En BTP, une fouille est un creusement dans le sol suite au décapage de la couche de végétaux dans le but d’accueillir des travaux de construction. La fouille en bâtiment est souvent confondue avec la fouille archéologique dont l’objectif est de définir l’intérêt de vestiges découverts dans le sol. La fouille fait partie des travaux de terrassement et est destinée à être remplie par le béton des semelles de fondation.
Une fouilles a plusieurs objectifs :
- la réalisation des fondations d’un bâtiment (maison, studio de jardin, extension de maison) ;
- le dégagement des volumes des sous-sols (travaux de voiries par exemple);
- la pose de canalisations.
Types de fouilles
Il n’existe pas un seul type de fouille, bien au contraire. Voici la liste de tous les types de fouilles en commençant par les plus utilisés dans le bâtiment :
Fouilles en pleine masse
Les fouilles en pleine masse sont réalisées sur l’ensemble de la surface d’emprise d’une construction. Le terrassement du sol est alors descendu jusqu’à atteindre la sous-face du dallage du dernier sous-sol.
Fouilles en rigole
Les fouilles en rigole sont réalisées pour accueillir des semelles filantes. Les fouilles en rigole sont donc peu profondes, elles n’excèdent pas les 1 mètre de profondeur pour 2 mètres de largeur.
Fouilles en tranchées
Les fouilles en tranchées sont profondes de plus d’1 mètre mais leur largeur ne dépasse pas les 2 mètres.
Fouilles en excavation
Les fouilles en excavation sont larges de plus de 2 mètres mais elles sont peu profondes, moins d’un mètre de profondeur.
Fouilles en puits
Les fouilles en puits sont réalisées quand la plus grande dimension horizontale d’un puit est inférieure à 1,20 m, cette dimension est mesurée entre les faces intérieures opposées des étais et blindages.
Fouilles en pieux
Les fouilles en pieux sont utilisées lors d’un sol très profond afin de récupérer des charges ponctuelles généralement. On peut aussi coupler les pieux avec des longrines afin de répartir les charges du bâtiment sur une surface plus grande, et aussi afin de limiter les effets de tassements.
Terrassement
Le terrassement est l’ensemble des travaux de fouille, de transport, d’entassement de terre, réalisés dans le but de modifier le relief d’un terrain, et permettre de réaliser ou renforcer certains ouvrages.
Il est difficile de trouver un terrain suffisamment plat pour lequel il n’y aurait besoin que d’une pelle ou d’une pioche pour retirer la couche végétale. De ce fait, on utilise généralement des engins de chantier spécifiques qui vont permettre de dégager cette couche de terre et d’aménager le terrain pour accueillir une construction.
Pendant le processus de terrassement, plusieurs tâches sont accomplies, telles que :
- Le nivelage, qui consiste à aplanir le sol. Pour ce faire, on se sert habituellement d’un engin appelé niveleuse, qui aide à faciliter ce travail.
- Le sondage, qui suit immédiatement l’opération de décapage. Cette étape est cruciale pour l’identification de la composition du sol, une phase également connue sous le terme de reconnaissance géotechnique.
- L’enlèvement des déblais, qui réfère à toutes les masses de terre enlevées du sol pendant les différentes phases de terrassement.
- L’ajout de remblais, qui représente les terres ajoutées sur le site afin de remplir un vide ou pour établir une plateforme.
Durant ces interventions, on constate souvent un phénomène connu sous le nom de foisonnement des terres : cela signifie que le volume de terre augmente une fois qu’elle est extraite de son lieu d’origine. Le taux de foisonnement est déterminé par la comparaison entre les volumes de terre avant et après leur extraction.
Vide sanitaire
Après avoir creusé les fouilles et coulé les fondations, un vide sanitaire est construit au-dessus de ces dernières, avant de réaliser le plancher du rez-de-chaussée. Les fouilles déterminent donc l’emplacement et la structure du vide sanitaire qui est construit par la suite. C’est une étape importante pour assurer la stabilité de la construction et l’efficacité de l’isolation contre l’humidité et le froid venant du sol.
Principes généraux d’exécution des fouilles
Durant la réalisation des fouilles, il convient de prendre des mesures préventives contre les glissements de terrain en soutenant adéquatement la terre. La profondeur maximale jusqu’à laquelle on peut creuser verticalement sans soutènement augmente avec la cohésion du sol.
Pour des fouilles de grande envergure, il est possible d’utiliser des étaiements, mais généralement, on préfère modeler les pentes selon l’inclinaison naturelle du sol, qui correspond à l’angle formé par le sol en s’effondrant de lui-même.
Cette inclinaison commence au point le plus haut du terrassement et se poursuit jusqu’au niveau du terrain naturel, en passant par la couche de terre végétale.
Lorsqu’on procède à de grandes excavations, on peut laisser en place une section de terre non excavée qui sert de repère. Ce repère peut être utilisé pour restaurer la topographie originale du terrain si nécessaire. Les bases des fouilles doivent être aplanies de manière horizontale, tout en envisageant parfois une inclinaison de 2 à 5 % pour faciliter l’écoulement des eaux pluviales.
Engin mécanique de fouille
Pour effectuer des fouilles dans le cadre de projets de construction, plusieurs types d’engins de chantier peuvent être utilisés, en fonction de l’ampleur des travaux, de la nature du sol et des spécificités du projet. Voici quelques-uns des engins les plus couramment employés :
Pelles Hydrauliques (Excavatrices)
Ces engins sont essentiels sur les chantiers pour creuser le sol, enlever les déblais et charger des matériaux. Leur taille varie de la mini-pelle pour les travaux dans des espaces restreints aux grandes pelles pour des tâches plus lourdes.
Chargeuses (Chargeurs sur Roues)
Les chargeuses sont utilisées pour transporter et charger des matériaux, tel que la terre ou les débris, sur les chantiers de construction.
Rétrocaveuses (Tractopelles)
Ces machines combinent une pelle à l’arrière pour creuser et un chargeur à l’avant pour déplacer les matériaux, les rendant idéales pour des travaux de construction de taille moyenne.
Bulldozers
Les bulldozers sont capables de déplacer de grandes quantités de terre et de niveler le terrain. Ils peuvent être équipés de lames pour pousser la terre ou de rippers pour décomposer les sols compacts.
Mini-chargeuses Compactes
Ces engins compacts sont parfaits pour les travaux dans des zones confinées, capables de réaliser des fouilles, de transporter des matériaux et d’effectuer des travaux de nivellement léger.
Dumpers (Tombereaux)
Bien qu’ils ne soient pas directement utilisés pour creuser, les dumpers sont indispensables pour le transport des matériaux excavés hors du site de fouille.
Camions-bennes (Camions à Benne Basculante)
Indispensables pour l’évacuation des déblais, ces camions transportent les matériaux retirés lors des fouilles vers des sites de dépôt ou de recyclage.
Étaiement et blindage
Le blindage et l’étaiement sont deux techniques de sécurité utilisées dans les fouilles de construction pour prévenir les accidents, comme les effondrements ou les glissements de terrain, qui peuvent se produire lorsque la terre est déstabilisée.
Blindage
Le blindage est une méthode utilisée pour soutenir temporairement les parois d’une fouille. Cette technique est souvent mise en œuvre dans les tranchées ou les excavations profondes où il y a un risque élevé d’éboulement. Le blindage implique l’installation de panneaux rigides ou de plaques d’acier entre les parois de la fouille et des supports structuraux pour maintenir le sol en place. Il existe différents systèmes de blindage :
Blindage en panneaux : des plaques d’acier ou des panneaux de bois qui sont soutenus par des étais ou des poteaux.
Blindage coulissant (ou glissant) : un système où des panneaux de blindage peuvent être progressivement descendus au fur et à mesure que la fouille s’approfondit.
Caisses de blindage : des structures préfabriquées en métal qui peuvent être descendues dans la fouille et qui soutiennent les parois pendant que les travaux s’effectuent à l’intérieur.
Étaiement
L’étaiement fait référence à l’installation de supports temporaires pour soutenir une structure, un plafond, une tranchée ou une paroi de fouille. L’objectif principal de l’étaiement est de prévenir l’effondrement et de fournir une zone de travail sûre pour les ouvriers. Les matériaux utilisés pour l’étaiement peuvent inclure le bois, l’aluminium ou l’acier, et ils sont souvent ajustables pour s’adapter à différentes tailles et formes de fouilles. L’étaiement peut prendre plusieurs formes :
Étais verticaux : Poutres ou colonnes placées verticalement pour soutenir les parois.
Étais horizontaux : Poutres transversales qui relient et soutiennent les étais verticaux.
Étais en biais : Supports inclinés pour fournir une résistance supplémentaire contre les mouvements latéraux des parois.
L’utilisation de ces systèmes dépend de nombreux facteurs, comme la profondeur de la fouille, la nature du sol, l’espace de travail disponible, la présence d’eau souterraine, les charges environnantes (comme la circulation ou les bâtiments adjacents) et la durée prévue des travaux.
Eau dans la fouille
Durant le processus de fouille, l’interaction avec l’eau est fréquente, et celle-ci peut provenir de diverses sources :
Eaux de ruissellement
Ces eaux découlent des précipitations atmosphériques comme la pluie, la neige ou la grêle. Pour gérer ces eaux, des canaux de drainage sont souvent installés autour du périmètre de la fouille, capturant l’eau qui ruisselle et l’éloignant de la zone d’excavation pour prévenir l’inondation.
Nappe phréatique
Il s’agit de l’eau présente dans le sous-sol, accumulée au-dessus des couches de terrain imperméables. Cette eau peut être stagnante et se trouver en quantité variable. Lorsque la fouille rencontre une nappe phréatique, des mesures doivent être prises pour contrôler l’eau et prévenir les problèmes d’érosion ou d’affaissement du sol.
Captage des sources et filets d’eau
Les sources d’eau bien définies ou même les légers cours d’eau rencontrés lors des travaux de fouille sont généralement canalisés ou détournés dès leur point d’émergence pour éviter toute dégradation du chantier.
Dans les situations où le niveau de la nappe phréatique est supérieur à la profondeur désirée de la fouille, il est crucial de mettre en œuvre des stratégies d’assèchement pour éviter que la fouille ne soit submergée.
Le pompage est l’une des méthodes les plus courantes pour évacuer l’eau; cela implique l’utilisation de pompes conçues pour extraire l’eau de l’excavation. Selon les besoins spécifiques du site, des palplanches étanches peuvent également être installées pour créer une barrière contre l’infiltration de l’eau dans la fouille.