Dans les zones urbaines denses où l’expansion horizontale est devenue impossible en raison de la saturation du parcellaire et des contraintes des Plans Locaux d’Urbanisme (PLU), le foncier se conquiert désormais par la profondeur. Transformer un vide sanitaire inaccessible ou approfondir des fondations superficielles pour créer un sous-sol habitable (salle de cinéma, spa, parking) constitue une stratégie immobilière à haute valeur ajoutée.
Toutefois, cette opération représente l’un des défis les plus périlleux du génie civil : intervenir sur les appuis d’un bâtiment en charge est une manœuvre à haut risque technique.
Il convient de définir avec précision la Reprise en Sous-Œuvre (RSO) dans le contexte de la réhabilitation lourde. Contrairement à une intervention curative visant à stabiliser un ouvrage sinistré (par exemple suite au phénomène de Retrait-Gonflement des Argiles ou RGA), la RSO pour création de volume implique une excavation volontaire modifiant l’état d’équilibre du sol.
C’est une opération active de descente de charges vers une assise inférieure, souvent sous la nappe phréatique.
Cet article détaille la méthodologie normative et technique pour descendre l’assise d’un bâtiment existant, depuis le diagnostic géotechnique jusqu’au transfert de charges effectif.
Nous démontrerons que la pérennité de l’ouvrage et la sécurité des avoisinants ne reposent pas sur l’improvisation de chantier, mais sur une application stricte de l’Eurocode 7 et des missions d’ingénierie NF P 94-500.
Le préalable non négociable : Diagnostic et ingénierie des sols
Tout projet de reprise en sous-œuvre doit impérativement s’inscrire dans le cadre normatif de l’Eurocode 7 (Calcul géotechnique) et respecter l’enchaînement des missions normalisées par la norme NF P 94-500.
Il est fréquent de constater une confusion chez les maîtres d’ouvrage : une étude de sol réalisée pour la construction initiale (souvent ancienne ou inexistante) ne suffit pas.
La première étape est la réalisation d’une mission G5 (Diagnostic géotechnique) spécifique à l’existant. Cette mission permet d’identifier le système de fondation actuel (profondeur, géométrie, état du béton ou de la maçonnerie) et la lithologie au droit exact des murs porteurs.
Parallèlement, une mission G2 PRO (Étude de conception) est obligatoire pour dimensionner les futurs ouvrages de soutènement et de fondation.
L’analyse lithologique doit être chirurgicale : la présence d’horizons compressibles, d’argiles sensibles aux variations hydriques ou de circulations d’eau souterraine constitue des aléas majeurs.
De même, en zone urbaine (comme Paris ou Lyon), la recherche de cavités anthropiques (anciennes carrières) ou de remblais hétérogènes est indispensable pour éviter tout effondrement soudain lors de l’ouverture des fouilles.
L’état des lieux structurel est indissociable de l’étude de sol. Une Descente de Charges (DDC) rigoureuse du bâtiment existant doit être recalculée.
Elle ne doit pas se limiter aux charges gravitaires permanentes (poids propre) et d’exploitation ; elle doit intégrer les phases provisoires de travaux où la structure sera temporairement affaiblie. Ignorer la nature du sol expose le projet à des tassements différentiels immédiats.
Si le sol d’assise provisoire flanche sous une fondation déchaussée, c’est la fissuration en façade garantie, voire la rupture d’éléments porteurs (poteaux, linteaux). Comme souligné dans les retours d’expérience technique, une approche empirique sans sondages préalables (pressiométriques ou pénétrométriques) relève de la négligence grave.
Choix de la technique : De la fouille traditionnelle aux technologies profondes
Le choix de la méthode d’exécution n’est pas une variable d’ajustement économique, mais une résultante technique dictée par trois facteurs : la nature du sol (cohésion), la hauteur de reprise (profondeur d’excavation) et l’ampleur des charges à reprendre.
La méthode dite traditionnelle par fouilles en puits bétonnés (ou puits alternés) reste la plus courante pour des approfondissements modérés (jusqu’à 2,50 ou 3,00 mètres) dans des sols présentant une cohésion suffisante à court terme.
Cette technique consiste à excaver manuellement sous la semelle existante, à ferrailler puis à bétonner un bloc de sous-œuvre qui servira de nouvelle fondation. Elle requiert un sol capable de tenir verticalement sur la hauteur de la passe (souvent 1,20m à 1,50m) le temps des opérations. Si le sol est ébouleux (sables propres, graves) ou si la nappe est présente, cette méthode devient dangereuse et impraticable sans traitement préalable.
Lorsque les charges sont très importantes ou que le bon sol se trouve à une profondeur inaccessible par terrassement classique, le recours aux fondations profondes de type micropieux est incontournable. Les micropieux (généralement de type II, III ou IV selon l’Eurocode) permettent de transférer les charges au substratum via des armatures tubulaires en acier scellées au coulis de ciment. Le micropieu travaille principalement par frottement latéral unitaire (qs).
Cette solution est souvent couplée à la création d’une longrine en béton armé qui vient « pincer » le mur existant pour assurer le transfert de charge vers la tête du micropieu. C’est la solution privilégiée quand l’excavation fragiliserait trop le sol d’assise immédiat.
Enfin, l’amélioration de sol par Jet Grouting représente une alternative technique de pointe. Elle consiste à déstructurer le sol in situ par un jet de fluide à très haute pression (300 à 400 bars) et à le mélanger avec un liant hydraulique.
On crée ainsi des colonnes de sol-ciment qui peuvent faire office de soutènement étanche et de fondation.
Le Jet Grouting est particulièrement pertinent en présence d’eau ou dans des sols très hétérogènes où les fouilles traditionnelles seraient instables.
Focus technique : Le dimensionnement des micropieux
Le dimensionnement des micropieux obéit à des règles strictes (norme NF P 94-262). Contrairement aux pieux classiques, l’effet de pointe est souvent négligé au profit du frottement latéral.
L’armature tubulaire, souvent en acier N80 ou J55, doit être dimensionnée pour reprendre les efforts de compression et, dans certains cas, de cisaillement ou de flexion si des efforts horizontaux (poussée des terres) sont transmis. Le point critique réside dans la liaison tête de micropieu / structure existante : un chevêtre ou une longrine de répartition parfaitement ferraillée est indispensable pour éviter le poinçonnement de l’ancienne maçonnerie.
Méthodologie d’exécution : Phasage et principe de la ‘touche de piano’
L’exécution d’une reprise en sous-œuvre est régie par une règle d’or absolue : ne jamais déchausser la totalité des fondations simultanément. La stabilité de l’ouvrage repose sur le maintien constant d’une surface d’appui suffisante durant les travaux. C’est ici qu’intervient le phasage en « touches de piano ».
Le linéaire de fondation est divisé en passes alternées, numérotées par exemple 1, 2, 3 (ou A, B, C, D). L’ordre d’excavation est critique : on terrasse et on bétonne d’abord toutes les passes n°1 (les primaires), espacées les unes des autres par plusieurs passes de terre laissées en place. Ce n’est qu’après le séchage complet et la mise en charge des passes n°1 que l’on attaque les passes n°2, et ainsi de suite. Ce phasage permet de conserver, à tout moment, une portance globale suffisante sous le bâtiment. Ignorer ce séquencement est la cause numéro un des effondrements en phase chantier.
La sécurité des compagnons est assurée par le blindage des fouilles. Dès que la profondeur excède 1,30m, ou dès le premier centimètre en terrain instable, les parois de l’excavation doivent être étayées. En méthode traditionnelle, on utilise souvent des cadres en bois ou métalliques, ou on réalise le puits par passes descendantes bétonnées au fur et à mesure. Le risque d’éboulement de la paroi sous la fondation voisine est réel et doit être maîtrisé.
Une étape cruciale est le clavage. Il s’agit du remplissage de l’espace final entre la nouvelle fondation (le sous-œuvre) et l’ancienne semelle. Ce joint doit assurer une continuité mécanique parfaite. On utilise pour cela un mortier à retrait compensé, voire un matage au mortier sec, pour garantir que la charge se transmette intégralement sans vide interstitiel.
Transfert de charges et gestion des avoisinants
Le moment de vérité d’une RSO est le transfert de charges. Lorsque l’on creuse sous un bâtiment, le sol se décomprime (relâchement des contraintes). Si l’on coule simplement du béton sous une fondation existante, le retrait du béton au séchage et la mise en compression élastique du sol sous la nouvelle charge provoqueront inévitablement un tassement initial de quelques millimètres ou centimètres. Pour un bâtiment rigide en maçonnerie, cela suffit à créer des fissures.
Pour contrer ce phénomène, on procède à une mise en charge active par vérinage. Des vérins plats hydrauliques sont insérés entre la nouvelle fondation et l’ancienne. Ils sont mis sous pression pour « pousser » la fondation vers le haut (récupérant ainsi la déformation élastique et le jeu) avant que le clavage définitif ne soit réalisé. Cette précontrainte du sol d’assise est la seule garantie contre les tassements parasites.
La gestion des avoisinants (immeubles mitoyens) est tout aussi critique. En creusant un sous-sol, on modifie le bulbe de pression des fondations voisines. Le risque de décompression latérale peut entraîner le basculement ou la fissuration des mitoyens. Un référé préventif avec constat d’huissier est obligatoire avant travaux pour figer l’état des lieux. Techniquement, cela peut imposer la réalisation de parois berlinoises ou de voiles par passes alternées contre les mitoyens pour contenir les terres.
Enfin, rendre un sous-sol habitable impose un traitement de l’étanchéité rigoureux, conforme au DTU 14.1. Le cuvelage (intrados ou extrados) doit résister à la pression hydrostatique si la nappe remonte. Une structure en béton armé hydrofuge est généralement requise, transformant le sous-sol en une coque étanche.
Aspects économiques et assurantiels
La complexité technique de la création de sous-sol se reflète directement sur le coût des travaux. Il est courant d’observer des ratios oscillant entre 1 500 € et 3 000 € HT par m² de surface créée, hors aménagements intérieurs. Ce coût inclut les études, les terrassements délicats (souvent manuels ou avec micro-engins), les soutènements, le béton armé et l’évacuation des terres en site urbain.
L’aspect assurantiel est souvent le point de blocage des projets mal préparés. L’assurance Dommages-Ouvrage (DO) est obligatoire pour ce type de travaux touchant à la structure porteuse. Cependant, les assureurs sont extrêmement frileux face au risque d’effondrement. Ils exigeront systématiquement le rapport de sol G2 PRO, les notes de calculs d’exécution (Mission G3 des entreprises) et souvent la présence d’un Contrôleur Technique (mission L + S). Sans ces éléments, obtenir une couverture est quasi-impossible.
Le choix de l’entreprise est déterminant. Il faut privilégier des entreprises possédant les qualifications Qualibat spécifiques (ex: 1112 pour la reprise en sous-œuvre ou fondations complexes). Une entreprise de maçonnerie générale classique n’a ni le matériel (vérins, foreuses compactes), ni le savoir-faire pour gérer les phases provisoires de stabilité.
Synthèse
| Point Clé | Description | Implication |
|---|---|---|
| Diagnostic G2/G5 | Études de sol et de structure obligatoires avant tout travaux. | Prévient les risques de tassements différentiels et définit la technique adaptée (puits vs micropieux). |
| Phasage « Touches de piano » | Excavation alternée (1 plot sur 3 ou 4) pour ne jamais déchausser tout le bâtiment. | Garantit la stabilité globale de l’ouvrage pendant la phase critique de terrassement. |
| Mise en charge (Vérinage) | Précontrainte active de la nouvelle fondation avant clavage définitif. | Annule le tassement initial inévitable lors du transfert de charges, protégeant la structure supérieure. |
| Gestion des avoisinants | Référé préventif et blindage des fouilles en limite de propriété. | Évite les contentieux lourds et la déstabilisation des immeubles mitoyens (décompression du sol). |
| Assurabilité | Nécessité absolue d’une Dommages-Ouvrage et d’un Contrôle Technique. | Conditionne la faisabilité financière et juridique du projet face aux risques majeurs. |
La reprise en sous-œuvre pour création de sous-sol est un véritable défi d’ingénierie qui ne tolère aucune approximation. La réussite de l’opération repose sur un triptyque indissociable : une étude de sol rigoureuse pour définir le modèle géotechnique, un phasage d’exécution strict respectant l’équilibre provisoire de la structure, et une surveillance active des mouvements (monitoring) durant le chantier.
En tant que maître d’ouvrage ou maître d’œuvre, votre responsabilité est d’anticiper les aléas. Avant tout premier coup de pioche, mandatez un bureau d’études géotechniques pour une mission G2 PRO.
C’est l’investissement qui garantit que votre valorisation foncière ne se transformera pas en cauchemar structurel.
Avec la raréfaction inéluctable du foncier urbain, ces techniques complexes de « conquête du sous-sol » vont se démocratiser.
Cette évolution nécessitera une vigilance accrue de tous les acteurs de la construction sur le respect des normes Eurocodes, garantes de la sécurité des biens et des personnes.