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Investigations et diagnostic géotechnique suite à l’apparition de fissures sur l’ouvrage en Val de Marne

A la demande du cabinet E. et pour le compte du maître d’ouvrage, nous avons été missionné pour effectuer des investigations et un diagnostic géotechnique suite à l’apparition de fissures sur l’ouvrage. La présente étude s’inscrit dans le cadre de missions géotechniques de type G5 permettant de donner l’(les) origine(s) du sinistre et la(les) solution(s) confortative(s), selon la norme NF P 94-500 de novembre 2013 relative aux missions géotechniques.

Aléas géotechniques et conditions contractuelles

Les reconnaissances de sols procèdent par sondages ponctuels, les résultats ne sont pas rigoureusement extrapolables à l’ensemble du site. Il persiste des aléas (exemple : hétérogénéités locales) qui peuvent entraîner des adaptations tant de la conception que de l’exécution qui ne sauraient être à la charge du géotechnicien. Le présent rapport et ses annexes constituent un tout indissociable.

Situation du site

Le site d’étude est basé à MAROLLES-EN-BRIE dans le Val-de-Marne, à proximité du château de Grosbois. La parcelle cadastrale correspondante est la n°31. Nous sommes ici à une cote NGF de 79 m dans un contexte de vallée. Aucune activité ou historique n’a été porté à notre connaissance.

Contexte géologique

D’après la carte géologique de BRIE-COMTE-ROBERT et sa notice (feuillet n°220) au 1/50 000ème (Figure 2) et du sondage n°BSS000RPHW, issu de la banque du sous-sol (BSS) du BRGM et situé à proximité du site d’étude, la succession des formations géologiques potentiellement rencontrées dans la zone du site est découpée en cinq niveaux depuis la surface :

  • Colluvions
  •  Marnes vertes et Glaises à Cyrènes
  • Marnes blanches de Pantin
  • Marnes bleues d’Argenteuil
  • Calcaire de Champigny

En raison d’une certaine excentricité par rapport au site d’étude et une différence d’altitude entre les sondages, une variation latérale de faciès ou d’épaisseur des formations géologiques n’est pas exclue.

Hydrologie présomptive

Les entités hydrogéologiques possiblement rencontrées sont des entités à parties libres et captives à dominante sédimentaire. Les systèmes aquifères sont ceux du Tertiaire Champigny-en Brie et du Soissonnais. On devra s’attendre à des stagnations temporaires et des circulations erratiques dans les colluvions.

Aléas et risques naturels

Une synthèse des risques naturels est présentée.
Le contexte des sites et sols pollués ne sera pas abordé dans le présent rapport et pourra faire l’objet d’études complémentaires conformément à la norme NF X 31-620 parties 1,2,3 et 4.

Campagne de reconnaissance d’investigations géotechniques

Nous avons reçu pour mission de réaliser des investigations géotechniques et de préciser les caractéristiques des terrains rencontrés par une série d’essais in-situ. Les reconnaissances des sols pratiquées sont conformes aux normes AFNOR et /ou font l’objet d’une description spécifique. La campagne de reconnaissance réalisée comprend l’exécution de :

  • un sondage à la tarière descendu jusqu’à 6 m ou au refus avec cinq essais pressiométriques ;
  • un sondage à la tarière descendu jusqu’à 15 m ou au refus avec quatorze essais pressiométriques ;
  • deux fouilles de reconnaissance de fondations ;
  • un carottage de dalle ;
  • deux teneurs en CaCO3 ;
  • deux granulométries et sédimentométries ;
  • trois limites de retraits ;
  • trois VBS et limites d’Atterberg ;
  • trois essais de gonflements ;
  • vingt-deux teneurs en eau.

Leur exécution a eu lieu les 18,19 et 28/11/2019 et le 23/01/2020. Le plan d’implantation est donné en Annexe.
L’application des essais au pressiomètre Ménard est régie par la norme NF EN ISO 22476-4. Les caractéristiques de la sonde utilisée pour les essais au pressiomètre Ménard sont données dans le Tableau 2.

Situation générale et géologique

L’ouvrage se place sur un terrain présentant une pente sensiblement orientée N/E (amont) vers S/O (aval). L’altimétrie du terrain coté amont tangente les cotes 80 à 81 NGF en limite de propriété. Coté aval le terrain se situe vers la cote 77 NGF. Ces cotes sont extrapolées à partir des données « Géoportail ». D’après les renseignements pris, l’ouvrage est situé au droit de l’affleurement des formations du Sanoisien « Argiles vertes » et « Glaises à Cyrènes » surmontant les marnes supragypseuses du Ludien supérieur : marnes blanches de Pantin et marnes bleues d’Argenteuil. En subsurface, les formations argilo-marneuses peuvent être marquées par des éboulis de pente et des limons de couverture.

Nature du sol et caractéristiques mécaniques

Nous rencontrons aux droits des sondages les faciès suivants :
– Les formations du Sannoisien : argiles vertes et glaises à Cyrènes : Ce sont des dépôts composés principalement d’argiles vertes avec des grains silicocalcaires surmontant des argiles beiges-orangées et grisâtres : les glaises à Cyrènes.
En SP1 (sous 20 cm de terre végétale et limons) de 0,20 à 2,60 m. / TN
En SP2 (sous 10 cm de terre végétale) de 0,10 à 2,60 m. /TN
Pl : 0,29 à 1,71 MPa
E : 3,12 à 23,27 MPa
– Les marnes blanches de Pantin (supragypseuses) : Ce sont des marnes argileuses et des marnes beiges à crème blanchâtre pouvant
présenter des passées calcaires.
En SP1 : de 2,60 à 7,40 m. /TN
En SP2 : de 2,60 à 6,00 m. / TN (arrêt du sondage)
Pl : 0,98 à 2,20 MPa
E : 7,12 à 30,66 MPa

– Les marnes bleues d’Argenteuil (supragypseuses) : Ce sont des marnes argileuses devenant souvent calcaireuses, bleu verdâtres à grisbleu.
En SP1 : de 7,40 à 15,00 m. (arrêt du sondage)
Pl : 1,24 à 1,87 MPa
E : 132,20 à 24,01 MPa

Etat de consolidation des sols en place

En reprenant les valeurs minimum et maximum de E (module de déformation) et Pl (pression limite), nous obtenons un rapport E/Pl caractérisant un « état de consolidation » des sols en place.
En SP1 (zone aval)
Est observable un état de consolidation altéré des argiles sur le premier mètre, sensible à la percolation des eaux pluviales circulant en surface depuis l’amont du site. A l’interface des argiles vertes et des marnes blanchâtres, une zone de sur-consolidation vers 4,00 m. de profondeur liée à une valeur élevée du module pressiométrique révélée dans des marnes calcaireuses. Une zone « d’altération » est observable à partir de 6,00 m. de profondeur par l’action d’un niveau aquifère non stabilisé et repéré en cours de sondage entre 6,00 et 7,40 m. de profondeur. Plus en profondeur, les marnes d’Argenteuil présentent un état « normal » de consolidation.
En SP2 (zone aval)
Une zone « d’altération » peut s’observer entre 1,00 et 3,00 m. de profondeur correspondant aux argiles vertes (1,00 à 2,00 m.) qui surmontent le toit des marnes blanchâtres (vers 3,00 m.). Cet ensemble présente des valeurs E/Pl inférieures à 9 et 8 caractérisant une zone « altérée » et sous-consolidée de terrains glissés ou qui ont flués sur la pente du versant. Vers 4,00 m. de profondeur, est observable une zone sur-consolidée (à l’instar de SP1) ou, à la même profondeur, ont été révélées des marnes calcaireuses. A partir de 5,00 m. de profondeur, le sol présente un état « normal » de consolidation.

Niveau d’eau

En cours de campagne, il a été observé un niveau aquifère en SPA à partir de 6,00 m. de profondeur. En fin de campagne, ce niveau était partiellement stabilisé vers 7,00 / 7,40 m. de profondeur. Cette situation est susceptible de varier, notamment en fonction de la saison et de la pluviométrie. On notera que des rétentions temporaires d’eau peuvent survenir dans les dépôts superficiels en toit des formations argileuses à l’occasion des saisons humides à fortes précipitations.

Diagnostic géotechnique et conclusions

Le bâtiment sinistré est une maison (initialement des années 1970), de type RDC+C sur terre-plein constituée de plusieurs volumes :
V1 (volume central) : fondé sur longrines et pieux (la profondeur des pieux est inconnue)
V2 et V3 : système fondatif inconnu
V4 (extension des années 1990) : fondé sur longrines et massifs
Nota : sur le plan ci-avant, l’emplacement des pieux et massifs est donné à des fins d’illustration (nombre et localisation non vérifiées)
Les canalisations EU/EP contrôlés en amont de la présente étude présentent de nombreuses anomalies (ci-après extrait du rapport) :
– La canalisation d’évacuation EP 7 est obturée, vraisemblablement abandonnée (Index 3)
– Intrusion de racines dans le regard R 1 (Index 4)
– La descente de pluviale EP 1 n’est pas canalisée (Index 6)
– Intrusion importante de racines dans la canalisation d’évacuation de la descente de pluviale EP 2 (Index 7)
– Intrusion importante de racines dans la canalisation d’évacuation de la descente de pluviale EP 3 (Index 8)
– Le pied de chute de la descente de pluviale EP 4 est totalement bouché (Index 9)
– La descente de pluviale EP 5 n’est pas canalisée (Index 10)
– Intrusions importantes de racines dans la canalisation en amont et aval du siphon de sol S 1 (Index 11 et 12)
– La canalisation d’évacuation de la descente de pluviale EP 6 et du caniveau C 2 est totalement bouchée (Index 13)

L’ouvrage a fait l’objet de travaux d’injection de résine expansive sous dallage (suite à une déclaration de sinistre par les précédents propriétaires ayant donné lieu à une prise en charge assurantielle de travaux. Les injections ont étés réalisées sous dallage (et non sous fondations). Nous ne connaissons pas précisément l’emprise des injections (tout ou partie du dallage ? quantité ? profondeur ? …). Il nous est indiqué que, malgré les injections, les désordres ayant évolués, des injections complémentaires ont étés réalisées à plusieurs reprises (entre 2010/2012 et 2017/2018 ?). Nous supposons que les injections ont étés réalisées uniquement à l’interface dallage /couche de forme sans « traiter le sol » en profondeur.

Les hypothèses sur l’origine du sinistre

L’ouvrage repose sur un terrain particulièrement sensible du fait de sa nature notamment argileuse et également du fait de sa position sur une pente de versant. Les sols rencontrés sur les trois premiers mètres sont plus ou moins fissurés et altérés par des phénomènes de « reptation » le long de la pente du versant. Les argiles sont soumises directement à des circulations d’eau de pluie qui, en période de forte pluviométrie, altèrent la rhéologie de ces matériaux particulièrement sensibles aux variations hydriques à l’origine de phénomènes de retrait gonflement. Les réseaux fuyards aggravent / accentue ces phénomènes. Au moment des sondages, le sol d’assise présentait des indices de consistance IC de 1,08 à 1,25 caractérisant des sols déshydratés ou en cours de déshydratation. Enfin, le système constructif hétérogène (massifs, pieux, dallage) et les périodes de retrait gonflement des argiles font subir à l’ouvrage des contraintes dans sa structure à
l’origine des désordres observés.

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Expertise Sécheresse à St Gervais (85230)

Notre rapport de suivi fait suite à :
✓ Notre visite sur site le 19/04/2019
✓ Notre rapport d’orientation n°1 du 01/08/2019
✓ La demande d’étude de sols validée le 28/08/2019 auprès du SOLSTRUCTURE
✓ La réception du rapport d’étude géotechnique du 08/01/2020

Analyse de l’étude de sols et cause des fissurations

Le programme d’investigations de notre cabinet d’expertise sécheresse en géotechnique se compose comme suit :
– 3 reconnaissances de fondations
– 2 sondages au pénétromètre dynamique
– 1 sondage avec essais pressiométriques
– Essais de laboratoire pour classification du sol

Les fondations des sols

Les différentes reconnaissances de fondations peuvent être récapitulées comme suit :
Bien qu’insuffisantes, les dimensions des fondations sont attendues pour ce type d’ouvrage ancien. L’encastrement est insuffisant (DTU sur région minimum 0.50m), notamment au regard des variations de températures saisonnières.
On aura noté la présence de racines dans le sondage confirmant l’action de la végétation environnante.
La présence d’un drain agricole côté Nord uniquement met en évidence des problème anciens liés à la gestion des eaux dans cette zone. Le drain agricole est un élément négatif au regard des variations hydriques (favorise et amplifie les phénomènes d’assèchement et d’humidification). Le Bet contacté téléphoniquement confirme la présence de venues d’eau en fouille F3.

Sondages pressiométriques

L’analyse des sondages et essais pressiométriques réalisés met en avant les principales informations suivantes :

1/ Pression limite 
La pression limite est une valeur permettant avec une approche simplifiée d’apprécier les contraintes admissibles au regard du type de terrain et de l’encastrement. Sous niveau de fondations, la portance admissible est ainsi de 0.075 Mpa en Sp1.
Observations : on note que la pression limite diminue progressivement dans la première couche argileuse jusqu’à une profondeur de 5m.
Les contraintes appliquées pour ce type d’ouvrage (construction en pierre de plain-pied, largeur des murs estimée 0.50m) peut-être estimée à 4t/ml, soit 0.08Mpa. Le terrain ne présente donc a priori pas de capacité de portance a priori suffisantes pour l’ouvrage concerné.
On note au surplus que l’approche est réalisée pour la partie maison de plain-pied. Les hypothèses de charges sont supérieures pour la partie grange et le pignon (murs en élévation plus élevés).

2/ Rapport E/Pl =
Ce rapport est un indicateur qui permet d’évaluer l’état de consolidation du terrain. En SP1 étant donné le type de sol, le rapport est relativement équilibré et ne présente pas particulièrement d’état de sur-consolidation avéré pouvant caractériser un phénomène de sécheresse. On note toutefois avec la présence d’eau à partir d’environ 2m (voir ci-après) que l’on aurait pu s’attendre à un état de sous-consolidation (liquéfaction) avec un rapport établi aux alentours de 8-10.

Sondages pénétrométriques

Les 2 essais réalisés au pénétromètre dynamique montrent :
– Une capacité de portance très faible du terrain jusqu’à au moins 3m de profondeur
– Un niveau d’eau établi autour de 1.80 / 2.00m

On peut conclure à la présence d’argiles moyennement à fortement plastiques présentant une capacité moyenne à forte de variation de volume en fonction des variations hydriques. La capacité de gonflement du terrain en période humide est importante, avec des poussées (sous assise de largeur estimée 0.50m) de l’ordre de 4 à 7 t/ml (supérieur à l’estimation de poids du bâtiment)

Conclusion de notre cabinet en expertise sécheresse

L’analyse de l’étude de sol réalisée met donc en évidence les points suivants :
– Le terrain d’assise du bâtiment est un sol présentant une sensibilité moyenne à forte aux phénomènes de retrait et gonflement, susceptible de générer les désordres observés sur l’habitation de Mr J.
On relève toutefois de multiples points négatifs :
– Capacité de portance insuffisante du terrain
– Dimensionnement insuffisant des fondations pour l’ouvrage
– Encastrement insuffisant de l’assise du bâtiment
– Construction hétérogène avec encastrement différentiel des fondations sur l’ensemble de l’ouvrage
– Manque de rigidité de l’ouvrage
– Agressivité de l’environnement (végétation, étiers (réseau de fossés du marais

Au préalable, on relève que le niveau d’encastrement des assises du bâtiment est totalement irrégulier (0.15m – 0.28m – 0.40m) entrainant de fait des phénomènes de tassements différentiels sous l’ouvrage.
En période humide constante, le terrain est fortement humidifié du fait de l’environnement (sans atteindre la liquéfaction), augmentant son « incompressibilité » et sa capacité de portance. L’origine des désordres (vraisemblablement ancienne) est à rechercher dans la perte de capacité portante sur cet ouvrage préalablement fragile lors des périodes sèches successives. Le phénomène de retrait des sols d’assise a pu – à la marge – amplifier la teneur du mouvement et des désordres. La végétation environnante au droit des principaux désordres (haie de frênes) a nécessairement contribué en période de déficit hydrique à amplifier la dessiccation et les désordres. On note d’ailleurs que la teneur en eau naturelle du terrain établie aux alentours de 35% à 38% est relativement éloignée de la limite de plasticité (21% à 26%) avant que le matériau ne rentre en phase de retrait.
Considérant ce qui précède, la sécheresse selon arrêté du 18/09/2018 n’est pas l’élément déterminant à l’origine de l’apparition. Les désordres sont la conséquence d’une perte de capacité portante du terrain sur un ouvrage préalablement fragile de par sa nature de construction et dans un environnement sensible. La garantie catastrophe naturelle n’est pas mobilisable.

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Constatation de désordres sur un ouvrage bâti à La Chapelle Rablais 77370

Objectif de notre intervention : réalisation d’un audit et diagnostics en constatations des désordres sur leur bien immobilier.

Mission de notre expert en bâtiment :

La mission de l’expert telle qu’elle a été défini par les parties consiste à :

  • Visiter le bien immobilier
  • Auditer et diagnostiquer les constatations des désordres
  • Effectuer un reportage photographique
  • Synthétiser l’audit et produire les conclusions qui en résultent

Audition des parties présentes :

La locataire vit au rez de chaussée depuis mai 2003, le 24/09/2019
« Début août (2019 NDLR), j’ai constaté l’apparition de fissures sur la façade côté terrasse. Puis j’ai  découvert que le sol de la cuisine avait bougé, j’ai constaté des fissures sur le haut des murs de la  cuisine et de ma chambre. Au départ, j’avais des difficultés pour fermer la porte-fenêtre du séjour, la fenêtre de la cuisine et  de ma chambre. Je l’ai d’ailleurs signalé à mes propriétaires M. et Mme B.
Nous nous sommes aussi aperçu avec la voisine du dessus qu’il y avait des fissures dans le sol près de la  cabane de jardin. »

Visite et audit des lieux :

Immeuble résidentiel contenant 2 logements sur 2 niveaux à La Chapelle Rablais 77370. Assiette foncière figurant au cadastre pour une surface de 900 m². Le bien étudié est un immeuble comprenant 2 logements sur 2 niveaux destinés à la location. Construit en 1985, il est élevé en parpaings, la charpente est en fermette et la couverture en tuiles mécaniques. Monsieur et Madame B n’ont pas en leur possession de documents relatifs à une étude géotechnique.

L’objectif d’une étude de sol d’avant projet de construction est de définir la contrainte ou portance admissible d’un terrain. Le résultat de l’étude de sol se traduit à l’aide d’un rapport de mission d’étude géotechnique où il est précisé la faisabilité technique des dallages et des terrassements du projet de construction.

Le rapport indiquera clairement le toit d’assise (profondeur) des fondations de la maison qui devra être scrupuleusement respecté par le
constructeur.
Sur le terrain, plusieurs moyens d’investigation peuvent être employés. Seul un ingénieur géotechnicien sait envisager le meilleur procédé pour un résultat précis :

  • La reconnaissance visuelle : La reconnaissance visuelle peut se faire à l’aide d’un tractopelle ou d’une tarière. Cette reconnaissance permet de rechercher la nature du sous sol,  l’homogénéité du terrain, d’observer les venues d’eau et/ou pollution.
  • La mesure de la résistance du sol : Cette mesure est réalisée à l’aide d’un pénétromètre dynamique. Les sondages de pénétration dynamique permettent de déterminer la résistance  dynamique apparente des terrains traversés. Cet appareil convient parfaitement pour les sols sains et les projets de petites tailles.
  • La mesure de frottement et de calcul de tassement : En fonction de la nature du sous-sol du terrain, il sera employé un pénétromètre statique. Les sondages de pénétration statique permettent de déterminer la résistance de pointe et le frottement latéral unitaire des terrains traversés qui conduisent au calcul de tassement.
  • Le forage avec essais pressiométriques : L’essai pressiométrique permet d’obtenir une relation contrainte – déformation traduisant le comportement mécanique du sol en place. Cette technique s’emploie pour connaître la déformation du sous sol. Elle doit être utilisée pour les sols difficiles.
  • Les essais en laboratoire : Ils permettent de caractériser la nature et la teneur en eau des  sols rencontrés et plus particulièrement de préciser leur argilosité.

Constatations des ordres par notre expert

Nous avons constaté plusieurs réseaux de fissuration verticaux, horizontaux mais aussi en escalier. Les fissures horizontales suivent le chainage vertical de la maison au niveau du plancher du rez-de-chaussée et du plancher du 1er étage. Les fissures horizontales sont au droit des cadres d’huisseries. Les fissures en escalier se situent au dessus des fenêtres du rez-de-chaussée. Les fissures en  escalier sont dues à une instabilité de terrain ou de l’assise de la construction entraînant des mouvements importants de la structure.
Nous constatons à l’intérieur du rez-de-chaussée dans la cuisine et la chambre un tassement du sol au niveau du mur Est de l’ordre de 1 à 3 cm au droit de la plinthe et/ou sous les huisseries. Nous relevons également une désolidarisation des cloisons en tête. 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 en escalier sur des murs composés de parpaings. Même lorsque le sous-sol est assez uniforme, les charges
unitaires différentes sur les fondations peuvent provoquer un tassement différentiel très important.

Tassement Différentiel, cabinet d'expertise en bâtiment Omega Expert

Tassement Différentiel, cabinet d’expertise en bâtiment Omega Expert

Nous constatons également que le bien étudié se situe dans une zone répertoriée par ©Géorisques comme étant en aléa moyen de retrait-gonflement des argiles. Les sols argileux sont très sensibles aux périodes de fortes sècheresses et ils induisent en périodes de réhydratations des phénomènes de gonflements, bien connus et très préjudiciables aux bâtiments sur ces types de sol avec présence d’un tassement différentiel.
Nous constatons au niveau du pignon nord des fissures verticales proches du chaînage d’angle. Nous constatons sur la façade Ouest une fissure verticale à la jonction de la maison et du garage. Nous constatons dans la cuisine du logement du 1er étage des fissures dans la cloison séparative et sur les carreaux de faïence de celle-ci.

Conclusion de notre expertise en bâtiment et sol

Il nous apparait, que les typologies de ces désordres, tel que le réseau de fissurations en escalier présent sur les murs de structure, le tassement de la dalle au droit des plinthes du rez-de-chaussée et la désolidarisation des cloisons en tête, et bien que ceux-ci ne soient pas exhaustifs, mais sont néanmoins très significatifs d’un mouvement généralisé d’une zone de sol qui présente les caractéristiques d’un tassement différentiel.
Le classement de l’emplacement du bien étudié par ©Géorisques en aléa moyen de retrait-gonflement des argiles nous fait supposer que les désordres constatés peuvent être la conséquence de la présence d’argile dans le sol, et par extension des phénomènes de sécheresse
dont nous sommes témoins ces dernières années.
Ces désordres structurels peuvent aussi être à l’origine des fissures verticales relevées sur la façade Ouest et nord. En effet les points faibles d’une construction sont fragilisés lors d’un problème de fondations.

Nous conseillerons donc une étude géotechnique de mission G 5 « Etude de sol de diagnostic géotechnique sur un ouvrage sinistré » qui devra être réalisée afin d’éviter la dégradation constante de cette habitation. Cette mission géotechnique nous donnera le diagnostic technique ainsi que la méthodologie de reprise de l’ouvrage qui est nécessaire afin de remédier à ces désordres.
Il est conseillé à Monsieur et Madame B de se rapprocher de leur compagnie d’assurance pour la prise en charge de cette mission géotechnique.