Réaliser la reprise en sous-œuvre d’ouvrages existants en sécurité

La reprise en sous-œuvre des fondations d’un bâtiment s’impose sur des chantiers très divers : implantation d’un ouvrage contre un bâtiment mitoyen (le niveau d’assise de la future construction étant inférieur à celui de l’existant) ; construction ancienne en mauvais état ; terrain ayant subi des déformations (intempéries, inondations, sécheresses) ; projet de réhabilitation avec aménagement en superstructure ou en sous-sol de charges supplémentaires (ascenseur…) ou de matériaux lourds (extension, remplacement d’étages de planchers en bois par des planchers en béton, par exemple).

Ces reprises sont exécutées dans la zone de transmission des charges d’une construction existante au terrain de fondation.

Les règles de sécurité visent à prévenir de nombreux risques pour les travailleurs et les riverains : effondrement, fissures ou lézardes dans la construction ancienne par suite de la décompression du sol ou de la vibration des engins ; éboulement de terre dans la zone de travail ; chute de pierres ou autres matériaux sur les travailleurs ; chute de hauteur dans les fouilles ; contact ou endommagement liés à des réseaux souterrains (câbles électriques, canalisations d’eau, de gaz, d’hydrocarbures…) ; asphyxie par émanations de gaz délétères ou accumulation de gaz carbonique.

Étude préalable pour une reprise en sous-œuvre

Dans tous les cas, un projet de reprise en sous-œuvre et la méthode d’exécution s’appuient sur une documentation solide, très détaillée :

• Les plans des fondations et de la construction à reprendre : constitution, nature et état des fondations, épaisseur et niveau inférieur de leur assise, poids de la construction, valeur et répartition des charges et surcharges qu’elle supporte… À défaut de plans, vous devrez les reconstituer (par collecte d’informations, forages dans les fondations, sondages…). Le but est de déterminer s’il existe sous les murs une semelle de répartition des charges et si les installations existantes (voûtes de cave, bâtiment mitoyen…) exercent sur les murs enterrés du nouvel ouvrage des poussées qu’il faut reporter sur un sol d’assise inférieur.
• L’étude de sol (par collecte d’informations, reconnaissance du sol…) : compressibilité (sol rarement homogène), diversité des couches, pendage des couches géologiques, accidents du terrain en profondeur (fontis, carrières souterraines), caractéristiques physiques et mécaniques, niveau de la nappe phréatique et variations, présence de conduits d’évacuation, réseaux électriques ou gaz… Un expert en géotechnique établit une note de calcul. Le but est de déterminer la capacité portante ­du terrain d’assise. Le bureau d’études de sol et l’ingénieur béton s’accordent sur le diagnostic et les solutions à mettre en œuvre.

Avant les travaux

L’excavation de terres sous les fondations ou en bordure des constructions existantes et mitoyennes fait l’objet d’une étude d’impact approfondie assortie d’éventuelles mesures de prévention supplémentaires :

• Pour la reprise d’une construction de mauvaise qualité : étayer les planchers et réaliser autour des baies un encadrement solide pour étayer les linteaux et étançonner les jambages, voire procéder à des renforcements. Veiller au choix et au dimensionnement des étaiements provisoires.
• Pour la reprise d’un mur mitoyen : utiliser des étais, ancrages, etc.

Au cours des travaux

• Surveiller l’ensemble de la construction nouvelle tant qu’elle n’a pas atteint le niveau du sol de la construction existante voisine : des capteurs (surveillance topographique automatique) ou des témoins en plâtre datés sur les fissures anciennes ou récentes permettent de s’assurer de la stabilité du terrain et du bâtiment.
• Si la construction existante exerce des poussées horizontales ou latérales : placer des dispositifs capables de reprendre ces efforts (étaiements, tirants avec ancrages, etc.) et les maintenir jusqu’à ce que les poussées sur le mur à reprendre soient absorbées (par la construction nouvelle ou par la construction ancienne après aménagements).
• En l’absence de semelle de répartition, construire une poutre continue en béton armé sous la fondation à reprendre, par tronçons successifs. Cette poutre prolonge le mur avec plus de sécurité jusqu’au niveau inférieur prévu par le projet (identique à celui des fondations de la nouvelle construction).
• Si le mur du bâtiment est à reprendre en sous-œuvre : renforcer le blindage de la tranche d’excavation correspondant aux murs porteurs perpendiculaires (sol intérieur fortement chargé dans ces zones) ; si nécessaire, faire une amorce de mur en sous-œuvre sous chaque mur porteur perpendiculaire au mur à reprendre.

Deux conceptions sont possibles dans le projet d’exécution :

• soit le mur construit en sous-œuvre soutient la construction ancienne et la fondation du nouveau bâtiment est indépendante : veiller à maintenir l’indépendance de l’ancienne et de la nouvelle construction en élévation et fondation ;
• soit les deux bâtiments sont solidaires et le mur construit en sous-œuvre sert de fondation commune : s’assurer que les tassements de la nouvelle construction ne provoquent pas des désordres dans l’ancienne construction.

Dans les deux cas, le mur à construire en sous-œuvre et le terrassement qu’il nécessite sont exécutés par petites parties indépendantes, de longueur variable suivant la nature du terrain.

Ce procédé est utilisé pour des reprises de fondations sur des hauteurs de 3 à 8 m (quelquefois plus), sur des terrains de faible superficie.

Avantages de la reprise par puits alternés

Le mur à construire en sous-œuvre constitue un véritable dispositif de soutènement, capable de supporter à la fois les charges verticales et les poussées du terrain. L’étaiement de l’existant et le dégagement des fondations existantes évitent la réalisation d’un terrassement général préalable aux travaux.

Principe du phasage alterné

Les terres sous les fondations existantes sont excavées par couches successives et, dans le même temps, tout le pourtour de la fouille est blindé systématiquement sur 3 ou 4 faces. Avant d’entreprendre l’excavation et le blindage de la couche suivante, les trois autres parois sont pourvues de supports temporaires (poutres en bois…) ancrés les uns aux autres. Cette opération est répétée à plusieurs reprises jusqu’à l’obtention d’une paroi continue selon un phasage alterné des tranches – tranches en attente / tranches terminées – aptes à supporter à elles seules la construction existante.

En fonction de la hauteur et des conditions de terrain, on peut exécuter la totalité de chaque tranche en une seule fois ou faire plusieurs reprises successives, par exemple pour réaliser d’abord une semelle armée de répartition des charges.

• Solidariser les tranches entre elles pour avoir un mur monolithique. Si c’est un mur en maçonnerie, disposer aux extrémités des arrachements pour reprise et les répartir sur toute la hauteur. Si c’est un mur en béton (armé ou non), laisser en attente des armatures de reprise d’une longueur suffisante.
• Bloquer le mur construit en sous-œuvre au terrain arrière, de façon à éviter toute décompression ultérieure du sol (risques de tassement et fissuration des maçonneries).
• Tant que ce mur n’a pas atteint une résistance suffisante, installer une butée provisoire contre le terrain pour équilibrer les poussées.
• S’il faut attendre le bétonnage des planchers de la nouvelle construction pour que ce mur remplisse son rôle de soutènement, assurer provisoirement sa stabilité avec des dispositifs étudiés pour gêner le moins possible les autres phases de travaux : étais inclinés, contreforts, tirants ancrés à l’arrière.

Pour mémoire, avant de commencer des travaux de terrassement, l’employeur doit s’informer auprès du service de voirie compétent dans le cas de travaux sur le domaine public, ou auprès du propriétaire dans le cas de travaux sur le domaine privé (article R4534-22 du Code du travail) :

1. De l’existence éventuelle de terres rapportées ;
2. De l’emplacement et de la nature des canalisations ou câbles souterrains pouvant se trouver dans la zone où les travaux seront entrepris ;
3. Des risques d’imprégnation du sous-sol par des émanations ou produits nocifs.

Concernant plus particulièrement la reprise des fondations en sous-œuvre, celle-ci ne peut être exécutée que par petites portions et au fur et à mesure que les blindages, les étrésillons ou les étais mis en place assurent une sécurité suffisante (article R4534-26 du Code du travail).