17 septembre 2019
Maison instrumentée pour le projet MACH
I. Ameur
Le phénomène de retrait –gonflement des sols argileux entraîne des dommages importants sur les bâtiments et infrastructures. Le Cerema a développé une solution innovante appelée MACH (MAison Confortée par Humidification), pour tenter de maîtriser le phénomène de retrait du sol.

Le phénomène de retrait – gonflement des sols argileux (RGA) s’accentue avec le changement climatique : ces sols augmentent en volume lorsqu’ils sont gorgés d’eau et se rétractent en période de sécheresse, ce qui entraîne des mouvements de sols qui endommagent les ouvrages construits en surface.

 

Une solution innovante testée depuis 2016

vue de l'instrumentation Les solutions existantes jusqu’à présent pour agir sur les habitations individuelles sont complexes dans leur mise en œuvre : il est possible d’isoler le sol de la fondation avec des membranes et trottoirs périphériques, ou bien de reporter en profondeur la charge du bâtiment, une solution difficile à mettre en œuvre et coûteuse. Il était important de disposer de solutions plus économiques et plus faciles à réaliser.

La Direction Générale de la Prévention des Risques (DGPR) a donc missionné le Cerema en 2016, afin d’expérimenter un nouveau mode de réparation sur une maison dont la structure est affectée par le phénomène de retrait-gonflement des sols argileux. Ce projet piloté par le Cerema et financé par la DGPR est mené en partenariat avec AQC, ELEX bureau d’experts qui a identifié la maison instrumentée, et l’entreprise Challenge Agriculture.

La solution développée par le Cerema consiste à humidifier le sol de fondation en injectant de l’eau de pluie récupérée et stockée. Cette eau est diffusée dans le sol gravitairement à travers 10 points d’injection répartis autour des façades fissurées.  L’opération d’injection est actuellement assurée manuellement en fonction de la mesure de la tension dans le sol acquise en continu. Quand le sol est trop sec, l’injection de l’eau est opérée par dose de 300 litres en sous-sol.

Le dispositif est complété par deux autres dispositifs de suivi et de mesure en continu :  

  • l’ouverture et  la fermeture des fissures,
  • la température et l’hygrométrie (humidité) atmosphériques.

Une interface permet de contrôler à distance et en temps réel l’ensemble des mesures disponibles. Le coût global du dispositif expérimental est d’environ 20.000 €.

 

Une technique efficace et ÉCOLOGIQUE pour stabiliser les fissures

L’expérimentation a été réalisée à l’échelle 1 sur une maison individuelle du centre de la France impactée depuis 2015 par le RGA, en plusieurs étapes :

  • Un état des lieux a d’abord été effectué au niveau des désordres et de la végétation du site, et des sondages géotechniques ont été réalisés pour identifier la nature du sol de la fondation,
  • Des essais en laboratoire ont ensuite permis de caractériser la pathologie liée au RGA.
  • En novembre 2016, les équipements ont été installés pour récupérer et injecter l’eau de pluie, ainsi que des sondes tensiométriques de type Watermark®, des fissuromètres et un thermo-hygromètre.
  • Un suivi annuel est effectué, à l’aide de l’instrumentation et des observations des occupants. Cette instrumentation vise à mesurer:
    • Le volume d’eau de pluie disponible dans les cuves de stockage 
    • Les données tensiométriques (mesure en continu et en temps réel),
    • L’évolution des fissures,
    • La météorologie (mesure en continu et en temps réel de la température et l’humidité relative atmosphériques)

 

  • L’instrumentation, mise en place depuis 2016, a permis de suivre le comportement du bâtiment dans différentes conditions climatiques, notamment celles de l‘été 2018 qui a été particulièrement chaud et a connu peu de pluies, ce qui a permis de confirmer l’efficacité du dispositif pour stabiliser les fissures. Durant l’année 2018, le système a nécessité l’injection de plus de 4.000 litres d’eau de pluie, contre 2.660 en 2017. Le suivi sera maintenu jusqu’à la fin 2020.

    Les données et résultats de l’expérimentation seront ensuite capitalisés et diffusés auprès des milieux scientifiques et professionnels, notamment à travers un guide consacré à la stabilisation des habitations dégradées par le phénomène du RGA et des présentations lors de conférences internationales (EVAN 2019 le 17 septembre 2019, MYGEC 2019 le 24 septembre).

    Des développements ultérieurs pourraient permettre de concevoir ce dispositif sous la forme d’un kit prêt à être installé aussi bien sur des constructions neuves qu’existantes, et d’automatiser l’injection d’eau, quand la tension dans le sol arrive à un certain seuil critique.

     

    Contact Cerema

    logo batimatLe Cerema sera présent au salon Bâtimat, Stand 6-H044: le projet MACH sera présenté ainsi que d'autres projets de recherche, publications et actions de diffusion des connaissances.

    Le Cerema présentera aussi ses modes d'intervention auprès des acteurs du bâtiment.

     

    Thématiques des produits et innovations présentés sur son stand :
    • Lundi 4 après-midi et mardi 5 : Concevoir les bâtiments autrement : comment gagner le pari sur les performances environnementales et thermiques du bâti ? (réhabilitation du patrimoine ancien, mesures et performances du bâtiment E+C-, matériaux bio-sourcés, la nature comme condition de performance des bâtiments…)
    • Mercredi 6 : Stratégies  immobilières pour limiter et anticiper les changements climatiques (Cube.S, contrats de performance énergétique, projets Carnot…)
    • Jeudi 7 : Pour une meilleure qualité des environnements intérieurs (accessibilité du cadre bâti et de la chaîne de déplacement, qualité de l’air intérieur, systèmes de ventilation…)