Quelles fondations pour Miramon ?

La question du type de fondations pour notre maison est sans doute l'un des points les plus épineux auquel on fait face. En effet, il est à l'intersection de plusieurs problématiques essentielles qui se manifestent pour notre projet... Et vu que toute la maison va reposer dessus, ce n'est pas une question à négliger aussi d'un point de vue philosophique !

Alors, à quoi c'est-y qu'on cogite ?

1. L'impact écologique du béton

Avant tout, l'un des objectifs clés qu'on s'est fixés, avec ce projet, est celui d'adopter une démarche aussi éco-responsable que possible. C'est un point fondamental : le système absurde dans lequel on vit fait qu'il semble très compliqué (voire impossible) pour nous de vivre dans un habitat léger ou réversible, du fait de l'attitude hostile de la préfecture du département où nous souhaitons nous établir (les Pyrénées-Atlantiques) ; nous n'avons ni les moyens d'investir dans un bâtiment habitable, ni d'acheter une ruine pour la retaper (sinon c'est nous qui nous ruinons, et durablement) ; par conséquent, pour nous établir à proximité de Mifaget, où est ancré le projet collectif que nous lançons avec notre amie Renée, nous n'avons d'autre choix que de construire une maison neuve. Et toute construction neuve, si on souhaite rentrer dans les clous de la réglementation thermique (ou juste avoir une maison à peu près confortable en hiver et en été), représente un impact écologique important, ne serait-ce qu'en termes d'utilisation de matériaux, de consommation énergétique pour les transports et l'emploi de machines de chantier, etc. (*).

Or, les fondations « standard », telles que présentées dans à peu près tous les bouquins et sites web sur la construction de maisons (voir ici par exemple), ce sont des fondations en béton. Dans la catégorie des fondations dites superficielles, c'est-à-dire dont la profondeur ne dépasse pas 3m, on parle le plus souvent des semelles filantes, qui font toute la longueur des murs porteurs, et des semelles isolées, qui sont des blocs de bétons placés sous les murs porteurs dans des points stratégiques. Et le béton (fabriqué à partir de ciment Portland), c'est extrêmement polluant...

Par exemple, en termes d'impact sur le changement climatique (il y en a d'autres : énergie, consommation d'eau...) : la fabrication du ciment représenterait 7% de toutes les émissions de gaz à effet de serre dans le monde ; et le secteur du bâtiment, son principal consommateur, génère 23% des émissions de la France (source). Pour un m3 de béton classique sans armatures, représentant un poids de 2 310 kg, l’empreinte carbone est de 197 kg eq CO2, soit 85 kg eq CO2 par tonne de béton (source). À titre de comparaison, une fois notre maison construite, si on brûlait 3 stères de bois par hiver pour la chauffer (ce sera sans doute moins !), et que c'est du chêne bien sec, on produira environ 6600 kWh (6,6 MWh) d'énergie d'après ce calculateur. Or, d'après ce rapport de l'Ademe, la production d'un MWh d'énergie thermique par la filière bois énergie, en France, représenterait dans le pire des cas 30kg eq CO2. Donc, 6,6 MWh = 198 kg eq CO2 = un mètre cube de béton ! Au rythme de 3 stères par an, chaque année on consommerait au pire autant d'énergie pour nous chauffer qu'il n'en faut pour couler un mètre cube de fondations en béton... (mais vu qu'on achètera notre bois localement, et qu'on en consommera peu - voir l'astérisque (*) - le rapport sera bien moindre.) Ce serait quand même une énorme contradiction avec l'esprit de notre projet.

2. Le budget

Une alternative intéressante au béton, de plus en plus reconnue, est celle des pieux vissés. Il s'agit de vis en acier assez mastoc qu'on enfonce profondément dans le sol, avec une machine, jusqu'à trouver la couche stable. Ne reste plus qu'à poser la maison dessus !

Ce procédé a l'avantage de ne pas dénaturer le terrain (pas besoin de terrassement), d'être approprié aux terrains en pente (tels que le nôtre à Miramon)... et ne requiert aucune utilisation de béton. Il est approprié pour des bâtiments plutôt légers tels que celui qu'on va construire.

Malheureusement, il y a la question du coût. Notre budget pour ce projet tient dans un mini-mouchoir de poche. Et malheureusement, les devis qu'on a demandés pour l'utilisation de Techno Pieux nous ont tout de suite refroidis : en effet, vu la nature argileuse du terrain, les pieux vissés devraient être plantés jusqu'à une profondeur d'au moins 7 mètres (si ce n'est plus), ce qui, en plus de l'étude préalable, représenserait une dépense de plus de 12,000 euros.

Cette question du coût demeure aussi pour l'emploi de fondations en béton, cela étant !

3. Les normes sismiques et les caractéristiques du terrain

En plus de ça, on doit composer avec les caractéristiques du terrain.

Contraintes géographiques : sismicité

La commune de Lys se situe en zone de sismicité 4 (moyenne), du fait de la présence voisine de la jeune chaîne des Pyrénées, qui continue sa croissance. C'est une échelle qui va jusqu'à 5 (les seuls départements français en zone 5 sont les îles volcaniques de la Martinique et de la Guadeloupe).

Certes, que ce soit dans l'histoire ancienne ou plus récente, il semblerait que notre coin de montagnes n'ait pas été le lieu d'une activité sismique particulièrement intense : un séisme de magnitude 5.3 s'est tout de même produit à Arette en 1967, un autre en 1750 vers Lourdes, et un troisième en 1660 juste à côté en Bigorre. Mais on ne sait jamais...

En tout cas, si on voulait respecter les normes parasismiques officielles pour les maisons individuelles situées dans notre zone de sismicité, et donc se mettre un peu plus à l'abri d'un tremblement intempestif, il y aurait des mesures importantes à prendre au niveau des fondations. Et comme par hasard, lesdites mesures impliquent... beaucoup de béton ! Armé, de préférence.

Mais alors, que se passe-t-il si on construit sans respecter ces normes ? Ainsi que me l'a fait savoir, d'un ton particulièrement inquiétant, une personne à la communauté de communes, « il peut y avoir des conséquences pénales » - sous-entendu, si notre maison s'effondrait un jour du fait d'un séisme, que quelqu'un.e se trouvait dessous, et qu'on nous collait un procès à cause de ça.

Au-delà de la préoccupation - qu'on peut ne pas avoir, en tant qu'autoconstructeurs - de rester dans les clous législatifs, il y a aussi la question de savoir si le béton armé est vraiment nécessaire pour se protéger contre les séismes... Étant donné qu'il s'agit d'une technologie qui a moins d'un siècle, et que des millions de bâtiments ont été construits par le passé autour du monde, en zones sismiques, avec des techniques de fondations vernaculaires, sans jamais s'effondrer ! Peut-être certaines de ces techniques se montrent suffisamment efficaces pour les adopter ? (on y reviendra ci-dessous)

Contraintes géotechniques : l'argile

La deuxième contrainte avec laquelle on doit composer sur notre futur terrain, c'est le problème du retrait-gonflement des argiles (RGA). Sur un sol fortement affecté par ces alternances de retrait et de gonflement, des fondations pas appropriées pourraient aussi mettre en danger le bâtiment. Sachant que le risque tend à s'accentuer un peu partout du fait du changement climatique, c'est un point à ne pas négliger... si on est en terrain argileux. Est-ce le cas pour nous ?

D'après l'étude géotechnique G2 que nous avons dû commanditer en amont de notre demande de permis de construire, sous l'herbe de la prairie, le terrain est composé de deux horizons de sols :

1. une couche de « limons plus ou moins argilo-graveleux à cailloutis » jusqu'à 3,5 à 5m de profondeur ;
2. puis une couche d'argiles jusqu'à 6m de profondeur au moins (voire plus bas).

Par ailleurs, l'étude G1 effectuée précédemment a montré que selon le test VBS (valeur de bleu au sol), qui établit la proportion de limons et d'argiles dans un sol, notre sol est de type A1 (VBS de 2,42), ce qui indique un potentiel de gonflement d'argile moyen-faible. En gros, notre sol est « fin » (il comporte une grande proportion de particules fines : limons et argiles), mais il est dans une catégorie à risque moindre puisqu'il n'est pas extrêmement plastique.

Bref, pas terrifiant a priori. Reste que le bureau d'études qui a produit ces rapports préconise l'emploi de fondations avec des profondeurs d'assises de 1,20m (« garde de mise hors-dessication ») par rapport à la surface du terrain, par précaution (ce qui est n'est pas rien... mais le sol n'est pas trop mauvais). Et la solution évoquée dans le rapport G2 pour les fondations est sans équivoque : « des fondations superficielles de type semelles filantes/semelles isolées (plots/puits éventuellement reliés en tête par des longrines). » Bref, les solutions habituelles, en béton.

Pourtant, n'y a-t-il pas des fondations non-bétonnées, autres que les pieux vissés évoqués précédemment, qui ont fait leurs preuves - qu'elles soient ancestrales et vernaculaires, ou reflets d'une démarche « low-tech » plus contemporaine ? J'en ai croisé quelques-unes au fil de mes recherches.

4. Les alternatives au tout-béton

Pneus

Commençons par un mode de fondations orienté « réemploi de matériaux » : des empilements de pneus usagés (récupérés gratos chez des garagistes), remplis de terre battue, de gravier, et/ou d'un peu de ciment. C'est notamment une solution utilisée dans beaucoup de earthships, et qui est présentée sérieusement dans plusieurs des ouvrages d'écoconstruction que j'ai consultés (voir [la bibliographie]).

Solution séduisante par son faible coût... mais si on veut avoir à la fois des fondations aux alentours du 1,20m de profondeur préconisé par le bureau d'études, ET un vide sanitaire d'environ 1m sous la dalle de la maison (notamment pour y placer une citerne de récupération d'eau), ça demande d'empiler des pneus sur près de 2m de haut... pas hyper rassurant. Sans même parler de la pollution éventuelle liée aux pneus dans le sol, sujet polémique.

Fondations « cyclopéennes »

Un autre type de fondations qui est mentionné dans plusieurs ouvrages d'écoconstruction (voir [notre article biblio]), notamment anglophones, est celui de la rubble trench - fondations à l'ancienne ou cyclopéennes en français. Il s'agit de tranchées remplies de grosses pierres qui peuvent être...

• pilonnées et compactées (à la main ou à la machine) ;
• liées avec un « béton romain » - c'est-à-dire un béton de chaux, comportant parfois de la pierre ponce et du gravier, et/ou de la pouzzolane ;
• et/ou couronnées d'une épaisseur de béton, formant un soubassement au reste de la structure.

C'est une méthode qui a beaucoup été employée dans l'antiquité, notamment par les Romains. J'en avais entendu parler par l'excellent blog de David Mercereau, qui l'a employée pour les fondations de sa paillourte (voir ici, et là), par exemple. Ses articles de blog comportent de nombreux liens pour creuser cette technique (si j'ose dire), et une discussion riche dans les commentaires. Voir aussi ce tuto fait par Alliance4, cette présentation de Chapeau et bottes, et ce dossier de La Maison écologique.

Malgré le fait qu'elle ait été utilisée pendant des millénaires, dans des bâtiments et ouvrages qui ont traversé les âges, c'est une méthode qui n'est recensée dans aucun DTU français. En ce qui nous concerne, c'est une méthode que l'on pourrait envisager comme alternative au béton... mais encore faudrait-il trouver beaucoup de grosses pierres, et se sentir prêt.es à les entasser l'une après l'autre dans nos tranchées. Les témoignages en ligne confirment que c'est très physique, voire bourrin ! Pas sûr qu'on veuille se lancer là-dedans en l'absence d'un tas de grosses pierres prêtes à l'emploi sur notre terrain... d'autant plus que sans avoir des milliers d'esclaves humains à notre disposition comme les empereurs romains, il nous faudrait épuiser beaucoup d'"esclaves énergétiques » en transports et machinerie, ce qui va un peu à l'encontre de l'esprit de notre projet.

Pieux en bois et pilotis

Selon Yves Benoît (La maison à ossature bois par les schémas, p.118), « la majorité des ouvrages construits avant le XIXe siècle étaient fondés sur des pieux en bois. » Notons le mot « ouvrages » : ce type de fondations, constituées de gros pieux en essences naturellement durables (comme le robinier), pour résister à la pourriture semble effectivement avoir été principalement employé dans la construction de ponts et autres infrastructures - donc en zones humides : rivières, marécages, littoral. On peut aussi penser aux bâtiments de Venise, construits sur des pieux en bois enfoncés dans le sable de la lagune.

De tels pieux pourraient-ils convenir à notre projet ? Il y a peu d'infos en ligne sur le sujet - à quelques exceptions notables, par exemple le Projet Pieux Bois, un projet scientifique qui a donné lieu à la rédaction d'une thèse en géotechnique sur le sujet : Système de fondation sur pieux bois : une technique millénaire pour demain, par Jérôme Christin. Parmi les conclusions de ce travail, on lit en filigranne la pertinence de réemployer la technique des pieux de bois comme pertinente face à la crise écologique actuelle. Mais si la thèse propose des calculs très avancés pour le dimensionnement des pieux, elle reste assez difficile d'accès pour des non-ingénieurs qui veulent juste construire une maison...

Mais voilà qu'en fouillant le sujet sur le web, je suis tombé sur un article qui a tout de suite attiré mon attention : Fondations sur pieux d’acacia : guide complet et retour d’expérience sur une maison en paille dans le Béarn (64) de Valentine Médan. Non seulement il s'agit d'une maison en paille très similaire à celle qu'on va construire, et qu'elle a été construite dans le Béarn... mais en plus, c'est une maison construite par des gens qu'on connaît bien : nos ami.es Pierre et Véronique ! On a même dormi dedans plusieurs fois. Elle est très belle et confortable. Et je ne me souvenais pas du tout qu'elle était posée sur des pieux en bois...

J'ai donc appelé Pierre pour en savoir plus. Il m'a expliqué qu'il est tombé sur cette solution au fil de discussions avec des paysans locaux, dont les clôtures en acacia restent en excellent état, des décennies après avoir été plantées. Par la suite, il a appris que l'argile était particulièrement intéressant pour la conservation de bois - a fortiori du bois hyper solide comme le robinier faux-acacia - car il protège le bois des variations hygrométriques trop importantes. Son étude de sol lui ayant confirmé une très bonne portance de sol à environ 1,50m de profondeur, de simples calculs (notamment celui du poids de la maison, estimé à 90t y compris les surcharges ponctuelles : neige, vent, etc.) lui ont permis de conclure que 26 pieux d'un diamètre de 30 cm de diamètre suffiraient pour soutenir toute sa maison. Il a creusé des prétrous à la tarrière, et une pelle de 22t est ensuite venue enfoncer les pieux avec son godet. En une matinée, le chantier était terminé. Vu que le bois provenait d'une scierie voisine, et était cultivé localement, ses fondations lui ont coûté une bouchée de pain... D'autant qu'il n'a effectué aucun terrassement. Et dix ans plus tard, rien n'a bougé - la fine couche d'aubier est attaquée, mais pas le duramen - « c'est comme si le bois était stocké à l'abri sous la maison » !

Bien évidemment, ce mode constructif n'est pas du tout raccord avec les normes parasismiques, et il reste à confirmer qu'il pourrait fonctionner sur notre terrain. Pierre accompagne deux couples dans des projets de construction paille, toujours dans le Béarn, qui vont utiliser cette même méthode pour leurs maisons dès le mois prochain. On va y aller, forcément. Et si ça pouvait marcher pour nous aussi ?!

À suivre.

(*) Même si à terme, l'objectif est de construire une maison qui soit si bien isolée et conçue qu'elle ne requiert que très peu d'énergie pour le chauffage, et aucun pour la climatisation ; et nous avons par ailleurs la ferme intention de vivre un mode de vie plutôt frugal, au vu de la « norme » française ou européenne (on en reparlera dans un prochain article sur l'énergie).