Radier : définition

Ce qu'est un radier, et ce qui le distingue des autres fondations

Un radier est une fondation superficielle formée d'une dalle en béton armé qui s'étend sous toute l'emprise du bâtiment. Là où des semelles isolées ou filantes concentrent les descentes de charge sur quelques points ou quelques bandes, le radier les répartit sur la totalité de la surface au sol. Le principe est celui de la raquette à neige, augmenter la surface d'appui pour abaisser la pression transmise au terrain. Un radier béton sert donc autant à porter qu'à répartir.

Le gain est mesurable. Un poteau reprenant 500 kN sur une semelle de 1 m² transmet 0,5 MPa au sol. La même charge répartie par un radier sur 10 m² de terrain n'en transmet plus que 0,05 MPa, soit 10 fois moins. C'est ce rapport qui rend constructibles des terrains que des semelles ne pourraient pas exploiter, et il explique que le radier soit devenu le modèle de référence dès que la couche porteuse se dérobe. L'utilisation de cette solution s'est grandement répandue sur les projets de maisons neuves implantées sur d'anciens terrains agricoles.

Le radier reste une fondation superficielle, il transmet ses charges à la couche de surface. C'est ce qui l'oppose aux pieux et aux barrettes, qui vont chercher un horizon résistant plusieurs mètres plus bas. Le panorama de ces solutions figure dans les différents types de fondations, avec le détail des semelles dans les fondations par semelles et celui des solutions profondes dans les fondations profondes. Le cas particulier du radier et de son association au cuvelage est traité dans les fondations par radiers et cuvelages.

Dans quels cas retenir un radier

Le choix ne relève jamais du seul confort de réalisation, il découle de l'étude de sol et du bilan des charges. La reconnaissance du terrain est un premier passage impératif, et aucun système de fondation ne se retient sans elle. Les situations qui le rendent pertinent se combinent souvent sur le même chantier.

• Un sol de faible portance, argile molle, vase, remblai récent, où la contrainte admissible descend vers 0,05 MPa. Des semelles y prendraient des dimensions démesurées et finiraient par se toucher.
• Une emprise déjà largement occupée par les semelles. La règle de technique couramment retenue veut qu'au-delà de la moitié de la surface au sol, le radier revienne moins cher, parce qu'on économise le terrassement en tranchées, les coffrages multiples et le temps de mise en œuvre.
• Un sol hétérogène, où des tassements différentiels sont à craindre. La dalle continue rigidifie l'ensemble et fait travailler la structure comme un bloc, ce qui répartit les désordres au lieu de les concentrer sur une file de poteaux.
• La présence d'une nappe phréatique, quand le sous-sol doit rester sec. Le radier devient alors le fond d'une cuve étanche, et il travaille en flexion inversée sous la poussée de l'eau.

La caractérisation du terrain conditionne tout le reste. Les matériaux naturels rencontrés et leurs paramètres mécaniques s'obtiennent par les essais décrits dans fondations superficielles, et le comportement en tassement dans déformabilité des sols, tassements, consolidation. Quand le sol reste insuffisant même pour un radier, deux voies subsistent, améliorer le terrain avant de construire, méthodes exposées dans amélioration et renforcement des sols, traitement avec inclusions, ou passer en fondation profonde. Le cas des sols partiellement saturés, dont le comportement varie avec la teneur en eau, est développé dans sols non saturés, applications au calcul des ouvrages.

Concevoir et dimensionner un radier

Le calcul d'un radier renverse la logique d'une dalle de plancher. Les charges descendent depuis les poteaux et les voiles, la réaction du sol remonte de façon répartie, et la dalle travaille en flexion sous cette réaction. Les moments changent de signe entre les appuis et les travées, ce qui impose un ferraillage en deux nappes croisées, l'une en partie haute et l'autre en partie basse. Un radier n'est jamais armé d'un seul côté.

Le dimensionnement se joue sur quelques vérifications qui commandent tout le reste. Le tassement absolu doit rester compatible avec l'ouvrage, mais c'est surtout le tassement différentiel entre deux points qui provoque les désordres, fissuration des cloisons, blocage des menuiseries, rupture des canalisations. Le poinçonnement local sous chaque poteau exige une épaisseur suffisante ou des renforts, la charge s'y concentrant sur quelques décimètres carrés. La sous-pression hydrostatique, enfin, peut dépasser le poids de la construction sur un ouvrage léger et enterré, et fait alors flotter le bâtiment. Chaque mètre de hauteur d'eau exerce 10 kN par mètre carré, ce qui atteint vite plusieurs centaines de tonnes sur une emprise courante.

Les règles applicables relèvent de l'Eurocode 7 pour la partie géotechnique et de l'Eurocode 2 pour le béton. Leur application aux fondations est exposée dans Eurocode 8, fondations superficielles et profondes pour le volet sismique, et les principes du calcul en béton armé dans béton armé, règles BAEL, ossatures et éléments courants. Les désordres constatés a posteriori, et ce qu'ils révèlent des hypothèses de départ, sont analysés dans pathologies des fondations.

La géométrie suit l'intensité des efforts. Le radier plat, de section constante, convient aux charges modérées et reste le plus simple à réaliser. Le radier nervuré ajoute des poutres sous les files de poteaux et gagne en inertie sans augmenter le volume de béton. Le radier à caissons, réservé aux ouvrages lourds, associe deux dalles reliées par un réseau de voiles et atteint des rigidités que rien d'autre ne procure à cette profondeur.

Les étapes de réalisation d'un radier sur le chantier

La mise en œuvre suit une séquence dont aucune étape ne se saute, chacune conditionnant la suivante.

• Le terrassement, décapage de la terre végétale et mise à niveau du fond de fouille sur toute l'emprise, avec une réception du fond par le géotechnicien.
• La forme drainante, une couche de grave compactée qui assainit l'assise et coupe les remontées capillaires.
• Le béton de propreté, quelques centimètres coulés à même le sol, qui isole les armatures de la terre et donne un plan de travail net.
• L'étanchéité, membrane ou complexe drainant, indispensable dès que la nappe peut atteindre le niveau du fond de fouille.
• Le ferraillage, deux nappes croisées liaisonnées par des chaises, avec les attentes de poteaux et de voiles positionnées avant tout coulage.
• Le coulage du béton, mené sans reprise sur l'ensemble de la surface autant que possible, puis vibré et protégé de la dessiccation pendant la prise.

La durabilité du résultat se joue ensuite sur des détails d'exécution. La cure du béton conditionne sa résistance finale et sa compacité, donc sa tenue à la corrosion des armatures, et son rôle est plus important qu'on ne le croit sur un ouvrage enterré, et une dalle laissée sécher au soleil sans protection perd une part de ses caractéristiques. Le positionnement des attentes, ensuite, se corrige très mal une fois le béton pris, et une erreur de quelques centimètres se paie en reprise structurelle. Le cas voisin des dallages industriels, qui ne portent pas la structure mais supportent des charges roulantes, relève d'une autre logique de calcul, exposée dans sols industriels.

Radier, dallage et le verbe radier

La confusion la plus fréquente sur le chantier oppose le radier au dallage. Le dallage repose sur le sol et ne reprend que les charges qui lui sont directement appliquées, il ne porte ni les murs ni les poteaux, et il se désolidarise de la structure par un joint périphérique. Le radier, lui, est un élément porteur, il reçoit toutes les descentes de charge et se calcule comme tel. Une maison individuelle peut être fondée sur l'un ou sur l'autre, et confondre les deux au moment de l'étude conduit à un sous-dimensionnement grave.

Le mot désigne aussi un ouvrage hydraulique, le fond maçonné d'un canal, d'une écluse, d'un bassin ou d'une piscine, où il assure l'étanchéité et résiste à la sous-pression. Cet emploi est plus ancien que celui du bâtiment et vient directement de la même idée de fond continu.

Il existe enfin un verbe radier, sans aucun rapport avec la construction, qui signifie rayer une inscription d'une liste ou d'un registre. Le contexte suffit à lever l'ambiguïté, mais elle explique une partie des résultats hors sujet rencontrés lors d'une recherche sur ce terme.