Vous planifiez de construire votre nouvelle maison ou plutôt de mettre en vente un site constructible ? Peu importe la nature de votre projet, sa réussite implique tout un éventail de contraintes. Parmi les nombreuses étapes à considérer, l’étude de sol et l’étude de structure sont généralement mentionnées. Mais en quoi diffèrent-elles réellement ?
Bien qu’elles puissent être complémentaires et indispensables pour garantir la solidité et la pérennité de votre ouvrage, ces deux évaluations ne portent pas sur les mêmes aspects. En effet, tandis que l’étude de sol vise à analyser les caractéristiques physiques et mécaniques du terrain sur lequel sera édifié votre projet, l’étude de structure se concentre sur la conception et le dimensionnement des éléments porteurs du bâtiment. Outre ces détails, quels sont réellement les autres points de divergence de ces deux types d’études ? Focus!
Les objectifs de chaque type d’étude
L’étude de sol et l’étude de structure sont deux investigations distinctes, mais interdépendantes, nécessaires à la réussite de tout projet de construction. Chacune d’elle a un objectif précis et s’inscrit dans une phase spécifique du processus de conception.
L’étude de sol
Réalisée en amont de la conception architecturale, l’étude de sol constitue la première étape d’une construction. Elle a pour but d’analyser les caractéristiques géotechniques du terrain, c’est-à-dire sa nature (argile, sable, roche), sa composition, sa résistance, sa perméabilité et sa susceptibilité aux mouvements de terrain.
En évaluant ces paramètres, l’étude de sol fournit un diagnostic complet du terrain et permet de déterminer les mesures à prendre pour assurer des fondations adéquates. Techniquement, elle permet de :
- Identifier les contraintes du terrain : présence de nappes phréatiques, risques de tassement, de gonflement ou de glissement de terrain.
- Dimensionner les fondations : en fonction de la capacité portante du sol, l’étude de sol permet de déterminer la nature et la profondeur des fondations les plus adaptées.
- Choisir les techniques de construction appropriées : certains types de sols nécessitent des techniques de construction spécifiques (par exemple, l’utilisation de pieux pour les sols mous).
Les résultats issus de ces investigations permettent aux ingénieurs en charge de la mission de prendre des décisions éclairées.
L’étude de structure
Une fois les caractéristiques du sol connues, l’étude de structure vient généralement compléter l’étude de sol. En pratique, elle consiste à analyser les sollicitations que le bâtiment exercera sur le terrain et à dimensionner les éléments porteurs (fondations, murs, planchers, charpente…) en conséquence. L’objectif principal derrière l’étude est d’assurer la sécurité et la durabilité de l’ouvrage en permettant de :
- Garantir la stabilité du bâtiment : en dimensionnant les éléments porteurs de manière à ce qu’ils puissent résister aux charges permanentes (poids propre du bâtiment) et aux charges variables (neige, vent, mobilier, occupants).
- Prévenir les risques de fissuration et d’effondrement : en prenant en compte les contraintes exercées par le sol et les charges appliquées sur le bâtiment.
En complément, l’étude de structure permet de choisir les matériaux et les systèmes constructifs les mieux adaptés à chaque situation, en tenant compte des contraintes économiques et environnementales.
Les paramètres pris en compte par chaque étude
Pour des résultats escomptés aussi bien au niveau de l’étude de sol que celle de structure, différents éléments sont étudiés. Ces paramètres permettent essentiellement d’évaluer les conditions du terrain et de dimensionner le bâtiment en conséquence.
L’étude de sol
L’étude de sol s’intéresse à un ensemble de caractéristiques géotechniques qui caractérisent le terrain et influencent directement la construction. Dans le lot, on retrouve :
- La nature du sol : déterminée par l’identification des différentes couches géologiques présentes sur le site (argile, sable, roche) et ayant une influence directe sur sa capacité portante, sa compressibilité et sa perméabilité.
- La composition du sol : évaluée à travers des analyses granulométriques et minéralogiques, qui permettent de comprendre la distribution des particules et la présence de minéraux spécifiques.
- Les niveaux d’eau : mesurés pour évaluer le risque d’infiltration et de remontée capillaire, qui peuvent affaiblir les fondations.
- L’angle de frottement interne : caractérise la résistance du sol au cisaillement.
Ces paramètres sont déterminés grâce à des sondages et essais in situ ainsi que des analyses en laboratoire. Les résultats de ces démarches permettent d’identifier les risques géotechniques tels que le tassement et le glissement de terrain.
L’étude de structure
L’étude de structure porte sur l’ensemble des éléments qui composent le bâtiment et sur les sollicitations auxquelles ils sont soumis. Les principaux paramètres étudiés sont :
- Les charges à supporter qui se divisent en plusieurs catégories : les charges permanentes comprennent le poids propre de la structure. Les charges d’exploitation incluent les charges temporaires liées à l’utilisation quotidienne de l’édifice, comme les meubles, les équipements et les occupants. Les charges climatiques englobent les effets du vent, de la neige et des variations de température.
- Les matériaux utilisés (béton, acier ou bois) : soigneusement sélectionnés en fonction de leurs propriétés mécaniques et de leur adéquation aux charges identifiées.
- La géométrie de la structure : inclut la configuration spatiale des éléments porteurs, leur forme, leur taille, et leur disposition.
Entre autres, il est important de souligner que les assemblages entre les différents éléments structurels doivent être conçus pour assurer la solidité de l’ensemble.
Les méthodes utilisées lors de chaque investigation
Pour mener à bien une étude de sol et une étude de structure, les géotechniciens et les ingénieurs structure s’appuient sur un ensemble de méthodes spécifiques qui leur permettent de collecter les données nécessaires et d’analyser les résultats.
L’étude de sol
En ce qui concerne l’étude de sol, elle fait appel à diverses techniques d’investigation qui permettent de caractériser les propriétés du terrain. Parmi les plus courantes, on retrouve les sondages qui consistent à forer le sol à différentes profondeurs pour prélever des échantillons représentatifs des différentes strates.
Les essais in situ tels que les tests au pressiomètre et au pénétromètre, complètent ces sondages. Ils sont réalisés directement sur le terrain afin d’évaluer les propriétés mécaniques du sol. En compléments de ces missions sur le terrain, les échantillons prélevés sur site sont analysés en laboratoire afin de déterminer leur composition granulométrique, leur teneur en eau, leur limite de liquidité et leur limite de plasticité.
L’étude de structure
L’étude de structure s’appuie sur des méthodes de calcul et de simulation numérique pour dimensionner les éléments porteurs du bâtiment. Les principales étapes de cette étude comprennent :
- Les calculs théoriques : basés sur les principes de la mécanique des matériaux et de la résistance des structures. Ces calculs permettent d’estimer les dimensions et les propriétés des éléments porteurs nécessaires pour supporter les charges identifiées.
- La modélisation : réalisée à l’aide de logiciels spécialisés qui permettent de visualiser les points de contrainte et de déformation et d’ajuster les dimensions et les matériaux des éléments porteurs pour optimiser leur performance.
- Les analyses dynamiques : évaluent la réponse de la structure à des sollicitations dynamiques, permettant de concevoir des systèmes de renforcement appropriés pour garantir la sécurité et la stabilité du bâtiment.
- La vérification : les ingénieurs en charge de la mission doivent s’assurer que leurs conceptions sont conformes aux réglementations locales et internationales, qui définissent les exigences minimales en matière de résistance et de sécurité structurelle.
Les résultats obtenus à l’issue de chaque étude
Les études de sol et de structure aboutissent à des documents synthétiques qui présentent les résultats des analyses et les recommandations pour la construction. À l’issue de l’étude de sol, un rapport géotechnique est établi. Ce dernier présente de manière claire et concise les résultats des investigations réalisées. Il contient généralement :
- Les caractéristiques du terrain : nature du sol, composition, niveaux d’eau, densité, cohésion, etc.
- Les résultats des essais : les résultats des sondages, des pénétromètres et des analyses en laboratoire présentés sous forme de tableaux et de graphiques.
- Les risques géotechniques identifiés : le rapport identifie les éventuels risques de tassement, de glissement de terrain, de remontées capillaires, etc.
- Les recommandations : incluent des solutions adaptées aux contraintes du sol, telles que le type de fondations (superficielles, profondes, radier), les dimensions des éléments de fondation et les techniques de renforcement nécessaires.
S’agissant de l’étude de structure, elle aboutit à la production de plusieurs documents :
- Les plans de détails constructifs : des documents techniques qui illustrent les dimensions exactes des éléments porteurs du bâtiment. Ils indiquent les sections des poutres, des colonnes et des murs porteurs, ainsi que les types de fondations à utiliser en fonction des recommandations géotechniques.
- Les notes de calcul : justifient les choix techniques et les dimensionnements adoptés. Ces notes expliquent les hypothèses de charge, les méthodes de calcul employées et les résultats obtenus pour chaque élément de la structure.
En essentiel, il est à noter que ces différents documents assurent que chaque aspect du projet est pris en compte de manière détaillée et précise, garantissant ainsi la sécurité, la stabilité et la durabilité de la construction finale.
Conclusion
Pour assurer la réussite de tout projet de construction, il s’avère judicieux de réaliser aussi bien une étude de sol qu’une étude de structure. Bien que complémentaires, elles se distinguent par leurs objectifs et méthodes.
L’étude de sol évalue les caractéristiques du terrain tandis que l’étude de structure dimensionne les éléments porteurs du bâtiment. Toutefois, elles garantissent la stabilité, la sécurité et la durabilité de l’ouvrage, en fournissant des recommandations précises adaptées aux contraintes spécifiques du site et du projet.