Dans les sols sensibles, les variations de température et de teneur en eau peuvent causer des expansions et des contractions importantes. Les sols contenant de la pyrite peuvent subir une expansion par leur seule exposition à l’air.

Expansion et contraction dues à l’eau

Les sols argileux sont très sujets aux expansions et aux contractions dues à l’eau. Lors des saisons particulièrement pluvieuses, le volume du sol sous une structure ou autour de celle-ci peut s’accroître suffisamment pour causer le soulèvement des fondations et des planchers sur sol ou la fissuration des murs de fondation. Par contre, lors des saisons où la sécheresse sévit particulièrement, ou en raison du rabattement de l’eau dans le sol par les arbres en pleine croissance, le volume du sol supportant les fondations ou les planchers sur sol peut diminuer, causant ainsi un affaissement.

Soulèvement dû au gel

Le soulèvement est probablement le phénomène dû au gel le plus connu. Ce soulèvement survient lorsque l’eau contenue dans les sols gélifs (argile et limon) sous les semelles des fondations gèle et prend de l’expansion. Les exigences de la section 9.12. liées à la profondeur des fondations expliquent comment prévenir ce problème.

Formation de lentilles de glace

Lorsque l’eau contenue dans les sols gélifs gèle, elle forme une lentille de glace, réduisant ainsi la pression de vapeur d’eau à proximité immédiate de la lentille. Il se produit alors une nouvelle répartition de l’eau dans le sol afin d’équilibrer à nouveau les pressions de vapeur d’eau, ce qui augmente la présence d’eau autour de la lentille. Cette eau gèle autour de la lentille et le cycle se répète. À mesure qu’elle grossit, la lentille exerce une pression dans le même sens que l’écoulement thermique. Lorsque les lentilles se forment près de la fondation et que l’écoulement thermique se dirige vers celle-ci, comme c’est souvent le cas pour les vides sanitaires non chauffés ou les fondations en blocs de béton creux isolées de l’intérieur, les forces qui s’exercent peuvent engendrer la fissuration des fondations.

Adhérence due au gel

Les lentilles de glace peuvent adhérer aux fondations froides. Lorsque la chaleur s’écoule essentiellement vers le haut, parallèlement à la fondation, les pressions qui s’exercent sur cette dernière auront tendance à provoquer son soulèvement. Il peut alors se produire des mouvements différentiels ou des fissures dans la fondation. Il semble que les pertes de chaleur par les fondations de sous-sol en béton coulé sur place ou en blocs de béton isolés de l’extérieur soient suffisantes pour contrer le problème de l’adhérence due au gel.Il faut par contre prendre certaines précautions lorsque la fondation ne délimite pas un espace chauffé ou que la fondation en blocs de béton creux est isolée de l’intérieur. La pose d’un isolant de fibres de verre semi-rigide comme couche séparatrice s’est avérée efficace dans une certaine mesure pour absorber les forces engendrées par l’adhérence due au gel.

Pyrites

La pyrite est le bisulfure de fer que l’on trouve habituellement dans les roches, quel que soit l’âge ou la nature de ces dernières. On la rencontre couramment dans les roches métamorphiques et sédimentaires, surtout dans les gisements de houille et de schiste. L’altération atmosphérique du schiste pyritifère est un processus d’oxydation chimique et microbiologique qui donne lieu à des accroissements de volume pouvant provoquer le soulèvement des fondations et des planchers sur sol. Des concentrations aussi faibles que 0,1 % en poids ont causé des problèmes de soulèvement. L’exposition à l’air de la pyrite peut provoquer à elle seule l’altération de ce matériau. Il faut donc éviter de construire des bâtiments sur un sol qui renferme de la pyrite dans des concentrations pouvant causer des dommages au bâtiment, ou prendre des mesures pour extraire le matériau ou pour l’isoler de la fondation. Les matériaux contenant de la pyrite ne doivent pas être utilisés pour remblayer les fondations ni pour supporter les fondations ou les planchers sur sol. Il existe un essai qui permet de connaître la teneur en pyrite d’un sol ou d’un remblai et de savoir si elle s’y trouve dans une concentration nocive. (Voir les notes A-4.2.2.1. 1) et A-4.2.5.8. 2).)

1) Legget, R.F. et Crawford, C.B. Arbres et immeubles. Digest de la construction au Canada n° 62F, Division des recherches en bâtiment, Conseil national de recherches Canada, Ottawa, 1965.

2) Hamilton, J.J. Les sols d’assise expansibles et contractiles. Digest de la construction au Canada n° 84F, Division des recherches en bâtiment, Conseil national de recherches Canada, Ottawa, 1966.

3) Hamilton, J.J. Fondations dans les sols sujets à des gonflements ou à des retraits. Digest de la construction au Canada n° 184F, Division des recherches en bâtiment, Conseil national de recherches Canada, Ottawa, 1977.

4) Penner, W., Eden, W.J., et Gratten-Bellew, P.E. Expansion des argiles litées pyriteuses. Digest de la construction au Canada n° 152F, Division des recherches en bâtiment, Conseil national de recherches Canada, Ottawa, 1975.

5) Swinton, M.C., Brown, W.C., et Chown, G.A. Contrôle de l’écoulement de la chaleur, de l’air et de l’humidité par l’enveloppe du bâtiment. Les petits bâtiments – Une technologie en transition, Regard 90 sur la science du bâtiment, Institut de recherche en construction, Conseil national de recherches Canada, Ottawa, 1990.

Note A-9.4.4.4. 1) du code de construction du québec Chapitre 1 – Partie 9 2010 (modifié) Code du bâtiment Code de construction (RLRQ, c. B-1.1, r. 2) B-1.1, r. 2 – Code de construction (gouv.qc.ca), chapitre I – Bâtiment « Reproduit avec la permission du Conseil national de recherches du Canada, titulaire du droit d’auteur. »