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Cours PDF des radiers : types, principes, techniques et astuces pour réussir une fondation solide et adaptée à chaque projet.

Les radiers constituent une solution fondamentale dans la construction des bâtiments, en particulier lorsque le sol présente des capacités portantes limitées ou lorsque la répartition des charges est complexe. Ce guide vous offre une immersion complète dans l’univers des radiers, en détaillant leurs principes, leurs différents types, ainsi que les méthodes de conception et de mise en œuvre.

Si vous êtes ingénieur, architecte ou étudiant en géotechnique ou en gros œuvre, cette ressource vous permettra de maîtriser parfaitement le sujet.

Qu’est-ce qu’un radier ?

Un radier est une fondation qui couvre toute la surface d’un bâtiment, établissant ainsi une liaison directe entre la structure et le sol. Il est généralement constitué d’une dalle massive en béton armé, conçue pour répartir uniformément les charges verticales de la construction.

Le principe de base d’un radier est de transmettre les efforts du bâtiment vers le sol de façon efficace, en limitant les risques de tassements différentiels qui peuvent compromettre la stabilité de l’ouvrage.

Les avantages des radiers

Les radiers offrent plusieurs bénéfices pour la stabilité et la durabilité d’un bâtiment :

• Réduction des tassements : La répartition uniforme des charges minimise les différentiations de tassements.
• Bonne liaison : La fixation homogène confère une rigidité optimale à la structure.
• Adaptabilité : Les radiers sont particulièrement adaptés aux sols peu résistants ou hétérogènes.
• Flexibilité dans la conception : Ils permettent des configurations variées, avec ou sans débords ou consoles.

Critères pour choisir un radier

Le choix de recourir à un radier repose sur plusieurs critères fondamentaux :

1. Nature du sol et capacité portante

Le sol doit avoir une résistance régulière, sans points durs ou zones de faiblesse susceptibles d’engendrer des tassements différentiels. Si le sol est peuceur ou peu homogène, le radier est souvent la solution privilégiée.

2. Charges à supporter

Les charges du bâtiment, qu’elles soient permanentes ou variables, doivent être réparties de manière régulière. La surface en contact avec le sol doit être proportionnelle à ces charges pour éviter tout risque de tassement excessif.

3. Surface de l’emprise du bâtiment

Les radiers sont particulièrement recommandés lorsque la surface de la fondation dépasse 50% de la surface au sol du bâtiment. Une surface importante justifie l’utilisation du radier pour garantir la stabilité globale.

4. Difficulté de réalisation d’autres fondations

Dans certains cas, tels que l’impossibilité de réaliser des pieux ou lorsque ceux-ci sont trop coûteux, le radier représente une solution économique et pratique.

5. Nature des charges et configuration de l’ouvrage

Des charges excentrées ou des constructions avec une trame serrée, comme dans les immeubles de grande hauteur, induisent souvent le recours à un radier.

Types de radiers

Il existe plusieurs types de radiers, chacun adapté à des configurations et des contraintes spécifiques. En voici une synthèse.

1. Radier plat d’épaisseur constante

Ce type de radier se caractérise par une épaisseur uniforme, variant généralement entre 20 et 50 cm. Il est facile à réaliser et convient aux charges faibles ou modérées ainsi qu’aux bâtiments de petite emprise.

Avantages :

• Facilité et rapidité d’exécution
• Mise en œuvre simple
• Sons éléments porteurs venant s’appuyer directement dessus

2. Radier nervuré

Constitué de poutres (nervures) réparties dans un ou deux sens, ce type de radier permet de renforcer la dalle pour supporter des charges importantes sans augmenter excessivement l’épaisseur du radier.

Fonctionnement :

• Les nervures rigidifient la dalle, formant des alvéoles à remblayer si nécessaire.
• La dalle peut être située en partie inférieure ou supérieure des nervures, avec des implications sur la résistance et la construction.

Avantages :

• Réduction de l’épaisseur totale
• Utilisation pour des charges importantes

3. Radier champignon

Ce radier, sans nervures, est souvent employé dans le cas de constructions ossaturées (structure légère). Sa conception permet une surface de plancher dégagée et plane, idéale pour de grandes portées.

4. Radier voûté

Ce type implique la mise en œuvre de voûtes, ce qui accroît la capacité portante en compression. Idéal pour des portées importantes, il requiert une technique de construction plus complexe.

La conception et la réalisation d’un radier

La conception d’un radier implique une analyse rigoureuse des charges, du sol et des contraintes structurelles. Voici les principales étapes :

Analyse des charges

Les charges permanentes (poids propre, superstructure) et d’exploitation sont réparties sur le radier. Les charges sur les poteaux et murs sont transmises via chapiteaux ou armatures spécifiques pour une répartition homogène.

Vérification du sol

Le sol doit supporter la répartition des efforts sans risque de tassements différentiels. La résistance doit être régulière sur toute la surface.

Dimensionnement du radier

L’épaisseur se détermine en fonction de la charge, du type de radier, et des caractéristiques du sol. La présence d’armatures renforcées en zone tendue est essentielle pour assurer la stabilité.

Mise en œuvre

Les radiers sont généralement réalisés en béton armé. La mise en œuvre consiste à créer une fondation parfaitement nivelée avec un lit de sable ou de béton de propreté, puis à couler le béton en respectant les armatures.

Techniques de renforcement du radier

Le béton résistant mal à la traction, l’armature joue un rôle crucial dans la résistance du radier face aux efforts.

1. Armatures en zone tendue

• En partie haute pour supporter les charges de flexion
• En partie inférieure pour les éléments soumis à traction sous charge

2. Armatures supplémentaires pour les zones de concentration de charges

• Sur des points comme les appuis de poteaux ou murs porteurs
• Avec des armatures de renforcement additionnelles

3. Armatures de nervures et voûtes

Pour les radiers nervurés ou voûtés, la conception des nervures ou voûtes doit intégrer des armatures spécifiques pour garantir leur résistance en compression.

Mise en œuvre des radiers

Le processus de construction nécessite une attention particulière pour assurer la qualité et la durabilité.

Étapes clés :

• Préparer le terrain et effectuer un nivellement précis
• Installer un lit de sable ou béton de propreté
• Positionner les armatures selon le plan
• Coffrer et couler le béton en respectant les temps de cure
• Contrôler la planéité et le compactage

La qualité des matériaux et le respect des techniques sont essentiels pour la robustesse du radier.

Les inconvénients des radiers

Malgré leurs nombreux avantages, les radiers présentent aussi certains défauts :

• Fouille importante : Leur réalisation nécessite souvent des excavations profondes.
• Coffrage complexe : La mise en place et le maintien des coffrages demandent du temps et du savoir-faire.
• Risques de sous-pressions : Si la répartition n’est pas équilibrée, des tassements différentiels peuvent apparaître.

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Conclusion

Les radiers constituent une solution essentielle pour la fondation de nombreux bâtiments, en particulier celles situés sur des sols peu résistants ou lorsqu’un grand espace de fondation est nécessaire. La maîtrise des principes, la sélection du type adapté et le respect des techniques de mise en œuvre garantissent la stabilité et la pérennité de la structure.