Le tassement du sol est sa déformation verticale causée par des forces extérieures comme son propre poids, les fondations d’un bâtiment ou des remblais. Le tassement du sol est confondu avec la compaction du sol qui est aussi appelé tassement du sol. La compaction du sol a des causes différentes comme les phénomènes naturels ou des raisons anthropiques.
Il existe deux types de tassements, les tassements de sols uniformes et les tassements de sols différentiels. Selon la nature des sols (non saturés, saturés, argileux) les tassements peuvent être plus ou moins long à apparaître. Ils peuvent être instantanés, prendre quelques secondes et aller jusqu’à plusieurs d’années.
Le calcul des tassements est nécessaire pour vérifier la conformité des structures vis-à-vis des conditions de sécurité et de service.
Les types de tassements de sols
Tassements par retrait-gonflement
Le tassement par retrait-gonflement se réfère à la déformation des sols argileux suite à un retrait dû à la dessiccation lors de sécheresses intenses et/ou prolongées. Ces déformations, manifestées par des tassements différentiels, peuvent être suivies d’un gonflement au fur et à mesure de la restitution des conditions hydrogéologiques initiales, ou plus rarement, par des phénomènes de fluage entraînant un ramollissement du sol.
L’aspect du sol joue un rôle crucial. Bien que les sols argileux soient généralement considérés comme sensibles, seules certaines variétés d’argiles présentent des variations de volume significatives. La proximité d’arbres ou d’arbustes près des bâtiments est un facteur de risque supplémentaire, les racines puisant l’eau du sol.
Pour que ces phénomènes se manifestent, il faut soit une sécheresse prolongée, soit une série d’années consécutives avec un déficit en eau..
Tassements des sols grossiers
Le tassement des sols grossiers est caractérisé par une réaction rapide, voire quasi instantanée, aux charges des structures ou des bâtiments. Dans ces sols grenus, les grains se réarrangent presque immédiatement dès l’application des charges. Cette nature de tassement est souvent perçue comme manifestant un comportement presque élastique.
Tassements des sols fins
Le tassement des sols fins se manifeste différemment : lorsqu’on applique les mêmes charges sur des sols cohérents à grains fins et saturés, comme les argiles ou les limons, cela entraîne un tassement sur une période plus étendue. C’est parce que l’eau contenue dans ces matériaux prend du temps à se déplacer. Elle connaît d’abord une surpression avant d’être évacuée à travers les pores du sol, permettant ainsi à la structure du terrain de se déplacer.
courbe consolidation de sol
Ce type de tassement progressif des sols cohésifs, sous des charges constantes, est désigné sous le nom de tassement de « consolidation ». Du fait de la faible perméabilité des sols fins, la dissipation des pressions interstitielles est un phénomène lent qui peut perdurer sur une longue période, dépendant de la distance à couvrir. Pour illustrer, un terrain contenant 10 mètres d’argile saturée pourrait mettre approximativement 30 ans pour se tasser sous une charge supplémentaire.
Causes principales des tassements de sols
Il existe de nombreuses causes aux tassements de sols, certaines sont d’origines naturelles, d’autres plus techniques et soumises à l’activité humaine. Voici en détail les causes de tassements les plus connues.
La dessiccation des couches superficielles
L’évaporation de l’eau due aux sécheresses fortes ou répétées entraîne la réduction du volume des sols. Il s’agit généralement d’une réduction non uniforme qui peut avoir plusieurs causes :
- les différences d’ensoleillement des façades d’une construction
- la présence de terrasses ou de constructions annexes comme un parking,
- L’hétérogénéité du sol d’assise
La dessiccation fait que le sol se retire sous l’assise de la construction qui a pour conséquences des désordres plus ou moins importants.
La présence de végétation
Des désordres similaires peuvent apparaître si des arbres à proximité d’une construction absorbent l’eau par leurs racines jusque sous les fondations, ou par des variations du niveau de la nappe le cas échéant.
L’apport de liquides
L’apport de liquides proche d’une construction affecte l’assise des fondations, le sol devient saturé et perd sa résistance mécanique : la reprise des charges n’est plus uniforme et entraîne des tassements différentiels.
Des fondations inadaptées au type de sol
Un déséquilibre entre la pression imposée sur le sol porteur et la capacité de ce dernier à supporter cette charge est souvent à l’origine de tassements structurels. L’existence de sols compressibles ou mal consolidés peut aussi engendrer d’importants problèmes. Ces tassements se manifestent progressivement en raison du poids du bâtiment. Pour certains sols, comme les terrains organiques compressibles, la stabilisation de ces mouvements peut nécessiter plusieurs années, voire des décennies.
Les remblais
Les sols remaniés ou ajoutés voient leur résistance diminuer ; les affaissements inégaux qui en découlent peuvent engendrer des problèmes significatifs sur le moyen ou long terme. La surcharge de remblais en limite d’une construction, cas d’un rez-de-chaussée surélevé où l’on crée un talus pour porter une terrasse affecte aussi la possibilité d’un tassement de sol.
Conséquences sur les structures
Tassements uniformes
Les tassements uniformément répartis affectent peu la structure, les mouvements qui en résultent peuvent cependant endommager les services et accessoires tels les conduites d’eau et les passages souterrains.
Tassements différentiels
Un tassement différentiel est un mouvement d’enfoncement du sol qui n’est pas uniforme. Il peut de ce fait provoquer des dislocations des maçonneries comme l’apparition de fissures. C’est un grave facteur de désordre qui est la plupart du temps irrémédiable.
Même lorsque le sous-sol est assez uniforme, les charges unitaires différentes sur les fondations peuvent provoquer un tassement différentiel très important.