Qu'il s'agisse de construire une maison, un immeuble en copropriété de faible ou de grande hauteur, ou un bâtiment commercial, rien n'est plus important que de poser des fondations solides. Sans des fondations bien construites, l'entretien du bâtiment finira par coûter beaucoup plus cher, des problèmes structurels apparaîtront au fil du temps, et il pourrait même devenir dangereux à occuper.
Le matériau le plus couramment utilisé pour construire des fondations est le béton. Cela s'explique par sa solidité, sa durabilité, sa résistance à l'humidité et à la pression du sol, ainsi que par son coût relativement faible. Cependant, saviez-vous qu'il existe de nombreux types de fondations en béton ? Chaque type présente ses propres avantages et inconvénients, qui dépendent de l'environnement.
Dans cet article, nous vous proposons une introduction de base aux :
- Qu'est-ce qu'une fondation en béton ?
- Les différents types de sol et leur impact sur vos fondations
- Fondations en béton coulé vs fondations en blocs de béton
- Différents types de fondations en béton
- Comment couler une fondation en béton
- Quel est le coût d'une fondation en béton
- Alternatives aux fondations en béton
- Avantages et inconvénients des fondations en béton
- Le meilleur béton pour les fondations en béton
- Foire aux questions
- Remarques finales
Qu'est-ce qu'une fondation en béton ?
Une fondation en béton utilise du béton coulé ou des blocs de béton, généralement renforcés par des barres d'armature en acier, afin de créer une base structurelle pour votre maison. On peut fabriquer du béton en mélangeant du ciment, de l'eau, du sable et des granulats tels que du gravier ou de la pierre concassée. Lorsque ces éléments sont combinés, le ciment réagit avec l'eau au cours d'un processus chimique appelé hydratation, ce qui provoque le durcissement du mélange pour former un matériau structurel solide.
Pourquoi avez-vous besoin d'une fondation en béton ?
Les fondations en béton transfèrent le poids du bâtiment de manière uniforme dans le sol et répartissent la charge de façon homogène sur le sol porteur. Sans fondations, le sol sous le bâtiment se déplacerait de manière inégale au fil du temps. Par exemple, après de fortes pluies, le sol sous une partie de la maison peut devenir saturé et perdre de sa résistance, tandis que d'autres zones restent fermes. Ce soutien inégal peut entraîner une inclinaison de la structure, provoquant des fissures et des dommages structurels.
Il existe de nombreux types de matériaux pouvant être utilisés pour une fondation, mais les fondations en béton sont les plus courantes au Québec.
Note
Les différents types de sol et leur impact sur vos fondations
Avant d'aborder les différents systèmes de fondations, il est important d'examiner le sol et les sous-structures sur lesquels repose votre propriété. Il peut s'agir d'argile, de limon, de sable, de gravier ou de roche. Le type de sol influe sur le choix de vos fondations. En effet, le sol détermine la charge qu'il peut supporter en toute sécurité et l'ampleur des mouvements du bâtiment au fil du temps. Si le sol est trop faible pour soutenir la maison, les fondations peuvent s'enfoncer de manière inégale dans le sol, ce qui peut entraîner une inclinaison de la structure, puis l'apparition de fissures.
Avant la construction d'un bâtiment, un ingénieur géotechnicien analyse les conditions du sol et détermine sa capacité portante, ses caractéristiques de drainage et sa susceptibilité au mouvement. Les concepteurs de bâtiments utilisent le rapport géotechnique pour concevoir les fondations adaptées au site.
Au Québec, on peut observer des exemples concrets de l'influence du type de sol sur la conception des fondations dans les bâtiments résidentiels construits dans la vallée du Saint-Laurent. Ces maisons sont généralement construites sur des dépôts riches en argile, ce qui nécessite souvent des semelles plus profondes et des fondations renforcées par rapport à celles construites dans les Laurentides, où les sols plus sableux ou le substrat rocheux peu profond permettent des conceptions de fondations plus simples et moins coûteuses.
Fondations en béton coulé ou en blocs de béton
Au Québec, on utilise principalement deux méthodes pour construire des fondations en béton : les fondations en béton coulé et les fondations en blocs de béton.
Les constructeurs réalisent une fondation en béton coulé en versant du béton liquide dans des coffrages temporaires sur le chantier et en le laissant durcir pour former un mur solide. Ils placent des barres d'armature en acier (barres d'armature) à l'intérieur des coffrages pour renforcer le béton et réduire les fissures. Le mur fini forme une structure monolithique sans joint qui soutient la maison et répartit son poids uniformément dans le sol.
Les constructeurs réalisent une fondation en blocs de béton (blocs de cendres ou CMU) en empilant et en scellant au mortier des éléments de maçonnerie en béton individuels pour former les murs de fondation. Les fabricants conçoivent les blocs avec un noyau creux afin d'en réduire le poids et de permettre le renforcement. Les entrepreneurs insèrent des barres d'armature en acier verticalement à travers les noyaux et les remplissent souvent de coulis ou de béton pour augmenter la résistance et la stabilité.
Avantages et inconvénients des fondations en béton coulé par rapport aux fondations en blocs
Les fondations en blocs de béton sont généralement moins coûteuses à construire que les fondations en béton coulé, mais chaque joint de mortier constitue un point de faiblesse potentiel. Au fil du temps, ces joints peuvent laisser l'eau s'infiltrer dans le système mural, entraînant des inondations, de l'humidité, la formation de moisissures et d'autres problèmes liés à l'humidité. Par conséquent, les fondations en blocs nécessitent une imperméabilisation soignée et un entretien régulier pour garantir leur performance à long terme. Au Québec, les constructeurs ont le plus souvent utilisé des fondations en blocs dans la construction résidentielle entre les années 1950 et 1980.
Les fondations en béton coulé, en revanche, forment un mur monolithique continu comportant beaucoup moins de joints. Cette structure leur permet de résister plus efficacement à l'infiltration d'eau et à la pression latérale du sol, ce qui explique pourquoi la construction résidentielle moderne utilise généralement des fondations en béton coulé et pourquoi les acheteurs les préfèrent généralement.
Différents types de fondations en béton
Bien que les termes « béton coulé » et « blocs de béton » décrivent la manière dont les constructeurs réalisent les murs de fondation, les ingénieurs classent les fondations en fonction de la manière dont elles transfèrent le poids d'un bâtiment au sol. Dans ce contexte, les fondations sont généralement classées en deux grandes catégories : les fondations superficielles et les fondations profondes.
Types de fondations superficielles
Les constructeurs utilisent des fondations superficielles lorsque le sol près de la surface est suffisamment solide pour supporter le poids de la structure sans qu'il soit nécessaire de transférer les charges vers un sol plus profond. Il existe différents types de fondations superficielles, chacun présentant des avantages et des inconvénients selon les environnements. En général, les bâtiments résidentiels de faible hauteur et autres structures légères utilisent des fondations superficielles. Les types les plus courants de fondations superficielles sont les suivants :
- Fondation sur dalle au niveau du sol
- Fondation avec vide sanitaire
- Fondation avec sous-sol
- Fondation en T
- Fondation en dalle ou en radier
- Fondation peu profonde protégée contre le gel (FPSF)
Examinons de plus près ce que sont chacun de ces types de fondations et quels sont leurs cas d'utilisation.
Fondation en dalle sur sol
Une fondation en dalle sur sol est une couche unique et épaisse de béton coulée directement sur le sol, souvent sur une base de gravier ou de sable, et dotée d'une barrière anti-humidité. Il existe deux types principaux de fondations en dalle sur sol : la dalle monolithique et la dalle flottante.
Une fondation à dalle monolithique
Dans une fondation à dalle monolithique, les constructeurs coulent les semelles et la dalle ensemble pour former une structure en béton continue. Ils placent les semelles sous les murs porteurs et forment des bords épaissis autour du périmètre pour soutenir les murs extérieurs. Cette fondation ne nécessite qu'une excavation peu profonde, généralement une dalle de 10 cm avec des semelles à bords épaissis de 30 à 60 cm, ce qui la rend plus rapide et plus économique que les fondations nécessitant une excavation plus profonde et plusieurs coulées.
Au Québec, les constructeurs utilisent rarement ce type de fondation. En effet, le Code du bâtiment du Québec exige que les fondations soient creusées sous la ligne de gel (jusqu'à 1,8 mètre de profondeur) afin d'éviter le soulèvement dû au gel. Ils peuvent toutefois y recourir s'ils installent une fondation peu profonde protégée contre le gel, qui empêche le sol sous la semelle de geler.
Une semelle flottante
Une dalle flottante est une dalle que le constructeur coule séparément de la fondation en béton. Dans cette configuration, la dalle se trouve à l'intérieur du périmètre des murs de fondation et repose sur un remblai granulaire compacté, ce qui lui permet de se déplacer indépendamment de la structure de fondation.
Au Québec, les constructeurs doivent soit prolonger la fondation en béton sous la ligne de gel, soit l'isoler correctement pour éviter le soulèvement dû au gel et les mouvements du sol pendant les cycles de gel-dégel. Cependant, les constructeurs n'ont pas besoin d'appliquer de protection contre le gel au sol en béton coulé. Cela fonctionne car la conception permet au sol de se déplacer indépendamment des murs, puisqu'il n'est pas relié de manière rigide à la superstructure. Ce type de fondation ne convient généralement qu'aux petites structures telles que les terrasses et les abris de jardin.
Fondation avec vide sanitaire
Une fondation sur vide sanitaire surélève légèrement le bâtiment par rapport au sol, créant ainsi un espace sous la structure. Les constructeurs réalisent les fondations sur vide sanitaire à partir de murs de soubassement, de murs structurels courts reposant sur des semelles en béton. Au Québec, ils construisent généralement des murs de soubassement de quatre pieds ou moins à l’aide de béton coulé, de blocs de béton ou de moellons (pierres). Les constructeurs posent souvent une fine bande de béton à la base du vide sanitaire, appelée « dalle anti-rats ».
Ce type de fondation est moins coûteux qu’un sous-sol complet, sa construction coûtant souvent entre 8 000 et 12 000 dollars de moins. Si l’entreprise de construction conçoit bien le vide sanitaire, celui-ci peut s’avérer très pratique, car il est plus facile d’accéder au câblage électrique, aux systèmes de plomberie et aux autres installations techniques situées sous la superstructure qu’avec un sous-sol complet. De plus, comme le vide sanitaire surélève la maison, il peut offrir une certaine protection contre les inondations.
Fondations du sous-sol
Les fondations avec sous-sol constituent le type le plus profond de fondations superficielles et sont particulièrement courantes au Québec. Comme les constructeurs doivent de toute façon creuser pour atteindre la ligne de gel, ils en profitent souvent pour construire un sous-sol. Ce type de fondation permet de disposer d'un espace de vie ou de rangement supplémentaire sous le niveau principal du bâtiment.
Il existe deux types courants de fondations de sous-sol au Québec : les sous-sols complets et les sous-sols partiels. Les sous-sols complets sont dotés d'un mur de fondation qui s'étend sur tout le périmètre du rez-de-chaussée. Par exemple, si le sous-sol mesure 1 000 pieds carrés, un sous-sol complet aura également une superficie de 1 000 pieds carrés. Les sous-sols partiels ont des murs de fondation qui ne soutiennent qu'une partie de l'empreinte de la maison, ce qui signifie que le sous-sol n'occupe qu'une partie de l'espace sous la maison. La surface restante peut reposer sur un vide sanitaire ou une dalle de fondation.
Note
Fondations en T
Une fondation en T consiste à ajouter une forme en T à la semelle de la fondation sous la ligne de gel. Ce type de fondation est particulièrement courant dans les climats froids, car la semelle s'étend sous la profondeur de gel, empêchant ainsi le soulèvement dû au gel de faire remonter ou de fissurer les murs de fondation. Le mur vertical au-dessus de la semelle soutient la superstructure de la maison, et vous pouvez couler une dalle à l'intérieur du périmètre en T pour créer un plancher de sous-sol.
Fondation en dalle (ou sur radier)
Une fondation en dalle (ou radier) consiste en une seule grande dalle rectangulaire ou circulaire continue placée sous un bâtiment. La fondation comporte des piliers construits au-dessus de la dalle. Les murs porteurs de la superstructure sont construits sur ces piliers. Les fondations en dalle sont courantes dans les projets de bâtiments commerciaux et dans les régions où les sous-sols sont courants.
Fondation peu profonde protégée contre le gel (FPSF)
Une fondation peu profonde protégée contre le gel est similaire à une fondation sur dalle au sol, où la fondation ne s'enfonce pas aussi profondément que les fondations de sous-sol ou en T. Au lieu de placer la semelle sous la ligne de gel, les constructeurs installent une isolation rigide à l'horizontale dans le sol, formant une jupe isolante qui s'étend vers l'extérieur à partir du mur de fondation. Cette isolation empêche le gel de pénétrer sous la semelle, ce qui permet à la fondation de rester moins profonde sans risque de soulèvement dû au gel.
Ce type de fondation est idéal dans les climats froids ou lorsque la profondeur du sol est assez faible, par exemple lorsque la roche mère ou une corniche se trouve à seulement quelques centimètres sous la surface.
Types de fondations profondes
Les constructeurs ont recours à des fondations profondes lorsque le sol proche de la surface ne peut pas supporter en toute sécurité le poids de la structure et que les charges doivent être transférées vers un sol plus solide ou vers la roche mère située plus profondément sous terre. En général, les grands bâtiments et autres structures lourdes utilisent des fondations profondes. Le type le plus courant de fondations profondes est celui des fondations sur pieux.
Fondations sur pieux
Les fondations sur pieux sont un type de fondation profonde qui consiste à forer à travers les sols de surface plus faibles et à transférer la charge du bâtiment vers des couches de sol ou de roche plus profondes et plus résistantes. Il existe deux types principaux de fondations sur pieux : les fondations sur pieux sans refoulement et les fondations sur pieux avec refoulement. Les pieux sans refoulement sont créés en forant un trou et en le remplissant de béton armé. Les pieux avec refoulement sont enfoncés dans le sol, repoussant le sol environnant à mesure que le pieu s'enfonce.
Les fondations sur pieux doivent être utilisées lorsque le sol proche de la surface n'a pas une capacité portante suffisante pour supporter les charges imposées par la structure. Elles peuvent également être nécessaires lors de la construction sur des terrains en pente, où l'excavation pourrait surcharger ou fragiliser les structures adjacentes, ou lorsque la nappe phréatique est proche de la surface et que les fondations superficielles conventionnelles risquent d'être instables.
Comment couler une fondation en béton
La mise en place d'une fondation en béton nécessite une planification et une exécution minutieuses. Le processus, de la préparation du site au coffrage et au durcissement, exige de la précision pour garantir la durabilité et la résistance de la fondation. Chaque étape contribue de manière significative à la stabilité et à la longévité de la structure.
Étape 1 – Planification
Avant de commencer à couler les fondations, la première étape consiste à planifier. Il s'agit ici de décider du type de fondations que vous allez construire, de concevoir les fondations, de déterminer les matériaux et l'équipement dont vous aurez besoin, ainsi que le coût total du projet. Pour ce faire, vous devrez faire appel aux experts suivants.
| Rôle | Ce qu'ils font | Quand faire appel à eux |
|---|---|---|
| Chef de projet | Supervise l'ensemble du projet de fondation. Coordonne les calendriers, les budgets, les matériaux et la communication entre les ingénieurs, les architectes et les entrepreneurs. Veille à ce que le projet respecte les délais et le budget. | Au début de la phase de planification pour les projets de grande envergure ou complexes. Pour les projets de moindre envergure, l'entrepreneur peut assumer ce rôle. |
| Ingénieur géotechnique | Analyse les conditions du sol et du terrain. Teste la portance du sol, les niveaux de la nappe phréatique et la stabilité afin de déterminer le type et la profondeur de fondation les plus sûrs. | Très tôt dans la planification, avant la conception des fondations. Particulièrement important lorsque les conditions du sol sont inconnues ou que le projet est de grande envergure. |
| Architecte | Conçoit l'agencement, la structure et l'apparence du bâtiment. Collabore avec les ingénieurs pour s'assurer que les fondations soutiennent le bâtiment en toute sécurité et sont conformes aux codes de construction. | Au début de la phase de conception, après l'étude de faisabilité du site mais avant que les plans structurels définitifs ne soient finalisés. |
| Ingénieur civil / ingénieur en structure | Conçoit le système technique des fondations, y compris les semelles, l'armature et les calculs de charge. S'assure que la structure répartit le poids de manière sûre dans le sol. | Après les essais de sol, mais avant la finalisation des plans de construction. |
| Concepteur / Dessinateur | Réalise les plans détaillés et les plans techniques à partir des spécifications de l'architecte et de l'ingénieur afin que les entrepreneurs puissent construire les fondations avec précision. | Pendant la phase de conception, une fois que les principales décisions d'ingénierie et d'architecture ont été prises. |
| Entrepreneur / Constructeur | Réalise les travaux de construction, notamment l'excavation, le coffrage, la mise en place des armatures, le coulage du béton et le durcissement. | Une fois les plans et les permis approuvés, juste avant le début de la construction. Les entrepreneurs peuvent également être consultés plus tôt pour des estimations de coûts. |
Étape 2 – Excavation du côté
Une fois que vous disposez d'un bon plan, il est temps de commencer à creuser ! La première chose à faire ici est de dégager la zone sur laquelle vous prévoyez de construire, puis de l'excaver à la profondeur et aux dimensions requises, conformément à la conception des fondations. Vous devrez ensuite compacter le sol pour créer une base stable. Pour ce faire, vous pouvez utiliser un compacteur à saut ou un rouleau compacteur pour les grandes surfaces. Vous devez viser un taux de compactage de 90 à 95 %.
Étape 3 – Implantation
Une fois le site excavé, utilisez des outils de topographie pour tracer le plan des fondations conformément aux plans de construction. Vous pouvez utiliser du fil de chantier et des piquets de délimitation pour marquer le périmètre exact et les angles des fondations sur le site.
Étape 4 – Construction du coffrage
Vous devez ensuite construire le coffrage à l'aide de bois, d'acier ou de tout autre matériau afin de contenir le béton pendant qu'il prend. Ce faisant, vous devez veiller à aligner, mettre à niveau et contreventer correctement le coffrage. Si la conception nécessite un renforcement, vous pouvez ajouter des barres d'armature à l'intérieur du coffrage. Vous finirez par couler le béton dans ce coffrage afin qu'il recouvre les barres d'armature et renforce vos fondations.
Étape 5 – Mélanger et couler le béton
Pour mélanger le béton, vous aurez besoin de trois éléments : des granulats, du sable fin et du ciment. Vous verserez ensuite ces trois éléments dans une bétonnière pour les mélanger avec de l'eau et obtenir un mélange de béton homogène et malléable. Vous prendrez ensuite le mélange de béton et le verserez dans le coffrage à l'aide d'une goulotte ou d'une pompe si nécessaire.
Étape 6 – Nivellement et compactage
Utilisez des pelles, des râteaux et/ou des vibrateurs à béton pour étaler et compacter le béton de manière uniforme à l'intérieur du coffrage. Tapotez les côtés du coffrage pendant que vous travaillez afin de libérer l'air emprisonné et de vous assurer que l'ensemble du béton coulé est exempt de poches d'air ou de vides.
Étape 7 – Durcissement et protection
Une fois le béton coulé, il commence immédiatement à sécher et à durcir. Si ce processus est trop rapide, la fondation en béton peut s'affaiblir et se fissurer. Le durcissement du béton permet de le maintenir humide et à la bonne température afin qu'il durcisse au rythme approprié et devienne solide. Pour faire durcir le béton, les constructeurs utilisent souvent des produits de cure, de la toile de jute humide ou des bâches en plastique afin de retenir l'humidité et de permettre un durcissement lent pour une résistance optimale.
Les constructeurs doivent également protéger le béton des conditions météorologiques extrêmes pendant son séchage. Cela inclut la pluie, l'exposition directe au soleil ou les températures glaciales. Tous ces facteurs ont une incidence sur le processus de cure.
Étape 8 – Retirer le coffrage et inspecter
Une fois que le béton a durci pendant la durée requise, vous pouvez retirer le coffrage avec précaution et inspecter la surface et la structure à la recherche de tout signe de dommage. En général, vous rechercherez des fissures, des écaillages ou des zones irrégulières. Vous devez également vérifier que le béton a pris de manière uniforme, qu'il n'y a pas de déformation et que les bords sont droits.
Quel est le coût d'une fondation en béton ?
Le coût d'une fondation en béton dépendra du type de fondation, des matériaux précis que vous utiliserez et des coûts de main-d'œuvre locaux. Vous trouverez ci-dessous quelques exemples de ce à quoi vous pouvez vous attendre au Québec. Pour obtenir une estimation précise des coûts, un entrepreneur ou un ingénieur doit évaluer les conditions exactes du sol, la conception de la fondation et les exigences de construction.
| Type de fondation | Fourchette de prix au m² | Coût estimé pour 1 000 pieds carrés | Autres considérations |
|---|---|---|---|
| Fondation sur dalle au sol | 5,50 $ – 19 $ CAD | 5 500 $ – 19 000 $ CAD | Les coûts varient en fonction de la profondeur d'excavation, de l'épaisseur du béton et des options de finition. |
| Fondation avec vide sanitaire | 9,60 $ – 22 $ CAD | 9 600 $ – 22 000 $ CAD | Dépend de la hauteur du vide sanitaire, des exigences d'excavation et de l'accès au chantier. |
| Fondations avec sous-sol | 13,70 $ – 55 $ CAD+ | 13 700 $ – 55 000 $ CAD+ | Coût plus élevé en raison d'une excavation plus profonde, de matériaux supplémentaires et de la complexité de la construction. |
| Fondations sur pieux | N/A (prix par pieu) | 2 050 $ – 4 100 $ CAD par pieu | Les coûts dépendent des conditions du sol, de la profondeur des pieux et du nombre de pieux requis. |
| Fondation en T | 13,70 $ – 27,40 $ CAD | 13 700 $ – 27 400 $ CAD | Les coûts varient en fonction de la profondeur d'excavation et de l'épaisseur de la semelle et de la dalle. |
| Fondation sur radier | 13,70 $ – 27,40 $ CAD+ | 13 700 $ – 27 400 $ CAD+ | Nécessite un volume important de béton armé sur toute la surface d'implantation. |
Remarque : les coûts sont approximatifs et peuvent varier en fonction des conditions du sol, des taux de main-d'œuvre, de la difficulté de l'excavation et des codes de construction locaux.