AQC - Les Drains

➜ pathologie
Halte à l’eau !
Illustration n° 1 (Thierry Bel d’après un schéma du DTU 20.1): dans un sol perméable, l’eau s’infiltre rapidement
et ne stagne pas le long de l’ouvrage.
Illustration n° 2 (Thierry Bel d’après un schéma du DTU 20.1): dans un sol peu perméable, l’eau s’accumule dans
le remblai des fouilles si celui-ci est perméable.
Systèmes de drainage
Qu’ils soient traditionnels ou couverts par la procédure de l’Avis Technique, les
systèmes de drainage des soubassements associent systématiquement une
composante verticale et horizontale. En effet, pour assainir réellement le sol, il faut
s’assurer que l’eau est dirigée vers un exutoire naturel ou un réseau de collecteurs.
C
haque fois qu’une paroi est enterrée,
il est indispensable d’envisager les
risques liés à la présence d’eau. Les
soubassements doivent être protégés
contre les infiltrations. Le niveau de protection
à adopter dépend d’abord des caractéristiques
du site : hauteur de la nappe phréatique ; pente
du terrain ; imperméabilité du sous-sol…
La perméabilité d’une couche de terre résulte
de la taille des éléments qui la compose. On
parle de « courbe granulométrique ». Schématiquement, plus les particules fines sont rares,
plus les vides sont nombreux. L’eau peut alors
naturellement se disperser dans le sol. Les ouvrages enterrés sont ainsi moins exposés à la
stagnation d’humidité.
40 Qualité Construction • N° 98 • septembre-octobre 2006
Comment apprécier
les risques ?
La norme NF P10-202 (DTU 20.1) fixe des recommandations. Dans sa partie 2 relative aux
« Règles de calcul et dispositions constructives minimales », le chapitre 6 souligne que
les prescriptions doivent non seulement prendre
en compte le terrain, mais également la nature
des locaux enterrés.
Trois configurations constructives différentes
sont définies, auxquelles correspondent trois
niveaux d’exigences :
■ cas de figure le plus simple (appelé « troisième catégorie ») : les murs périphériques
de terre-plein ou de vide sanitaire, pour les-
quels la migration d’humidité sur le parement
intérieur ne pose pas de problème d’usage ;
■ cas intermédiaire (deuxième catégorie) : les
locaux « techniques » (chaufferie, garage,
caves…), où des infiltrations limitées peuvent
être acceptées ;
■ cas le plus restrictif (première catégorie) : les
locaux habités, où aucune trace intérieure
d’humidité ne doit transparaître.
Le DTU est complété par une annexe consacrée aux « Ouvrages associés », et notamment
au drainage. En guise d’introduction, ce texte
reconnaît qu’il « est difficile d’indiquer les cas où
un réseau de drainage est nécessaire». Cela étant,
il conseille malgré tout de drainer « chaque fois
que le bâtiment est fondé sur une couche peu
— halte à l’eau !
➜ pathologie
Systèmes de drainage
Illustrations° 3 et 4 (Thierry Bel d’après un schéma du DTU 20.1): cas des terrains sensiblement plats et des
terrains en pente.
perméable surmontée par un sol perméable ».
Car, «les eaux de ruissellement peuvent alors venir
au contact des murs du sous-sol suffisamment
longtemps pour pénétrer dans le bâtiment », précise-t-il (voir les illustrations n° 1 et 2).
Dans un tel contexte, en l’absence de drainage, les flux d’eau souterrains présentent même
un risque aggravé. Ils sont susceptibles de porter préjudice à l’assise des fondations, donc
à la stabilité du bâtiment, avec toutes les conséquences que cela peut impliquer en terme de
fissurations.
À l’inverse, l’annexe du DTU souligne que « le
drainage n’est pas une technique convenant dans
tous les cas ». Dans la proximité d’une nappe
phréatique, il est ainsi conseillé de mener une
étude spécifique pour savoir s’il ne vaut pas
mieux recourir à un cuvelage.
Organisation des réseaux
À partir du moment où il a été décidé de protéger les soubassements par des drains, il convient
aussitôt d’engager une réflexion globale sur les
modalités de collecte et d’évacuation des eaux
souterraines. En effet, quelle que soit la technique de drainage adoptée, elle doit être
« bidirectionnelle ».
Illustration n° 5 (Thierry Bel d’après un schéma du DTU 20.1): solution de drainage: dans un terrain
imperméable, il faut installer un drain rempli de matériaux très perméables.
Il faut canaliser l’humidité à travers deux composantes indissociables :
■ le drainage vertical, qui facilite l’écoulement
de l’eau jusqu’au niveau des fondations ;
■ et le drain horizontal, qui éloigne l’eau de
l’assise des bâtiments.
Constitué par une canalisation ou non, l’élément de drainage horizontal ne peut pas déboucher n’importe où. Il doit forcément aboutir à
un exutoire naturel (étang, rivière, puits d’infiltration…), ou être raccordé à un collecteur soit
superficiel, soit enterré. Dans le premier cas,
il peut s’agir d’un caniveau ou fossé. Dans le
second, il faut prévoir le branchement sur un
réseau d’assainissement collectif compatible.
À l’évidence, lors de l’aménagement d’un
lotissement ou d’un nouveau quartier, le drainage – lorsqu’il s’avère nécessaire – participe
à la viabilité du terrain. Il doit donc être pris en
compte en amont de la construction des bâtiments. D’ailleurs, lorsque l’eau est très présente,
il peut même être envisagé de « quadriller » le
site par un drainage systématique. Celui-ci est
susceptible de compléter ou remplacer le drainage individuel de chaque bâtiment.
L’implantation des collecteurs doit respecter
la topographie du site. Comme le montrent les
illustrations n° 3 et 4 ci-dessus, extraites du
DTU, il peut être nécessaire de prévoir un drai-
nage périphérique bouclé (terrain plat) ou simplement partiel (terrain en pente), en fonction
de la déclivité du sol.
Le plus souvent, le dispositif de drainage est
positionné contre les murs enterrés, au niveau
des semelles de fondation, et jamais plus bas.
Mais il peut aussi en être écarté, jusqu’à une
distance d’environ 2 m, par exemple, pour être
placé en pied d’un talus. Il faut veiller à sa profondeur : si elle est trop importante, elle peut
constituer un risque d’affouillement et d’affaissement avec tassement différentiel.
Tranchées drainantes
Autre recommandation d’ordre général énoncée
par l’annexe du DTU 20.1 : il est conseillé d’installer des regards de visite, notamment au
point le plus haut du réseau et au droit de
chaque raccordement. Ceux-ci peuvent être
constitués par de simples tuyaux verticaux, et
sont particulièrement utiles pour déboucher les
drains horizontaux colmatés.
Le texte envisage deux technologies de drainage vertical : la tranchée drainante traditionnelle ou avec non-tissé synthétique. Dans le premier cas (voir illustration n° 5 ci-dessus), le flux
d’eau descendant est « canalisé » par la mise p
Qualité Construction • N° 98 • septembre-octobre 2006 41
— halte à l’eau !
➜ pathologie
Systèmes de drainage
Photo Bidim: tranchée drainante, avec géotextile de filtration et séparation, réalisée autour des soubassements
d'une maison individuelle, mais pas directement au pied des murs enterrés, en respectant un écartement
d'environ 2 m.
en œuvre de trois couches successives de matériaux de remplissage dont la granulométrie augmente avec la profondeur.
La norme donne un exemple d’ouvrage composé de la manière suivante :
■ une couche superficielle en sable de 0/3 mm;
■ une couche intermédiaire en gravillons de
5/15 mm ;
■ une couche basse en cailloux de 30/60 mm.
L’entourage immédiat du drain horizontal peut
être réalisé avec des pierres de plus fortes
dimensions.
Cette tranchée drainante traditionnelle présente l’inconvénient d’être exposée à un risque
de colmatage. En effet, puisque les matériaux
des couches supérieures sont de taille plus
réduite, ils peuvent être entraînés dans les interstices des couches inférieures. C’est la raison
pour laquelle le DTU fait état d’une solution
Photos Afitex: membrane d'étanchéité avec géotextile drainant et filtrant, complétée en partie basse par un
drain horizontal annelé.
alternative: la tranchée avec agrégats drainants
enveloppés dans un géotextile non-tissé.
Le remplissage est alors effectué en deux
temps. La partie inférieure est constituée d’une
couche de cailloux enfermée dans un non-tissé
synthétique imputrescible. Celui-ci joue un rôle
de filtre et protection : il laisse passer l’eau en
empêchant que les particules fines du sol environnant ne viennent perturber le drainage vertical. La couche de recouvrement, en partie
supérieure de la tranchée, n’est pas soumise
à des exigences particulières.
À noter : les géotextiles font l’objet
d’une certification délivrée par l’Asqual
(voir encadré ci-dessous). Ils sont euxmêmes exposés à un risque de colmatage. Pour le prévenir, ils doivent être sélectionnés en fonction de la courbe granulométrique du sol.
Membranes ou
blocs drainants ?
Un certain nombre de fabricants d’étanchéité,
et/ou de nappes de protection à excroissances,
proposent aujourd’hui des solutions alternatives : les membranes drainantes verticales.
Celles-ci reposent sur la mise en œuvre de
nappes en polyéthylène appliquées sur les soubassements et fixées « à l’envers », c’est-à-dire
avec têtes de plots (excroissances) côté remblai. Leur recouvrement par un géotextile de
filtration et de séparation permet d’aménager
un vide de drainage (voir article intitulé « Les
membranes drainantes », publié dans le n° 94
[janvier-février 2006] de Qualité Construction).
Cette technologie est couverte par la procédure
de l’Avis Technique. Le procédé Somdrain T5,
qui associe drainage et étanchéité, s’apparente
CERTIFICATION DES GÉOTEXTILES
L’Asqual est le partenaire privilégié des professionnels du textile, de l’habillement et des géosynthétiques. Cette association sans but lucratif
a, en effet, été créée par des centres techniques
pour assurer une double mission : la certification
des produits et la promotion de la qualité.
Les géotextiles non-tissés sont plus particulièrement utilisés dans le domaine du génie civil et
des travaux publics. Les produits sont conçus pour
répondre à plusieurs fonctions : filtration et sépa42 Qualité Construction • N° 98 • septembre-octobre 2006
ration des sols, mais aussi parfois drainage, ainsi
que protection, renforcement ou encore stabilisation des couches de terre.
Principales caractéristiques contrôlées et certifiées par l’Asqual :
■ la masse surfacique et l’épaisseur des voiles (mesurée sous une pression de 2,20 ou encore 200kPa),
la résistance à la traction avec mesure des déformations à la force maximale, la résistance au
poinçonnement et à la perforation dynamique;
■ mais aussi la porométrie ou ouverture de filtration mesurée en micron (taille de la plus grosse
particule capable de traverser le géotextile) et la
courbe de répartition des «pores» du non-tissé,
ainsi que la perméabilité, c’est-à-dire la vitesse
de passage de l’eau au travers du géotextile.
Par ailleurs, lorsque le produit joue un rôle de drain,
les tests permettent de valider la transmissivité
ou capacité de drainage : vitesse de transit de l’eau
à l’intérieur du matériau.
— halte à l’eau !
➜ pathologie
Systèmes de drainage
à cette famille, même s’il remplace la nappe
à excroissance par un géotextile (voir l’offre
produits à la page 44).
Autre solution, également sous Avis Technique:
le système Clipcen de la société Diaxis. Il s’agit
d’une variante, originale et innovante, de la
tranchée drainante. Dans ce cas de figure, la
couche habituelle de granulats est remplacée
par un bloc de polystyrène expansé dont les
faces latérales et supérieures sont striées.
Ce massif drainant à section carrée de 30 x 30 cm
est enveloppé dans un géotextile thermosoudé
et agrafé. Partiellement évidé, il constitue un drain
horizontal de 10 cm de diamètre. Protégées par
le non-tissé filtrant, les rainures supérieures et
latérales canalisent l’eau jusque vers des percements horizontaux de 25 mm de diamètre,
situés en partie basse, qui pénètrent le polystyrène
sur les deux côtés et déversent l’eau collectée
dans le drain central longitudinal.
D’une longueur unitaire de 1 m, les blocs drainants sont raccordés les uns aux autres par
des manchons en PVC qui assurent la continuité et l’étanchéité du drain. Ils peuvent être
posés bout à bout, ou en angle à 90 °, sans raccord spécifique. L’ouvrage doit être mis en
œuvre avec une hauteur de remblai de 70 cm
minimum et 3 m maximum. Un drainage vertical est recommandé en cas de remblai en
forte pente. En outre, il est obligatoire de prévoir un drainage sous dalle lorsque les blocs
en polystyrène sont placés sur les fondations.
Drains horizontaux
partiellement perforés
D’une manière générale, la composante horizontale des drainages de soubassement est
aujourd’hui assurée par des canalisations perforées en matériau plastique. Elles sont
implantées au pied des murs enterrés, sur les
semelles ou juste à côté. Dans ce dernier cas,
elles reposent sur une forme en béton, légèrement au-dessus de l’assise des fondations
Photos Diaxis: blocs drainants disposés sur semelles de fondation, au pied de murs enterrés avec étanchéité et isolation par l'extérieur.
de manière à éviter les risques d’affouillement.
Le DTU 20.1 indique que « le diamètre du drain
se détermine en fonction de la quantité d’eau à
évacuer ». Il faut toutefois prévoir un diamètre
minimum de 10 cm, avec une pente comprise
entre 3 et 10 mm par mètre. La norme précise que « la pente du drain ne peut être choisie au
hasard : trop faible, elle permet le dépôt dans le
drain des particules fines (…) ; trop forte, elle provoque l’érosion du terrain avoisinant. »
Sur les chantiers, on constate beaucoup trop
souvent que les entreprises posent du drain
agricole annelé en PVC. Ces canalisations
flexibles, vendues en rouleaux, présentent
l’intérêt d’être commercialisées par tous les
marchands de matériaux à des prix très compétitifs. Inconvénients: elles offrent une résistance
incertaine car elles sont a priori conçues pour
être enterrées sous des épaisseurs de terre
réduites ; de plus, elles ne possèdent pas une
cunette basse lisse et sont perforées sur la totalité de leur circonférence. Autrement dit, elles
«arrosent» le sol périphérique des fondations…
Les professionnels soucieux de l’étanchéité des
soubassements préfèrent donc recommander
la pose de drains type « routier », conformes à
la norme NF P16-351.
Ces canalisations fabriquées en PVC ou en
polyéthylène sont perforées uniquement en
partie supérieure et latérale. D’une largeur
d’environ 1 mm, les ouvertures sont généralement pratiquées sous forme de stries disposées perpendiculairement à l’axe longitudinal. En partie basse, une cunette lisse non
perforée facilite le transport de l’eau vers un
exutoire naturel ou un collecteur d’assainissement collectif.
■
Alain Sartre
CERTIFICATION DES GÉOTEXTILES (SUITE ET FIN)
Les non-tissés sont fabriqués avec des filaments
de polyester ou polypropylène d’environ 40 à 50
microns de diamètre. Liées thermiquement et
mécaniquement, ces fibres permettent de composer des voiles d’homogénéité variable plus ou
moins fins. Les produits sont couramment disponibles dans différentes épaisseurs : à partir de
0,5 mm et jusqu’à 8 mm. La taille maximale des
ouvertures ou « pores » va de 30 à 200 microns.
En dessous de 2 mm, les géotextiles sont a priori
destinés à une simple fonction de filtration et séparation. Les voiles drainants, plus épais, sont très
souvent composites. Ils se présentent sous la forme
d’une géogrille en fils de polyéthylène qui sert de
support à une ou deux épaisseur(s) de non-tissé
collé.
Attention : lors de la pose, il est important
de recouvrir les produits dès que possible.
On réduit ainsi les risques de dégradation: vieillissement accéléré par exposition aux UV, perfora-
tions sous l’effet du vent ou par les engins et
matériels de chantier. En outre, en cas de pluie
ou de présence de boue, il faut éviter tout dépôt
de particules fines susceptible de former une pellicule imperméable en surface.
Pour en savoir plus : www.asqual.com.
Zoom sur deux produits>>>>>
Qualité Construction • N° 98 • septembre-octobre 2006 43
— halte à l’eau !
➜ pathologie
Systèmes de drainage
Zoom sur deux produits
Membranes drainantes à base de géotextiles
Les géotextiles sont utilisés pour un usage simple de filtration et séparation des sols, mais aussi pour jouer un rôle de
drainage vertical ou horizontal.
La société Afitex a développé deux procédés adaptés à la protection des parties enterrées de bâtiment, qui font l'objet de
deux Avis Techniques distincts.
Procédé Somdrain T5 – Avis Technique n° 7/03-1366*V1
Ce premier géocomposite assure une double fonction d'étanchéité et de drainage des parois verticales enterrées. Il se compose de trois couches successives.
Tout d'abord, une membrane en PVC plastifiée de 620 g/m2 et
0,5 mm d'épaisseur : appliquée contre les soubassements, elle
en constitue l'étanchéité. Ensuite, un géotextile non-tissé contrecollé formant une nappe drainante : d'une masse de 600 g/m2,
il présente une épaisseur de 6 mm et se caractérise par des
«pores» d'un diamètre maximum de 200 microns. Enfin, un géotextile non-tissé de 140 g/m2 et 1,2 mm d'épaisseur : il procure
séparation et filtration, avec une ouverture maximum de
90 microns.
Bien entendu, en pied de fondation, il faut disposer un drain horizontal pour évacuer les eaux collectées.
Procédé Somtube FTB – Avis Technique n° 16/05-501
Ce second géocomposite est conçu pour constituer un drainage
horizontal sous dallage bas. Le béton est ainsi coulé sur un complexe à trois couches.
En partie supérieure, un film polyéthylène de 120 microns d'épaisseur permet de contenir la laitance du ciment lors du coulage. Il recouvre un géotextile de 7 mm d'épaisseur qui assure
la fonction de nappe drainante horizontale (masse surfacique
de 700 g/m2). En partie inférieure, ce non-tissé est également
protégé par un géotextile filtrant de 1,5 mm d'épaisseur (masse
surfacique de 200 g/m2 et porométrie de 80 microns).
Des mini-drains annelés sont disposés régulièrement (avec un
écartement de 25, 50 ou 100 cm) entre les deux couches de géotextile en fibres de polypropylène D'un diamètre de 20 mm, ces
canalisations comportent deux perforations par gorges, d'une
ouverture de 1,5 mm, disposées à 90 ° en partie supérieure.
Reportage Photos Afitex
Remarque : cette technologie de drainages sous dalle fait l'objet d'une mise en observation de la part de la C2P (voir communiqué n° 58 sur le site www.qualiteconstruction.com). Le texte de la commission apporte la précision suivante: « Assimilables
à un rabattement permanent de nappe phréatique, leur fonctionnement est impérativement lié à l'évacuation de l'eau en aval.
Or, aucun dispositif n'est prévu (…) pour compenser un éventuel dysfonctionnement de ces évacuations. »
44 Qualité Construction • N° 98 • septembre-octobre 2006