Pilotis béton : Fondations & structure

Le pilotis béton gagne du terrain en France. Longtemps relayé aux systèmes constructifs atypiques et souvent boudé par les constructeurs, il est aujourd’hui plus que jamais sur le devant de la scène.

Souvent assimilé à l’historique pieu en bois, le pilotis béton concurrence dorénavant largement son autre homologue, le pilier en acier.

Focus sur ce système constructif.

 

 

Avant propos

La notion de pilotis béton peut être (naturellement) amalgamée avec la notion de « pilier » ou plus généralement du système constructif de type « poteau-poutre ».

J’explique la différence entre « pilotis » et « pilier » dans le paragraphe suivant.

Cependant, comme le terme est dorénavant entré dans le langage courant, je l’utiliserai dans cet article dans son acceptation commune.

 

Définition du pilotis, béton & autres matériaux

Pilotis = Pilier (Pilar en Anglais) = Piles = Colonnes : Racines similaires, utilisations similaires !

La première image qui nous vient à l’esprit lorsqu’on évoque les pilotis est presque toujours en rapport avec l’eau.  Les cités lacustres en sont le plus bel exemple, et la ville de Venise en est le symbole.

Les latins nommaient ces demeures (ou villages entiers) des « Palafittes ». Ce procédé date de la préhistoire, autant dire qu’il n’est pas résolument moderne contrairement aux idées reçues. Ceci dit, ce n’est pas parce que le procédé est ancestral, qu’il ne faut pas l’adapter aux constructions modernes.

 

[Pala] synonyme de pelle et [Fitto] voulant dire « ficher ».

 

Ma maison sur pilotis !

En effet, qui ne connait pas le terme de « maison sur pilotis » ?

En revanche, même s’il est définitivement ancré dans les esprits que le procédé concerne essentiellement les fondations « dans l’eau », souvent associées aux long pieux en bois, le pilotis moderne se veut bien plus varié dans son utilisation.

 

Ci-dessus : Habitations sur pilotis en bois – Futura Sciences

Les architectes sont friands des constructions atypiques et les nouveaux matériaux se développent. De quoi permettre un large choix de constructions, du chalet aux maisons modernes.

Les pilotis ne sont pas nécessairement en béton, et n’ont pas nécessairement les pieds dans l’eau !

• Pilotis en bois : Les plus anciens et le plus répandus des systèmes de pilotis. Les procédés sont très régionaux (en fonction des cultures et des matériaux disponibles dans les différentes régions du monde).
• Pilotis en acier : De plus en plus en usage, notamment en France, mais le terme est faussé : Ce sont des piliers et non des pilotis.
• Pilotis en bloc béton de coffrage à couler : Solution extrêmement simple à mettre en œuvre.

 

Définitions courantes :

La définition sur Wikipédia : « Les pilotis désignent l’ensemble de pieux traditionnellement en bois enfoncés dans le sol et destinés à soutenir une construction hors de l’eau ou au-dessus du sol. Les pilotis sont également utilisés pour établir des fondations solides sur sol spongieux ».

Définition des pilotis par Futura Science : « Les pilotis sont un ensemble de pieux, la plupart du temps en bois, qui servent de fondations à des habitations construites au-dessus de l’eau ou en hauteur. »

Enfin, je rajouterai (pour les puristes) que la différence entre un pilotis et un pilier tient dans son acceptation technique :

Selon moi (NdlR), le pilotis prend sa base sous le terrain naturel (y compris sous l’eau), alors que le pilier prend sa base au-dessus de ce dernier. En d’autres termes, le pilotis fonde, alors que le pilier prend son appuis sur une fondation. Fin de la parenthèse.

 

Quand et pourquoi construire sur pilotis béton ?

La principale cause de l’utilisation des pilotis pour la construction demeure la typologie des terrains : Les terrains en fortes pentes et les côteaux. En effet, même s’il est techniquement simple et plutôt louable de bâtir sur pilotis en présence de terrains plats, la pente reste la principale cause technique nécessitant de fonder sur piliers.

 

La pente, véritable challenge pour les fondations

Ci-dessus : Parfaite illustration d’une maison bois construite sur des pilotis en bloc béton de coffrage à couler. Superbe réalisation de Moulin Charpentes : Source & crédits.

 

Cela ne vous aura pas échappé, le pilotis béton en France demeure une exception. Ce système constructif n’est pas à proprement parler très répandu sur notre territoire, car nous privilégions plutôt les vides sanitaires sur semelles filantes.

Plus le terrain est pentu, plus il devient pertinent de recourir aux pilotis (béton ou autre). Il est question d’économie de matériaux et de moyens, ainsi que de préservation du terrain naturel.

En outre, qui évoque la construction sur piliers (ou poteaux poutres) implique nécessairement la présence d’un plancher technique ! Ce dernier n’est pas nécessairement en bois (comme sur la photo ci-dessus), et peut tout à fait être coulé en béton sur un complexe de type « poutrelles / hourdis ». C’est le cas pour les immeubles par exemple.

Par conséquent, le choix du pilotis est souvent un choix technique imposé par le terrain. Plus rarement, il peut se justifier par une volonté de marquer un style architectural.

 

Principales causes qui impliquent ce procédé

Ci-dessus : Construction de maison sur pilotis avec un terrain « plat ». Superbe réalisation de Houssais Architecture.

• Terrain en forte pente : Moins de terrassement, construction plus « organique » et moins massive.
• Flanc de coteau (Ardèche par exemple) : Seuls les pilotis sont acceptables dans ces cas.
• Porte à faux : Pour une extension ou une recherche architecturale voulue.
• Extension en surélévation : Permet de s’adapter sans de lourds travaux de fondations.
• Immeuble avec accès circulable en surface (centres commerciaux, stades, Cité radieuse, etc.).
• Construction sur l’eau (rare chez nous !).
• Projets architecturaux audacieux (voir photo du siège de SUN Façades).

 

Les différents types de pilotis béton

Contrairement aux idées reçue, le pilotis béton existe depuis des siècles, dès l’époque romaine. En ce qui nous concerne, nous avons un choix assez large pour réaliser ce type d’ouvrage, et pourquoi pas, créer ses propres fondations sur pilotis béton.

Le pilier rond est le plus courant des ouvrages.

 

Photo ci-dessus : Une construction sur pilotis béton en « rooftop » sur la cité radieuse à Marseille. Source et crédit photo : MeinFrankreich.com.

J’ai personnellement déjà réalisé ce type de construction pour des habitations légères (studios de jardins et petites ossatures bois), mais je vous recommande de passer par un bureau d’étude avant tout projet.

Le plus courant lorsqu’il est question de réaliser des pilotis béton, demeure les tubes de coffrages. Ils sont en vente (à peu près) partout, son extrêmement légers et se découpent avec une simple scie égoïne.

Les maçons les utilisent la plupart du temps pour réaliser les piliers des maisons, des balcons, et des immeubles en général. Cependant, il existe d’autres types de pilotis en béton :

• Les pilotis coffrés et coulés en place : Les tubes de coffrages cités plus haut (je vous donne un exemple plus bas dans l’article).
• Les pieux béton : Coulés en place, pour les structures lourdes et massives.
• Les micropieux : Procédé permettant de couler des pieux de faible diamètres, utiles en construction comme en reprise en sous oeuvre.

 

L’étude de structure indispensable pour fonder sur pilotis

Je n’ai évidement de cesse de le répéter mais les études de structures ne sont pas facultatives.

 

Ci-dessus : Chantier SEAC sur lequel le plancher prend appui sur des « plots » béton qui sont techniquement des pilotis.

 

Même lorsque vous construisez une simple maison en brique, il vous faut passer par un bureau d’étude pour valider (ou invalider) les solutions mises en œuvre.

C’est encore plus vrai pour les pilotis béton !

En effet, si les parpaings posés sur une semelle de fondation courante travaillent en « compression », le pilotis béton va devoir quant à lui absorber ce même effort en plus de devoir résister au « cisaillement ». Et croyez moi, un pilier qui cisaille c’est littéralement imprévisible, instantané, et généralement catastrophique !

Pour empêcher le cisaillement, le bureau d’étude va fournir plusieurs éléments :

• Diamètre du pilotis (généralement rond)
• Type, section et quantité des armatures de chainage verticaux.
• Epingles, sections, et quantité de liaisons en attente avec la semelle isolée.
• Type et dosage du béton.
• Temps de séchage.
• Temps et méthode de vibration du béton.

 

S’il s’agit d’une cabane de jardin ou d’une petite terrasse de plain pied, peut être alors que vous pourrez vous passer de ces éléments et créer une fondation sur pilotis avec de simple tubes de PVC sur 40 centimètres de profondeur. Mais pour tout le reste : Bureau d’étude obligatoire !

 

Prix d’une fondation sur pilotis béton

Il est impossible de rationaliser le prix d’une fondation complète sur des pilotis en béton. Il y a trop de critères qui entre en ligne de compte. En revanche, vous pouvez aisément calculer le coût des matériaux vous-même.

Avec une esquisse assez proche de votre implantation sur le terrain, vous pouvez calculer un budget approchant.

Pour réaliser une fondation sur pilotis il nous faut plusieurs éléments :

• Le nombre de pilotis : Ce nombre est déterminé par le bureau d’étude.
• La typologie du pilotis béton : Son diamètre, sa profondeur, son ferraillage.
• La dimension de la semelle isolée en base du pilier : Également déterminée par le bureau d’étude structure en fonction du terrain et de la descente de charge.

 

Lire mon article sur l’importance de bien déterminer la descente de charge appliquée aux fondations.

 

La semelle isolée : Coût variable

Un pilotis béton ne fonctionne pas à la manière d’un pieux acier. Ici, on ne cherche pas la résistance en friction comme le fait le technopieux. Il faut donc dégager l’ouvrage, puis établir une semelle de fondation dite « isolée ».

A la différence d’une semelle filante, la semelle isolée est, comme son nom l’indique, une petite dalle indépendante coulée à l’embase du pilier, sous le terrain naturel.

=> Je vous renvoie à mon dossier sur les semelles de fondations.

Le coût de la semelle peut se calculer en fonction des résultats de l’étude de structure. Il faudra multiplier ce prix par le nombre de pilotis nécessaires.

 

Le tube de coffrage béton : 13.5 euros le ML

Les tubes de coffrages sont vendu dans différents diamètres et différentes longueurs directement auprès des négoces en matériaux.

 

Ci-dessus : Tube de coffrage prêt à l’emploi pour couler des pilotis ou piliers en béton. Consulter le produit sur le site Chausson.

 

Ce sont généralement des tubes de coffrages cartonnés.

Pour les petits projets qui ne présentent aucun risque particulier, il est possible d’utiliser des tubes PVC en guise de coffrage. Les mêmes que ceux qu’on utilise pour l’évacuation des eaux usées.

 

Les « boisseaux » : 15 euros pièce en moyenne

Il est tout à fait possible de réaliser les piliers sur la base des boisseaux en bloc béton prêt à l’emploi. Ce sont les mêmes boisseaux qu’on utilise pour créer les piliers des portails par exemple. Il s’agit de monter les boisseaux correctement, de les ferrailler, puis de couler le béton à l’intérieur.

Solution plutôt sereine pour appréhender les constructions sur pilotis car le bloc béton fait office de coffrage.

C’est une excellente piste à explorer.

 

L’armature de chainage : Prix à déterminer

L’armature de chainage est nécessaire à la fois dans la semelle, mais également dans le pilotis lui même. Généralement, la typologie est la même que pour les piliers porteurs, seules les sections d’acier diffèrent.

Il faudra donc faire un calcul de l’acier en fonction du chainage type d’un pilier béton sur un immeuble quelconque.

Attention au coulage, le béton doit aller enrober l’acier en tout point, et sur toute la hauteur du pilotis.

 

Les extensions sur pilotis béton

Il n’est pas rare de voir des extensions sur pilotis. Cela évite de lourds travaux de terrassement, parfois impossibles compte tenu de la présence du bâtiment principal.

 

Ci-dessus : Concept particulièrement réussi et intéressant d’extension sur pilotis béton (piliers rectangulaires). Source du projet : Extension sur pilotis. 

De plus, le pilotis permet de bâtir en pente, ce qui est souvent le cas récurrent nécessitant l’utilisation de ces derniers.

Certains projets permettent l’aménagement du vide sous pilotis en lieu et place de carport. C’est très judicieux, et surtout très utile !

En revanche, si les extensions se prêtent facilement à l’usage de ce procédé, il est plus rare de voir des maisons complètes bâties sur des pilotis, qu’ils soient en béton ou tout autre matériau.

 

A lire également sur le même sujet :

• Camif-habitat : Avis sur la construction d’une extension sur pilotis béton.
• Lafarge : Cas pratique sur une extension d’un chalet sur pilotis.

 

L’utilisation des pilotis béton en France

Contrairement aux pays d’Amérique du Nord, la France n’est pas nécessairement en pointe en matière d’utilisation des pilotis béton. Ce n’est clairement pas dans nos « mœurs ». Cependant, il n’est pas rare de voir des immeubles monumentaux construits sur ce procédé.

 

Tertiaire & entreprises : Un procédé très prisé pour « sortir du lot »

Ci-dessus : Le siège de Sun Façades dans la Drôme, construit partiellement sur pilotis béton. J’avais assisté à la construction (NdlR) de ce magnifique bâtiment atypique. Architecte : AGC Architecture. Crédit photo : AGC.

 

Bercy : Le ministère est un parfait exemple de pilotis, les pieds dans l’eau

Parfaite représentation des pilotis béton, utilisés pour la construction du ministères des finances à Bercy.

 

La cité radieuse à Marseille (Architecte : Le Corbusier)

« L’immeuble répond aux cinq points de l’architecture moderne selon Le Corbusier (les pilotis, un toit-terrasse, le plan libre qui permet de passer outre les murs porteurs, les fenêtres bandeaux, et la façade libre) et il est construit sur le principe d’un village vertical. » Citation : Marseille.fr

 

Ci-dessus : L’immeuble emblématique de Le Corbusier à Marseille. La « cité radieuse » est construite sur le principe des pilotis béton évasés. Source : Marseille.fr

Véritablement « emblématique » ce bâtiment n’est cependant pas le seul monument sur pilotis. D’ailleurs, pour être tout à fait franc, les bâtiments récents construits vers les docks sont encore plus impressionnants en terme de masse et de gigantisme.

Ces derniers sont également fondés sur la base des pilotis. Aucune photo ne pourrait imager le ressenti quand vous vous tenez au droit de ces immeubles.

Moins « exubérante », cette construction sur la commune de Saint Vallier (Drôme) est d’une grande beauté. Ce bâtiment tout aussi massif mais plus épuré, est également construit sur la base des pilotis bétons.

 

Ci-dessus : Magnifique bâtiment moderne avec fondations sur pilotis béton. Source : Google MAP / Drôme (26).

 

 

Terrasse sur pilotis : La solution légère

En effet, le pilotis s’adapte parfaitement aux constructions de petites terrasses en plain pied (pour l’économie de moyens) ou au contraire de grandes terrasses surélevées.

Dans les deux cas cela fonctionne bien, et c’est pérenne.

La terrasse sur pilotis est très certainement le modèle constructif le plus viable et le plus répandu. Deux recherches particulières conditionne son choix :

• L’économie de moyen : Les pilotis béton pour une terrasse sont moins coûteux qu’une dalle pleine sur terre plain.
• La préservation du terrain naturel : Les pilotis, même en béton, ne dénaturent pas fondamentalement le terrain naturel, beaucoup de personnes y sont sensibles.

 

L’aspect architectural aérien convient parfaitement au procédé. En revanche, il est plus souvent question de « piliers » que de pilotis au sens strict.

Concurrence : Le pieux vissé.

Ces dernières années, les pieux vissés ou « technopieux » font concurrence aux traditionnels pilotis béton. C’est de bonne guerre, et vous le savez si vous me lisez, j’affectionne particulièrement ce procédé.

Par conséquent, tout dépend de votre approche de la construction, de votre budget et de vos préférences en terme de matériaux. Sachez que pour celle et ceux qui ne sont pas à l’aise avec le béton, de plus en plus de distributeurs automatiques de béton voient le jour.

Ces derniers facilitent l’usage (aucune connaissance particulière en terme de dosage du béton). Par conséquent, c’est parfaitement adapté pour des petits volumes de coulage, et construire sa terrasse sur pilotis béton peut être réalisé par soi-même.

 

Lire mon article sur les terrasses sur pilotis en acier.

 

 

Le pilotis béton face aux risques naturels

• Inondations : Parfaitement adapté
• Sismique : parfaitement adapté
• Incendie : comme tout élément en béton.
• Tassement différentiel : un réel sujet en ce qui concerne le pilotis béton.

 

Inondations : Le pilotis est hors concours !

Le pilotis est parfaitement adapté pour les cas d’inondation en général. C’est donc également valable pour les pilotis béton. Ces dernières années ont mis en exergue la nécessité de trouver de nouvelles solutions de constructions face aux violences du climat : Le pilotis béton est le système constructif le plus approprié face à ce risque majeur !

 

Sismique : Oui & non

Les fondations sur « pieux » sont généralement plus résilientes que les soubassements traditionnels face au risque sismique. C’est donc parfaitement valable pour les pieux en acier et les pieux en bois.

C’est un peu moins le cas pour les pilotis béton mais ces derniers sont tout de même plus pérennes que les autres types de fondations traditionnelles.

 

Incendie : Attention à l’impact sur le béton et le ferraillage

Comme toute structure béton, le pilotis est sensible au risque incendie. En cas de chaleur intense, l’armature en acier faisant chainage peut être dégradée. Le béton lui même peut être largement dégradé par un incendie. Dans ce cas, le pilotis béton n’est pas nécessairement un rempart face aux désordres structurels liés à un incendie.

 

Tassement différentiel du terrain :

Le tassement différentiel est un vrai sujet, qui mériterait un article complet à lui seul. Je ne développerai pas ici la notion dans le détail mais sachez qu’effectivement le pilotis peut représenter une bonne solution constructive en cas de risque de tassement différentiel des terrains.

Il est principalement question ici de la nature du terrain (sa portance) et de la descente de charge qui sera différente selon le type de bâtiment à construire.

Ce domaine est hautement technique, nous le développerons intégralement lors d’une étude de cas pratique.

 

L’avis des pros

Les architectes et les bureaux d’études ne sont pas opposés aux constructions sur pilotis, loin de là. « On maîtrise » très clairement le procédé aujourd’hui. D’ailleurs, les projets son nombreux et l’aspect d’une maison sur pilotis n’a pas son égal en terme de lecture architecturale.

 

Ci-dessus : Etonnante maison sur pilotis « acier », concurrent direct du pilotis béton pour les construction légères et très aériennes. Crédit : Architecte pour tous.

En revanche, le « béton » se voit très largement concurrencer par les pilotis « acier » pour les structures légères (voir photo ci-dessus).

En ce qui me concerne, je n’ai absolument aucun apriori si ce n’est que le choix doit être justifié. L’utilisation des pilotis, béton ou acier, doit s’intégrer dans un projet global dont les contraintes techniques l’impose.

Enfin, en ce qui concerne la mise en œuvre c’est un véritable régal pour celles et ceux qui sont passionnés par les techniques de fondations exigeantes et atypiques. Ce qui est évidemment mon cas.

Les « technopieux » vont s’imposer à terme, et peut à peu « grignoter » sur le marché du pilier béton (pour les structures légères). J’en suis persuadé et je ne peux que féliciter cette progression d’un produit que je trouve réellement pertinent.

Pour les immeubles importants en revanche, le pilotis béton demeure le procédé le plus solide et le plus imparable.

 

Lire mon article sur les technopieux.

 

Conclusion

Les pilotis reviennent à la charge, et c’est tant mieux ! Encore une fois, au risque de me répéter, nous confondons systématiquement le « pilotis » avec le « pilier », dans la majorité des cas. Mais cela reste un défaut de langage.

Avec les bouleversements climatiques, et notamment les inondations, les constructions sur pilotis vont à n’en point douter se développer. Il faudra donc anticiper cet élargissement de nos systèmes constructifs, et mieux appréhender les process.

Maçons, soyez prêts !

 

Merci pour vos lectures et bon chantier.

Serge USTUN.