Les argiles, danger pour les constructions

Les argiles représentent la deuxième cause de sinistres aux constructions en France, la première cause étant l’ensemble des malfaçons et violations aux règles de l’art commises par les entreprises…

C’est dire l’importance du « risque argile » pourtant détaillé et cartographié par le Bureau de Recherches Géologiques et Minières http://www.brgm.fr/. , le fameux BRGM. Il est cependant important de savoir que les cartes françaises du risque argile ne sont pas à prendre au pied de la lettre car elles sont établies sur la foi des sinistres déclarés par les compagnies d’assurance. IIl est donc toujours possible de voir une construction abimée par des argiles alors que les cartes ne faisaient état à cet endroit précis que d’un risque « faible à nul ».

Il suffit qu’une veine d’argile, même de quelques mètres de largeur soit présente sur un terrain pour que la construction  coure les plus grands risques : fissures, fractures, tassements différentiels qui auront tôt fait de se manifester et de la mettre en péril.

La conclusion de l’expertise judiciaire est souvent la même : la solidité de l’ouvrage est compromise car sa structure est atteinte et rend la construction impropre à sa destination au sens de l’article 1792 du Code civil dont on peut rappeler ici les termes précis :

Tout projet sérieux de construction ou d’extension d’une construction existante devrait donc être précédé d’une étude géotechnique réalisée par une entreprise spécialisée. Cette étude est d’ailleurs obligatoire dans certains cas : aménagement d’un lotissement, par exemple.

Les argiles - le nom est féminin - sont des terres dont les structures atomiques particulières les rendent aptes à gonfler en présence d’eau et à se rétracter lorsque celle-ci se retire : saison sèche, drainage naturel ou artificiel…etc.

Plus précisément, les argiles sont constituées de feuillets comportant des couches composées de tétraèdres et liées entre elles par des cations octaédriques.

Cette structure minérale en feuillets permet à l’argile de laisser d’autres composés « entrer et se glisser » entre ses feuillets. Les structures atomiques de ces composés permettent alors que les feuillets « s’écartent » plus ou moins, ce que nous nommons habituellement « gonflement » des argiles.

A l’inverse, en cas de dessiccation, on parle de « retrait ».

Il faut rappeler que toutes les argiles sont capables d’absorber de l’eau.

Toutefois, les différents types d’argiles – Kaolinite, Chlorite, Illite, Smectite notamment - possèdent des structures physico-chimiques très différentes et donc des capacités d’absorption tout aussi différentes.

Ce sont les SMECTITES, souvent improprement appelées « argiles gonflantes », qui sont les plus dangereuses car elles ont une capacité d’absorption 17 fois plus élevée que les autres argiles, ce qui est tout à fait considérable.

Structure d’une Smectite (Source : Wikipedia)

Les feuillets minéraux évoqués plus haut sont ici représentés par les triangles. En présence d’eau, ces feuillets s’écartent d’une certaine distance « d » et laissent l’eau pénétrer entre eux.

Plus l’écart « d » est capable d’augmenter, plus l’argile pourra absorber d’eau.

C’est en laboratoire qu’il est possible de mesurer en Angtröms la distance d pour chaque échantillon d’argile et qu’il est donc possible de dire s’il s’agit d’une Kaolinite, d’une Chlorite, d’une Illite ou d’une Smectite.

Voici par exemple un extrait de rapport « Analyse de prélèvements de sols » de l’Institut National des Sciences Appliquées de RENNES et annexé à une étude géotechnique diffusée dans le cadre d’une expertise judiciaire :

Qu’indique ce tableau ?

La compréhension de ce tableau est fondamentale.

L’Avocat qui reçoit une étude de sols se doit de faire l’effort d’analyser les données qui lui sont fournies : un peu d’attention, un peu de goût pour les sciences et de curiosité sont nécessaires mais permettent une appréhension salutaire des données techniques du dossier…et des écritures adverses.

Les trois colonnes montrent l’écartement inter-feuillets « d » possible pour chacun des 4 types d’argiles rappelés à gauche : Kaolinite, Chlorite, Illite et Smectite.

La colonne 1 « Distance inter-réticulaire d (A°) » reporte la distance d’écartement inter-feuillets d d’une argile à l’état naturel.

Ainsi, par exemple, à l’état naturel les feuillets d’un échantillon de Kaolinite sont écartés de 7 Å.

Rappelons qu’1 Å (Angtröm) vaut 10−10 mètre, soit 1/10 de milliardième de mètre.

Chauffer les échantillons à 500 degrés permet d’opérer une première distinction entre eux car cet échauffement modifie pour certaines argiles la distance inter-foliaire d : c’est ce que montre la colonne 2.

Ainsi, si un échantillon d’argile révèle à l’état naturel une distance d de 7 Å et que cette distance disparaît lors d’un chauffage à 500 degrés, alors il est possible de dire sans erreur possible que cet échantillon est constitué de Kaolinite (1ère ligne du tableau).

La colonne 3 met en évidence les comportements des échantillons d’argiles lorsqu’ils sont mis en présence d’éthylène-glycol.

Ces comportements sont alors très différents et permettent, sans ambiguïté possible, de différencier les échantillons.

En effet,

• la Kaolinite fixe sa valeur « d » à 7 Å comme lorsqu’elle est à l’état naturel ;
• la Chlorite reste constamment à 14 Å ;
• l’Illite se maintient à 10 Å ;
• la Smectite se fixe en revanche à 17 Å.

Ces tests de chauffage à 500 degrés et d’exposition à l’éthylène-glycol permettent ainsi de lever tout doute sur l’identité précise des échantillons.

Ils permettent de mettre en évidence la présence d’argiles dans le sol et de les identifier, notamment dans le but de détecter la présence de Smectites.

D’autres tests permettent de mesurer les quantités présentes dans les échantillons.

Toutefois, pour l’Expert judiciaire l’Avocat et le juge confrontés à la mise en évidence de Smectites on peut dire que la dangerosité de ces argiles est telle que s’intéresser à leur quantité réelle présente en valeur absolue un intérêt presque marginal.

En effet, il ne faut pas perdre de vue qu’au-delà de la réparation de la construction la préoccupation des parties au litige et de leurs assureurs doit être l’élimination de tout aléa quant à la réitération des dommages. La procédure manquerait autrement son objectif majeur de réparation du préjudice et de disparition du risque.

Or, comme il va être démontré, même une faible proportion de ces argiles gonflantes dans des argiles « ordinaires » multiplie par 17 la capacité d’absorption de l’eau du sol et donc les pressions exercées sur les constructions.

Ainsi,

De nombreuses études évoquent les capacités de gonflement des argiles.

Le graphique suivant est extrait d’une thèse de doctorat en Génie civil soutenue par Madame Ouiza SEKLAOUI-OUKID en 2016 devant l’Université MOULOUD MAMMERI de TIZI-OUZOU (ALGÉRIE) et en collaboration avec l’INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES de RENNES (FRANCE).

Il s’agit d’une étude des possibilités de valorisation de différents sédiments d’un lac algérien situé à EL MERDJA, non loin d’ALGER

Le document complet (138 pages) est disponible en ligne sur le lien : http://www.ummto.dz/IMG/pdf/SEKLAOUI-OUKID_Ouiza.pdf.

La thèse met parfaitement en évidence les différences de pressions exercées en laboratoire par deux échantillons d’argiles sur un piston enregistreur.

Le premier est composé de Kaolinite et d’Illite, le second de Montmorillonite du type Smectite (argile gonflante).

La comparaison des courbes de gonflement des deux échantillons montre l’énorme différence de pression exercée par une argile dite ordinaire d’une part et par des argiles gonflantes, d’autre part.

Ainsi, la pression exercée par l’échantillon en provenance des sédiments prélevés à EL MERDJA et contenant de la Smectite est de l’ordre de 85 KiloPascals (courbe très ascendante) alors que la pression exercée par l’échantillon provenant des sédiments du LYVET et contenant essentiellement de la Kaolinite et de l’Illite est de l’ordre de 5 kPa seulement.

or, 85 kPa / 5 kPa = 17

La Smectite a donc un potentiel de gonflement 17 fois supérieur aux argiles ordinaires…

Il est dès lors aisé de comprendre que la présence, même modeste, d’argile gonflante dans un sol déjà composé d’argile ordinaire est un facteur de risque extrêmement élevé pour les bâtiments et dont il faut naturellement tenir compte lors de leur construction, notamment par la réalisation de fondations spéciales à ancrage profond.

Dans 90 % des cas et en présence d’une construction sérieusement atteinte la réparation n’est pas économiquement viable. La démolition-reconstruction avec fondations spéciales s’impose alors ; une étude béton est nécessaire afin d’en dimensionner correctement les différentes composantes.

Me. Eric SURZUR, Avocat au Barreau de Rennes

Vice-Président de l'ANADIC