 75mm du bord du béton..
->  on y a pensé aussi ! on a trouvé sur un blog qqn qui a fait le coup de l’équerre et ça nous a semblé bien

Sinon pour le fond de caisson de la dalle, comment comptez-vous vous y prendre?
-> solives =poutres en I et plaques d’OSB de 15 mm posées sur les débords inférieurs des I


INFO en plus (enfin s’il y a de l’info la dedans !) :
J’ai recontacté l’étude de sol pour avoir un peu plus d’info. Voici un résumé de l’échange (je dois avouer que cela me laisse sceptique mais peut être que vous pourrez y voir qqch !) :

MOI : Sur l'étude le type de fondations conseillées est fondation superficielle filante 70 cm de large. Or, pour des raisons esthétique et pratiques la maison sera sur dalle bois et pilotis. Aussi, il semble que des fondations en plots pourraient être à considérer. Nous aimerions considérer le système de fondations suivant : … (là je détaille le système de fondations que j’ai mis dans mon premier message)
EUX : j’ai le regret de vous informer qu’une solution de plots isolés n’est pas envisageable pour votre projet. Comme indiqué dans notre rapport E16ml3348-ind0 page 12/29, il est nécessaire de réaliser des fondations filantes de grandes largeurs étant donné la géologie du site (passages à blocs hétérogènes). Concernant le ferraillage, ce n’est malheureusement pas notre métier, il convient de vous rapprocher d’un bureau d’étude structure.
MOI : Pourriez-vous SVP m'expliquer plus en détails les raisons techniques qui excluent des plots en bétons de 1m*1m* 0.70 m de hauteur reliés entre eux par des filantes de 40 cm *40cm?
Pour l'étude de sol nous ne vous avions pas précisé que la a maison sera posée sur des plots de 30 cm de diamètre. Dans ce cas, est ce qu'un système de fondations filantes (de 70 cm de large) est adapté?
EUX : Au vu des éléments en notre possession au moment de la rédaction de votre rapport en Août 2016, une solution de plots isolés n’est pas adapté à la géologie du site (blocs basaltiques). En effet, cela engendrerait d’importants tassements différentiels (notamment dû aux points durs générés par les blocs). Afin d’étudier la faisabilité d’une solution de fondations de type plots isolés reliés par des longrines, il convient d’étudier à nouveau votre dossier dans son intégralité (refaire les calculs de dimensionnements et de tassements sur la base des informations fournis le 07/01/2017).En revanche, cette nouvelle étude entre dans le cadre d’une mission complémentaire qui devra faire l’objet d’une facturation complémentaire. (évidemment !)

Merci pour vos retours, c’est toujours un peu plus de lumières pour nous aider à choisir qqch d’adapté.
Floriane et Etienne

Citation :

les longrines de 40x40 liant les semelles entre elles me semblent superflues
-> ça c’est du réglementaire zone sismique !

Je sais, et c'est inepte quand même. C'est pour ça que je vous demandais une précision sur votre démarche. La norme fait souvent volte-face. Dans les zones sismiques, on constate régulièrement que les travaux les plus récents causent le plus de problèmes, enfin bref...

Citation :

Pour l’historique, au moment où on a fait l’étude de sol nous n’étions pas encore sur du type de liaisons dalle bois-fondations. Or à ce moment l’étude de sol nous a conseillé des filantes de 70 cm de large à 110 cm de profond (pour hors-gel). Pour être honnête j’ai trouvé leurs conclusions et explications très légères. Depuis, nous avons +/- décidés de partir sur des plots bétons de 30 cm émergeants du sol. De plus j’en ai parlé avec un maçon alsaciens (hors gel profond et sismicité 4) qui m’a expliqué qu’avec les plots, toute la charge serait reprise en un point précis et donc que des gros plots bétons 1m*1m reliés par des longrines seraient plus appropriés que des semelles filantes et que c’est ce qu’ils faisaient souvent en Alsace. Cela m’a semblé cohérent.
Du coup on a imaginé le système que j’ai présenté car il faisait un mix entre les conseils de l’étude de sol et la cohérence des plots béton.

Les conclusions du BE sont très classiques, pour de la maison individuelle, ils conseillent systématiquement semelles filantes + vide sanitaire, dans tous les cas de figure. Ce qui est intéressant dans leur travail à mon avis n'est pas la préconisation sur les fondations, mais les résultats de l'analyse du sol. Dans votre cas puisqu'il est hétérogène, il pourrait être judicieux maintenant de faire des sondages au droit de chacun de vos futurs plots, histoire de voir s'ils tombent sur des blocs de basaltes ou pas. Ensuite c'est assez simple : si vous tombez sur un bloc, alors vous faites jouer à ce bloc le rôle du plot de béton de 1m3. Si vous n'avez que de l'argile, vous construisez un bloc artificiel en béton. Bien sûr qu'il pourrait y avoir des tassements légèrement différents, mais vu le poids de la maison et sa forme, franchement je pense que c'est se faire un film pour rien.

Le maçon alsacien vous a parlé, je pense, de soubassements pour une maison avec un plancher en béton, non ? dans ce cas il est logique qu'il parle de longrines en béton, portées sur les plots, car elles sont nécessaires pour porter à leur tour le plancher. Mais dans votre cas, puisque vous avec une dalle bois, les longrines, ce sont les pièces de bois qui sont sur le pourtour de la dalle. Et donc ces longrines sont en bois. C'est pourquoi je demandais aussi plus de précisions sur la nature de ces pièces (du lamellé je suppose). Par rapport à la fixation décrite, il faudra rajouter des tire-fonds sur la tanche, d'une longrine vers l'autre, au-dessus de la platine si elle ne va pas jusqu'en haut.

ps : ah si par contre vous parlez là d'un mur de refend entièrement en brique. là il y a des questions techniques particulières, car si ce mur est monté SUR la dalle bois, alors il faut la renforcer pour le porter, et s'il est monté sur le soubassement, ça implique qu'il faille mettre des longrines béton pour le porter lui. ce faisant on créé un méchant pont thermique, qu'il faudrait contrer en faisant les rangs inférieur de ce mur, ceux qui passent dans l'épaisseur de la dalle bois, en béton cellulaire.

Je sais, et c'est inepte quand même. C'est pour ça que je vous demandais une précision sur votre démarche. La norme fait souvent volte-face. Dans les zones sismiques, on constate régulièrement que les travaux les plus récents causent le plus de problèmes, enfin bref...
==> Ok c’est noté

Dans votre cas puisqu'il est hétérogène, il pourrait être judicieux maintenant de faire des sondages au droit de chacun de vos futurs plots, histoire de voir s'ils tombent sur des blocs de basaltes ou pas.
==> effectivement. Par contre, ces sondages, on va peut être les faire nous même à la mini-pelle car à 1500€ les 3 trous avec refus à 1.5 m ! c’est pas très informatif.
si vous tombez sur un bloc, alors vous faites jouer à ce bloc le rôle du plot de béton de 1m3. Si vous n'avez que de l'argile, vous construisez un bloc artificiel en béton.
==> oui ça me plait bien

Le maçon alsacien vous a parlé, je pense, de soubassements pour une maison avec un plancher en béton, non ?
==> oui c’est ça

ah si par contre vous parlez là d'un mur de refend entièrement en brique.
==> en fait c’est une ossature porteuse en bois qui reposera sur une longrine, elle-même sur une rangée de plots béton. Les briques (ou le torchis) seront en remplissage.

Merci pour votre aide. Je vous tiendrai informé de l’avancée de notre réflexion et de nos choix finaux.
Floriane et Etienne

Bonjour, à propos d'étude de sol.

Si comme je le suppose le terrain se trouve sur la coulée de tuf de Perrier près d'Issoire je pense qu'il est difficile d'évaluer le volume des blocs de basalte sur lesquels ont "tombe" en creusant à moins de travaux exceptionnels. Je suppose qu'on trouvera là un bloc à x de profondeur ailleurs à y etc sans pouvoir vraiment juger de l'importance de ceux ci  et de leurs capacités de support.  Bien que je pense qu'il est stable vu le temps qu'il est là

Je présume donc que cette coulée de tuf ancienne est stabilisée, les constructions nouvelles sont nombreuses dans cette vallée et je suppose que les terrassiers connaissent bien le problème local et sont à même de pouvoir renseigner sur une étude de sol, sur les habitudes de fondations locales ainsi qu'une entreprise de maçonnerie ancienne.

JP

Citation :

Dans votre cas puisqu'il est hétérogène, il pourrait être judicieux maintenant de faire des sondages au droit de chacun de vos futurs plots, histoire de voir s'ils tombent sur des blocs de basaltes ou pas.
==> effectivement. Par contre, ces sondages, on va peut être les faire nous même à la mini-pelle car à 1500€ les 3 trous avec refus à 1.5 m ! c’est pas très informatif.

Bien sûr qu'il faut les faire vous-même, et même avec une tarière à main vous devriez pouvoir avoir une idée de la profondeur à partir de laquelle ça bloque, si ça bloque.
Et puis ensuite, au moment de la construction, vous terrasserez à la pelle pour vraiment voir la taille des blocs sur lesquels vous aurez buté, et déterminer s'ils sont assez gros ou pas.

@ JP :
Si comme je le suppose le terrain se trouve sur la coulée de tuf de Perrier près d'Issoire
Merci pour l’info. J’ai recherché de ce côté-là. Effectivement on est peut être sur des « conglomérats volcaniques » ou à la limite avec ce qui est appelé « oligocène » selon le document suivant Le cône de déjection de Perrier, Bulletin de l'Association de géographes français Année 1934 Volume 11 Numéro 80 pp. 82-88

je suppose que les terrassiers connaissent bien le problème local et sont à même de pouvoir renseigner sur une étude de sol, sur les habitudes de fondations locales ainsi qu'une entreprise de maçonnerie ancienne.
oui on va regarder de ce côté-là

@ Ugo :
au moment de la construction, vous terrasserez à la pelle pour vraiment voir la taille des blocs sur lesquels vous aurez buté, et déterminer s'ils sont assez gros ou pas.
Yep ! exactement. Merci pour vos infos, votre temps, votre expérience et vos idées

Bonne soirée
FLoriane