Les Fondations Superficielles en Génie Civil – Cours PDF à télécharger

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Dans le domaine du génie civil, la base de tout projet de construction repose sur des fondations solides et bien conçues. Les fondations superficielles sont particulièrement importantes car elles assurent la transmission des charges d’un ouvrage au sol. Cet article a pour objectif de fournir un éclairage approfondi sur le thème des fondations superficielles, explorer leur définition, leur structure, les types, la réalisation, et les facteurs essentiels influençant leur choix. À la fin de cet article, un lien sera proposé pour télécharger le cours complet en format PDF.

1. Définition et Fonction des Fondations

Les fondations sont des éléments critiques de toute construction. Elles assurent la stabilité de l’ouvrage en transmettant les efforts et en répartissant les charges sur un terrain adéquat. Ce processus garantit la sécurité et la durabilité de la structure.

Les fondations doivent supporter non seulement les charges permanentes de l’ouvrage (comme le poids de la structure elle-même), mais également les charges d’exploitation qui peuvent varier selon l’utilisation du bâtiment. La formule utilisée pour déterminer les charges totales sur les fondations est la suivante :

Nu​=1,35G+1,5Q

où Nu​ représente la charge ultime, $G$ le poids propre, et $Q$ les charges d’exploitation.

2. Importance de l’Étude du Sol

Avant de concevoir des fondations, il est primordial de réaliser une étude géotechnique du sol. Cette étude permet de :

1. Comprendre la qualité du sol : Les propriétés telles que la résistance, la portance, et la compacité du sol influencent grandement le type de fondations à mettre en œuvre.

2. Identifier les risques : Des terrains inondables ou instables nécessitent des fondations adaptées pour prévenir toute défaillance.

3. Évaluer les coûts : En fonction des caractéristiques du sol, le coût des fondations peut varier considérablement.

Les terrains de bonne qualité sont rares, souvent ceux qui ont été bâtis en premier par des générations antérieures.

3. Structure d’une Fondations Superficielle

3.1. Éléments Composants

Une fondation superficielle est souvent composée de plusieurs éléments :

• Béton de propreté : Il sert à protéger la semelle de la contamination par le sol et facilite la mise en place des armatures. Le dosage recommandé est d’au moins 150 kg/m³ de ciment.

• Semelle : Cet élément en béton armé, généralement dosé entre 300 et 400 kg/m³, répartit les charges sur le sol.

• Armatures : Elles renforcent le béton, qui est faible en traction. Les armatures peuvent être des barres individuelles ou des treillis soudés.

• Mur de soubassement : Ce mur transmet les charges de la structure vers la semelle.

• Drain et tout venant : Dans le cas où une nappe phréatique est proche, un système de drainage est mis en place pour éviter l’accumulation d’eau.

• Arase étanche : Mortier hydrofuge utilisé pour éviter les remontées d’eau dans le bâtiment.

• Isolant vertical : Prévient le gel dans le sol du bâtiment et réduit les ponts thermiques.

3.2. Types de Fondations Superficielles

Les fondations superficielles peuvent être classées en différents types :

• Semelles continues ou filantes : Utilisées sous des murs continus.

• Semelles isolées : Positionnées sous des poteaux isolés, en angle ou à intervalles.

4. Réalisation des Fondations Superficielles

4.1. Implantation

La première étape dans la création de fondations est l’implantation correcte des lignes directrices. Cela garantit que les mesures prises pour les axes des fondations sont précises, assurant ainsi la stabilité et la conformité de la construction.

4.2. Excavation et Coulage

Une fois l’implantation effectuée, l’excavation doit être réalisée avec soin, puis le béton de propreté est coulé suivi par l’installation des armatures et finalement le coulage de la semelle de béton.

4.3. Vérification et Contrôle

Après la mise en œuvre des fondations, un contrôle minutieux de leur alignement et de leur niveau est nécessaire pour s’assurer qu’elles répondent aux spécifications de conception.

5. Calculs et Dimensionnement des Fondations

Le dimensionnement des fondations doit prendre en compte plusieurs facteurs :

• Charge totale sur la fondation : Étudier le poids propre et les charges d’exploitation.

• Résistance du sol: Évaluer la portance et la contrainte ultime du sol pour s’assurer que la structure peut être supportée sans risques de déformation ou d’effondrement.

5.1. Renforcement

Il est souvent nécessaire d’ajouter des renforts, surtout sous les ouvertures et aux angles, pour garantir la résistance aux efforts concentrés.

6. Avantages et Inconvénients des Fondations Superficielles

6.1. Avantages

• Coût réduit : Les fondations superficielles sont souvent moins coûteuses à réaliser que les fondations profondes.

• Simplicité de mise en œuvre: Leur construction est généralement plus rapide.

• Moins d’impact environnemental : En raison de leur faible profondeur, elles perturbent moins le site.

6.2. Inconvénients

• Limitations en cas de sol de faible qualité : Elles ne conviennent pas à des sols instables ou à charge élevée.

• Profondeur limitée : Peut ne pas être efficace dans des zones où le sol est soumis à des variations de niveaux d’eau.

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Liens Utiles sur Les Fondations en Génie Civil 

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Conclusion

Les fondations superficielles jouent un rôle vital dans la construction de toute structure. Comprendre leur fonctionnement, leur conception et leur mise en œuvre est essentiel pour garantir la sécurité et la durabilité d’un bâtiment.