GLAREUM.NET›Chapitre 2›Terrassement, canalisations et remblai

2.4 Couche antigel

Une couche de sable ou de gravier qui ne se soulève pas quand elle gèle, pour que le sol sous une dalle, une allée ou une construction légère reste immobile en hiver.

Deux coupes côte à côte. À gauche : une couche antigel en sable et gravier descend jusqu'à la profondeur hors gel locale sous une surface pavée. À droite : un panneau isolant enterré maintient le gel plus haut, la couche peut donc être plus mince. profondeur hors gel locale le gel reste au-dessus du panneau Sans isolation Avec isolation 3 Panneau isolant facultatif, voir EN ISO 13793 2 Couche antigel peu de fines, compactée 1 Revêtement et couche de base chapitre 3 Sol gélif
La couche antigel descend jusqu'à la profondeur hors gel locale, ou moins là où une isolation empêche le gel de pénétrer.

En bref

Difficulté
3 sur 4
Durée
Comme en 2.3, plus le terrassement jusqu'à la profondeur hors gel
Outils
Mini-pelle, brouette, râteau, plaque vibrante, laser ou niveau à bulle
Éléments
  1. 1  Revêtement et couche de base
  2. 2  Couche antigel
  3. 3  Panneau isolant (facultatif)

Ce qu'il vous faut par m², pour 100 mm compactés

MatériauGranulométrieTypeQuantité
Sable ou gravier 0/8 mm Moins de 3 % de passant à 0,02 mm environ 200 kg
ou 0/31,5 mm Concassé ou naturel, pauvre en fines
ou 16/31,5 mm Gravier lavé, là où la couche doit aussi drainer (6.1)
Filtre sur limon ou argile 0/4 mm Sable propre ou géotextile, voir 6.6

Pourquoi peu de fines ?

0/8 mm

Le gel soulève le sol quand l'eau remonte à travers un sol fin et gèle en lentilles de glace. Le sable grossier et le gravier propre ont des vides trop grands pour cela : ils ne gonflent pas.

0/31,5 mm

Un mélange concassé riche en fines fait une bonne couche de base, mais peut quand même gonfler. Demandez sa teneur en fines au fournisseur avant de l'utiliser dans la zone de gel.

Étape par étape

  1. 1

    Trouvez la profondeur hors gel de votre région.

    Elle dépend du climat, du sol et de l'enneigement, de zéro dans les régions chaudes à plus de 2 m dans les plus froides. Les autorités de la construction publient la valeur locale.

    Carte de la profondeur hors gel locale
  2. 2

    Excavez le sol gélif.

    Retirez limon, argile et sable fin limoneux jusqu'à la profondeur hors gel, ou jusqu'à la profondeur que permet une étude d'isolation. Talutez les bords de la fouille pour que le passage du sol au remblai soit progressif.

    Fouille aux bords talutés
  3. 3

    Sur limon ou argile, posez d'abord un filtre.

    Mettez au moins 100 mm de sable propre, ou un géotextile, pour que le sol fin ne remonte pas dans la couche. Voir 6.6.

    Sable filtrant au fond
  4. 4

    Remplissez et compactez par couches.

    Montez la couche comme un remblai porteur (2.3). Avec moins de fines, elle draine bien : arrosez-la légèrement avant de compacter.

    Compactage de la couche antigel
    Compactage de la couche antigel Illustration
  5. 5

    Éloignez l'eau.

    Sans eau, pas de glace. Donnez une pente à la surface pour que la pluie s'écoule, et ne laissez pas l'eau stagner sur la couche ou à côté.

    Surface en pente vers un drain
Caractéristiques
ÉlémentGranulométrieÉpaisseurMise en œuvre
1 Revêtement et couche de basevoir chapitre 3–Posés sur la couche antigel.
2 Couche antigel0/8 mm à 0/31,5 mmjusqu'à la profondeur hors gel localeMoins de 3 % de passant à 0,02 mm. Compactée par couches comme en 2.3.
3 Filtresable propre 0/4 mmau moins 100 mmOu un géotextile. Seulement sur limon ou argile.
4 Isolationpanneau pour usage enterréselon l'étudeLargeur, épaisseur et profondeur selon l'EN ISO 13793.

Ce qui la rend insensible au gel

Le soulèvement demande trois conditions à la fois : le gel, un sol fin qui laisse remonter l'eau, et un apport d'eau. Supprimez-en une et il n'y a pas de soulèvement. Le critère courant : un sol dont 3 % ou plus de la masse passe à 0,02 mm est gélif ; les sables uniformes tolèrent jusqu'à environ 10 %. Le US Army Corps of Engineers applique cette règle, et ce n'est pas une limite nette. Demandez une analyse des fines au fournisseur, ou utilisez un matériau lavé.

Profondeur

La couche doit atteindre la profondeur hors gel locale, sinon le gel atteint le sol en dessous. Cette profondeur dépend du climat et du sol et est publiée localement. L'EN ISO 13793 la calcule à partir de l'indice de gel local.

L'isolation au lieu de la profondeur

Des panneaux posés dans le sol empêchent le gel d'atteindre le sol en dessous, et un bâtiment chauffé réchauffe le sol sous lui. L'EN ISO 13793 dimensionne les panneaux. Avec elle, un guide universitaire place les semelles d'une maison chauffée à environ 300 mm seulement dans les climats modérément froids.

Sous les murs

Un remblai humide peut geler contre un mur de fondation et le soulever. Utilisez un remblai drainant contre le mur et gardez-le drainé (2.2).

Sources

  1. National Research Council Canada, Building Digest 26: Ground freezing and frost heaving : trois conditions (gel, sol fin, eau), en supprimer une empêche le soulèvement ; le sable grossier et le gravier propre ne gonflent pas ; un remblai qui gèle contre un mur peut le soulever, il doit donc être choisi et drainé
  2. US Army TM 5-852-3, Arctic and subarctic construction : les sols dont 3 % ou plus passent à 0,02 mm sont en général gélifs, les sables uniformes jusqu'à 10 % ; filtre d'au moins 100 mm avec au plus 3 % de passant à 0,02 mm ; poches de sol gélif remplacées jusqu'à la profondeur de gel ; une nappe à moins de 1,5 m du front de gel pose problème, à plus de 3 m rarement
  3. Virginia Transportation Research Council: Frost action considerations in roadway construction : le soulèvement demande des températures négatives, un sol gélif et de l'eau disponible ; le critère du US Army Corps of Engineers admet au plus 3 % de particules inférieures à 0,02 mm
  4. US Army CRREL TR 223: Experiments to simplify frost susceptibility testing of soils : le critère de Casagrande de 3 % de passant à 0,02 mm n'est pas une limite nette
  5. US HUD / NAHB Research Center: Frost-Protected Shallow Foundations, Phase II : profondeur de gel déterminée surtout par les températures de l'air en hiver, ainsi que par le type de sol, son humidité, la neige et la couverture du sol
  6. Nova Scotia Community College: Water Service Protection and Maintenance : les branchements d'eau sont enterrés sous la limite du gel ; lorsque ce n'est pas possible, ils sont protégés du gel, par exemple par un tuyau pré-isolé ou un câble chauffant
  7. EN ISO 13793 Thermal performance of buildings: thermal design of foundations to avoid frost heave (preview) : dimensionne la largeur, la profondeur, la résistance thermique et la position de l'isolation ; profondeur de gel à partir de l'indice de gel local ; remplacement du sol gélif comme alternative
  8. Penn State PHRC, Frost-protected shallow foundations : la chaleur du bâtiment et l'isolation permettent de placer une semelle à environ 300 mm là où l'indice de gel de l'air atteint 1 500 °F-jours
  9. FHWA-RD-97-148, Granular base : les granulats naturels pèsent environ 2,0 à 2,3 t/m³ en place
  10. EN ISO 13793 Thermal design of foundations to avoid frost heave
  11. EN 13242 Aggregates for unbound and hydraulically bound materials
  12. EN 13252 Geotextiles used in drainage systems

Quantités : 1 m² × 100 mm = 0,1 m³ compacté. Compté à environ 2,0 t/m³, le bas de la fourchette de 2,0 à 2,3 t/m³ donnée par la FHWA pour les granulats naturels. Commandez un peu plus.

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