La conception du mur de soutènement

bruno, John

Une fois la conception du terrassement et des aménagements extérieurs achevée, il est temps de prévoir des murs de prisons pour éviter que les talus ne s’échappent !

Conception générale :

Un mur est conçu en suivant quatre étapes :

ETAPE 1 : disposition du mur

Rôles du mur de soutènement

Les rôles d’un mur de soutènement sont les suivants :

  • Assurer la protection des talus : après avoir simulé le terrassement du chantier BILP, il sera nécessaire de soutenir certains talus.
  • S’intégrer dans les aménagements extérieurs : pour faciliter la vie, il est parfois tentant de ne pas se soucier de la forme d’un ouvrage, ce qui peut donner des murs rectilignes dénués de volume et d’esthétisme.
La modélisation en 3D du mur

Le mur en redan permettra de compenser les différences de niveaux entre les plateformes de terrassement et les hauteurs des talus. La partie jaune représente la plateforme de terrassement et la partie blanche, le mur.


ETAPE 2 : dimensionnement du mur

Pour le projet Maison BILP, la hauteur du mur dépendra de la hauteur du talus le plus haut. Les autres dimensions du mur seront calculées en fonction de cette hauteur. Toutes les mesures seront conformes à la norme Eurocode 7.

La hauteur du mur
La hauteur du mur

Le projet comprend une plateforme répartie sur deux niveaux, dont le plus haut talus se trouve à 1,10 m au-dessus du niveau de référence, plus une marge de 0,10 m pour limiter les risques d’éboulement. La hauteur du mur est donc de 1,20 m sur la partie basse de la plateforme. Toutefois, pour des raisons esthétiques et pour soutenir le terrain en pente, nous avons opté pour un mur en redan sur quatre niveaux.

Formule de dimensionnement d’une semelle de mur de soutènement :

  • La largeur b de la semelle
    b = 1,15 \cdot (0,20 + 0,45 \cdot h), avec h la hauteur du mur ; nous avons majoré de 15% la largeur d’où la valeur 1,15 m.
  • L’épaisseur e2 de la semelle et la largeur e1 du mur e_1 = e_2 = \frac{h}{12}


    La partie où il y a le changement de niveau de la plateforme
    Le dimensionnement de la partie basse du mur


La hauteur h totale du mur sur cette zone est de 120 cm.

  • L’épaisseur e2 de la semelle et e1 du mur : e_1 = e_2 =\frac{h}{12} = \frac{120}{12} = 10 .
    Ainsi nous avons fixé : e2 = 15cm et e1 = 20cm.

La partie apparente du mur mesure 120 cm de haut. En ajoutant l’épaisseur de la semelle, qui est de 15 cm, la hauteur totale du mur sera de 135 cm.

  • Dimensionnement de la largeur b de la semelle : b = 1,15 \cdot (0,20 + 0,45 \cdot h)
    \Rightarrow 1,15 \cdot (0,20 + 0,45 \cdot 1,35) = 0,93 m , et nous avons pris b = 100 cm.

La hauteur h totale du mur sur cette zone est de 75cm, car il n’est plus utile de dimensionner l’épaisseur de la semelle puisque nous avons repris e2 = 15cm.
Dimensionnement de la largeur b de la semelle : b = 1,15 \cdot (0,20 + 0,45 \cdot h)
\Rightarrow 1,15 \cdot (0,20 + 0,45 \cdot 0,75) = 0,62 m
, ainsi nous avons posé b = 70cm.


La conception après le dimensionnement

ETAPE 3 : choix des matériaux

La modélisation du mur en bloc à bancher

Pour le choix des matériaux à employer, nous avons comparé plusieurs types de murs avant de faire notre choix.

  • Un mur en parois préfabriquées : ce type de mur est facile à mettre en œuvre, mais la réalisation est onéreuse et nécessite l’utilisation de matériel de levage et de compactage. Ce type de mur n’est pas adapté à un chantier en auto-construction.
  • Un mur en pierres sèches : au niveau architectural, ce type de mur est imbattable, mais son exécution est non seulement laborieuse mais requiert également beaucoup de temps.
  • Un mur en parpaing : ce type de mur, en principe, doit être composé de raidisseurs, d’arases et/ou de chaînages. L’exécution d’un tel mur est difficile à mettre en œuvre car il y a une quantité très importante de béton coffré et coulé sur place.
  • Un mur en bloc à bancher : c’est le type de mur que nous avons choisi car il nous permet d’éviter les coffrages des poteaux et des arases supérieurs. Les blocs à bancher sont plus résistants que les autres types de mur car ils sont ferraillés, ce qui n’est pas le cas des parpaings.


ETAPE 4 : système de drainage

Deux systèmes de drainage se présentaient à nous : d’une part l’utilisation de hourdis avec des films géotextiles ; d’autre part l’utilisation de membranes drainantes et de barbacanes en PVC.


Système de drainage avec des hourdis empilés
Système de drain en pied de l’ouvrage avec des membranes drainantes


Pour en savoir plus sur ces deux systèmes de drainage, consultez l’article Système de drainage du guide Mur de soutènement. Lors du choix du système adapté à notre ouvrage, les simulations en 3D ont révélé des anomalies :

  • pour les deux systèmes, la mise en place d’un drain en pied d’ouvrage ne serait pas réalisable car nous sommes sur un mur en redan qui présente un dénivelé très important à certains endroits. Cela compliquerait la mise en œuvre. De plus, le terrain étant de type argileux, il se sature facilement en eau et devient imperméable. Avec la pente sur l’axe longitudinal, l’écoulement naturel des eaux sera assuré.
  • Pour le système à hourdis, le terrain étant en pente, si nous mettons deux lignes d’hourdis, les bouts des hourdis apparaîtront et ce ne serait pas très esthétique.
  • Pour les barbacanes, le principe est de drainer les eaux dans la terre à soutenir vers le côté libre ; mais pour le projet Maison BILP, ce côté libre se trouve sous le terrain naturel et le bâtiment est placé sur cette zone, ce qui augmente le risque d’accumulation d’eau. Nous avons donc écarté cette solution.

La solution : après avoir pris connaissance de ces anomalies, nous avons choisi d’arbitrairement laisser les eaux derrière le mur. Pour ce faire, nous avons étanchéifié le mur avec un produit bitumeux et une membrane drainante pour empêcher les eaux de passer du côté du bâtiment.

Détails de mise en œuvre

Le montage des blocs à bancher

Il y a deux méthodes pour le montage des blocs :

Empilage des blocs avec les alvéoles alignées

Pour cette méthode, les alvéoles vont servir de coffrage pour les colonnes en béton. Ces colonnes seront renforcées par des aciers horizontaux.
Empilage avec les alvéoles décalées

Cette méthode est similaire au montage des blocs de parpaing, c’est-à-dire que les joints doivent être espacés d’au moins 2/3 de bloc. Pour cette solution, le positionnement des armatures d’attente doit être précis afin de faciliter la pose des blocs. C’est cette méthode qui sera appliquée sur notre mur.


Extraits de plans

Plan d’implantation
Vue de façade du mur

Sur le changement de niveau, une partie du mur est plus profonde, ce qui implique une charge plus importante. Le principe est que la partie la plus lourde va essayer d’enfoncer la partie la plus légère, cependant la résistance du sol va l’en empêcher, ce qui entraînera l’apparition de fissures. Le problème est que l’on ne peut maîtriser ni la forme ni la position de ces fissures.
Nous avons opté pour la solution suivante : faire deux murs indépendants et mettre en place un joint de rupture sur le changement de niveau.
Zonage pour répertorier les ferraillages

Étant donné que nous avons adopté un mur en redan, les aciers auront différentes dimensions et formes pour chaque zone.
Plan de ferraillage de la zone 2

Dans la zone 2, nous avons recensé 14 formes et dimensions différentes d’acier.


TABLEAU DES ARMATURES DE LA ZONE 2
N° Nombre Nuance Ø Type Dimensions Forme
1 1 HA 7 Treillis soudé 120/240cm Maille de 15cm
2 33 HA 8 Attente 40/40cm En L
3 6 HA 8 filant Barre droit
4 2 HA 8 Acier vertical 43cm Barre droit avec 1 crochet
5 2 HA 8 Acier vertical 63cm Barre droit avec 1 crochet
6 2 HA 8 Acier vertical 83cm Barre droit avec 1 crochet
7 25 HA 8 Acier vertical 103cm Barre droit avec 1 crochet
8 4 HA 8 filant 75cm Barre droit
9 4 HA 8 filant 60cm Barre droit
10 4 HA 8 filant 45cm Barre droit
11 4 HA 8 filant 30cm Barre droit
12 2 HA 8 Attente 30/40cm En L
13 20 HA 8 Raccord d’angle 40/40cm En L
14 2 HA 8 Acier vertical 20cm Barre droit avec 1 crochet
Plan de ferraillage de la zone 4
Plan de ferraillage de la zone 3
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