La fondation sur pieux est un procédé de fondation profonde transmettant les charges d'une structure vers des couches de sol suffisamment résistantes, situées en profondeur, lorsque les couches superficielles n'offrent pas la portance ou la stabilité requises. La transmission des efforts s'opère par frottement latéral le long du fût du pieu, par résistance de pointe sous la base, ou par combinaison des deux mécanismes.
Types de pieux
On distingue principalement les pieux de déplacement (pieux battus), mis en place par battage, vibrofonçage ou vérinage statique d'un élément préfabriqué (béton armé, acier) ou d'un tube refermé en pointe, et les pieux de substitution (pieux forés), exécutés par forage avec extraction du sol puis bétonnage, avec ou sans tubage ou boue de forage (bentonite, polymère). Les diamètres courants des pieux forés s'étendent de 420 mm à 1 500 mm, pour des profondeurs pouvant dépasser 40 m selon la géologie. Les pieux battus préfabriqués en béton présentent généralement des sections carrées de 250x250 mm à 450x450 mm, pour des longueurs de 8 à 25 m ; les pieux tubulaires métalliques battus atteignent des diamètres de 300 à 1 200 mm. Les pieux vissés (vis à bétonner) constituent une troisième famille, exécutés sans extraction significative de déblais.
Choix selon le type de sol
Les pieux battus (déplacement) sont particulièrement adaptés aux sols pulvérulents (sables, graves) : l'enfoncement densifie le sol autour du fût et augmente les contraintes latérales, ce qui améliore le frottement mobilisable. En sols cohérents (argiles, limons), le battage génère des surpressions interstitielles et un remaniement du sol autour du pieu ; la portance réelle n'est atteinte qu'après dissipation de ces surpressions, ce qui impose un délai de repos (set-up) avant mise en charge ou avant essai de chargement. Les pieux forés sont souvent préférés en sols cohérents hétérogènes, en présence d'obstacles (blocs, anciennes fondations), ou lorsque les nuisances de battage (vibrations, bruit) doivent être limitées à proximité de constructions existantes.
Mise en œuvre et équipement
Les pieux battus sont réalisés à l'aide de sonnettes équipées de mouton diesel, hydraulique ou à chute libre, ou de marteaux vibrants pour le vibrofonçage. Les pieux forés nécessitent des foreuses rotatives ou à la tarière, associées à des équipements de tubage provisoire ou de stabilisation du forage par boue. Le choix de l'engin dépend du diamètre, de la profondeur visée, de la nature du sol traversé et des contraintes d'accès au chantier.
Dimensionnement et essais
La justification géotechnique s'appuie sur des essais de chargement statique (NF EN ISO 22477-1) permettant de valider la capacité portante calculée, ainsi que sur des contrôles d'intégrité du fût (auscultation sonique) pour les pieux forés, afin de détecter d'éventuels défauts de bétonnage. Les charges admissibles varient fortement selon le diamètre, la longueur et le sol porteur, de quelques centaines de kN à plus de 1 000 kN par pieu pour les grands diamètres.
Normalisation
L'exécution des pieux forés relève de la norme NF EN 1536, celle des pieux de déplacement de la norme NF EN 12699, et celle des micropieux de la norme NF EN 14199. Le dimensionnement géotechnique s'effectue selon NF EN 1997-1 (Eurocode 7), complétée par la norme nationale d'application NF P94-262 relative aux fondations profondes.