Les mouvements de sols peuvent entraîner des dommages importants aux bâtiments ou tout autre ouvrage, notamment lorsque ceux-ci sont composés de fondations conventionnelles et/ou d’une dalle sur sol. Ces mouvements de sols peuvent être causés par diverses problématiques liées à l’environnement direct du bâtiment ou de l’ouvrage :
- Une surcharge du bâtiment ou de l’ouvrage ;
- L’action du gel et du dégel ;
- Une mauvaise conception ;
- Une construction déficiente ;
- Une modification des propriétés physiques et mécaniques des sols sur lesquels reposent les fondations et/ou la dalle sur sol du bâtiment ou de l’ouvrage.
Dans ce dernier cas, l’assèchement des dépôts argileux engendre des dommages de petite à grande envergure à différents types de structure, que ce soit un bâtiment commercial de grande superficie, un immeuble de plusieurs étages, une maison de dimensions standards, un mur de soutènement ou même un viaduc.
Il importe donc de bien comprendre la composition et le comportement des particules présentes au sein des dépôts argileux. Ceux-ci sont composés majoritairement d’argile et de silt. Ces matériaux sont des particules dites « fines » qui mesurent moins de 0,075 mm de diamètre (environ le diamètre d’un cheveu). Également, les dépôts argileux ont une teneur en eau généralement très élevée puisque que l’eau ne parvient pas à circuler entre ces particules. L’eau représente donc un volume important de ce type de dépôt et les particules fines composant les dépôts argileux ont une interaction particulière avec l’eau compte tenu de leur faible dimension.
Différents éléments peuvent contribuer à réduire la teneur en eau des dépôts argileux contribuant ainsi à leur assèchement. D’abord, la nappe phréatique est généralement plus basse lors de l’hiver et de l’été et plus haute au printemps et à l’automne. Le dépôt d’argile a donc une teneur en eau plus faible pendant ces périodes (variations saisonnières). Également, la nappe phréatique sera particulièrement plus basse lors d’une longue période sans précipitation (sècheresse estivale) puisque le ruissellement de l’eau de surface dans les sols sera interrompu. La présence d’arbre feuillus matures contribue également à l’assèchement des sols argileux. En effet, les racines de ces arbres absorbent une quantité importante d’eau présente dans les sols, notamment en période estivale et lors des sècheresses. Elles sont de plus en plus profondes plus l’arbre croit en diamètre et en hauteur.
La construction d’infrastructures comme les trottoirs en béton, les routes asphaltées et les conduites de drainage contribuent aussi à l’assèchement des dépôts argileux en limitant le ruissellement de l’eau dans les sols (surface imperméable et ruissellement de l’eau vers les infrastructures de drainage). Finalement, des travaux de construction nécessitant d’importantes excavations sur une longue période, et donc un abaissement de la nappe phréatique prolongé, peuvent également contribuer à l’assèchement des dépôts d’argile.
Lorsque les dépôts d’argile s’assèchent, ils perdent alors une fraction de leur volume, ce qui crée des vides et les fondations superficielles et/ou les dalles sur sol initialement appuyées flottent ponctuellement au droit des zones d’assèchement. Les vides créés sous ces éléments structuraux entraînent une augmentation des efforts dans les matériaux composant ces éléments. L’augmentation de ces efforts peut causer divers dommages aux bâtiments et ouvrages
D’abord, des fissures peuvent apparaitre dans les fondations et les dalles sur sol du bâtiment favorisant ensuite les infiltrations d’eau. Selon l’importance de l’assèchement, ces fissures peuvent atteindre jusqu’à plusieurs centimètres de largeur. Elles apparaissent d’un coup puis peuvent s’accentuer graduellement. Des fissures dans les joints de mortier des revêtements de briques sont souvent observés sur les bâtiments touchés par l’assèchement de l’argile. Ces fissures suivent habituellement le patron d’un escalier (lézarde) et sont souvent situées au-dessus d’une fissure dans la fondation. Également, des affaissements peuvent être notés au niveau des planchers et certaines portes ou fenêtres peuvent être difficiles à ouvrir ou à fermer. Des fissures apparaissent aussi généralement dans les finitions intérieures en gypse, particulièrement dans les coins inférieurs et supérieurs des cadres des portes et des fenêtres. Celles-ci sont également généralement situées dans une région où une fissure est observée dans les fondations.
Afin de limiter l’apparition de ces dommages, plusieurs éléments doivent être pris en considération en amont de la construction des bâtiments. D’abord, une bonne connaissance du type de sol en place et une conception adéquate des fondations peut permettre de limiter le risque de dommage par assèchement de l’argile. Par exemple, bien que ce ne soit pas toujours nécessaire, la mise en place de fondations sur pieux avec dalle structurale éliminera tout risque lié à l’assèchement de l’argile. Également, il est important de conserver une certaine distance entre la limite d’un bâtiment et tout arbre feuillu mature.
Lorsqu’un bâtiment existant semble être affecté par cette problématique, il convient de réaliser l’inspection des fondations par un expert qualifié afin de confirmer que les dommages observés sont effectivement liés à l’assèchement de l’argile. En fonction de l’ampleur des dommages notés par l’expert, il peut ensuite être nécessaire d’effectuer une réparation ponctuelle des dommages. Par exemple, la réparation peut se faire par l’injection des fissures dans les fondations afin de limiter les infiltrations d’eau et la mise en place de plaque d’acier structurale au droit de celles-ci afin de renforcer la fondation et limiter les dommages futurs. Dans le cas d’une problématique majeure, il peut être requis de réaliser une reprise en sous-œuvre du bâtiment, consistant généralement à la mise en place de pieux sous les fondations conventionnelles existantes.
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