La surélévation d’une maison ancienne nécessite une évaluation minutieuse de la capacité portante des fondations existantes. Cette opération impose en effet de fortes contraintes structurelles sur des éléments de construction parfois centenaires. L’expertise préalable devient d’autant plus importante que les techniques de construction d’époque différaient sensiblement des standards actuels. Les matériaux traditionnels et les méthodes de mise en œuvre appliquées il y a plusieurs décennies ont des caractéristiques mécaniques particulières qu’il doivent être évaluées selon les normes actuelles. Cette prévention permet d’éviter les défauts structurels et garantit la pérennité de votre projet de surélévation de maison ancienne.
Le diagnostic structurel préliminaire des fondations existantes
Tout projet de surélévation doit commencer par une évaluation initiale des fondations. Celle-ci permet d’identifier les pathologies existantes et d’estimer la capacité résiduelle des éléments porteurs. La méthodologie d’inspection combine l’observation visuelle, les sondages destructifs limités et l’auscultation non destructive pour obtenir une vision complète de l’état de la structure.
Analyse visuelle des fissures et des affaissements dans les murs porteurs
L’inspection visuelle des murs porteurs révèle souvent les premiers signes de faiblesse structurelle. Les fissures en escalier indiquent une instabilité des fondations qui compromet la faisabilité de la surélévation. Ces dégradations, surtout visibles aux angles des ouvertures, indiquent une redistribution des contraintes, parfois due à des mouvements de terrain ou à la dégradation des matériaux. Les affaissements localisés, matérialisés par des déformations du plancher ou des décrochements de façade, signalent une perte de portance ponctuelle.
Évaluer l’état des semelles de fondation
L’examen des semelles de fondation requiert souvent des sondages ponctuels pour accéder aux éléments enterrés. Les fondations en pierre naturelle, fréquentes dans les constructions anciennes, résistent généralement bien à la compression mais peuvent souffrir de dégradation du mortier de liaison. Les fondations en béton ancien, réalisées avant les années 1960, nécessitent une évaluation plus minutieuse. La qualité variable du ciment et la faible densité d’armature caractéristiques de cette époque peuvent limiter leur capacité à reprendre des efforts supplémentaires.
Inspecter les joints de mortier et des signes de carbonatation
Les joints de mortier répartissent les charges au sein des maçonneries anciennes. Leur dégradation se manifeste par un farinage, des vides ou un décollement visible entre les blocs. Une maçonnerie aux joints altérés perd en raideur et en cohésion, ce qui peut entraîner une concentration de contraintes sur certaines zones lors de la surélévation. La carbonatation, phénomène chimique qui affecte les bétons armés au fil du temps, se manifeste par des éclats de béton, des traces de rouille ou des armatures apparentes.
Repérer l’humidité ascensionnelle et les pathologies liées
L’humidité ascensionnelle, transportée par capillarité depuis le sol jusqu’aux murs et fondations, fragilise les mortiers, dilue les liants et augmente le risque de gel-dégel dans les zones froides. Les manifestations typiques sont les salpêtres, décollements d’enduits, taches sombres et odeurs de moisi au niveau du bas des murs. Des parades comme le drainage, l’injection de barrières hydrophobes ou la pose de membranes d’étanchéité peuvent alors être envisagées.
Calculer la capacité portante selon les normes Eurocodes
Une fois le diagnostic visuel et matériel réalisé, l’étape suivante consiste à quantifier la capacité portante des fondations à l’aide des Eurocodes. Ces normes européennes, qui encadrent le calcul des structures et des ouvrages géotechniques, permettent de passer d’une impression qualitative à une démonstration chiffrée.
L’application de l’Eurocode 7 pour la résistance géotechnique des sols
L’Eurocode 7 traite de la façon dont le sol reprend les efforts transmis par les fondations. Dans le cadre d’une surélévation, il s’agit de vérifier que le terrain d’assise ne sera pas soumis à des tassements trop importants ou à une rupture de portance. On distingue généralement trois méthodes de calcul qui combinent différents coefficients partiels de sécurité sur les actions et les résistances.
La vérification des charges permanentes et des variables
L’Eurocode 0 pose les bases de calcul des structures et indique la manière de combiner les actions permanentes et variables. Pour une surélévation, l’important est de prendre en compte toutes les nouvelles charges imposées par l’étage supplémentaire, sans oublier les équipements techniques et les aménagements intérieurs.
Le calcul du coefficient de sécurité structurelle pour une surélévation
Le coefficient de sécurité structurelle indique l’écart entre la résistance disponible et les efforts sollicitants. Dans le cas d’une maison ancienne, il est fréquent que l’on vise des marges de sécurité plus confortables que pour une construction neuve, afin de tenir compte des incertitudes sur les matériaux et sur l’hétérogénéité des fondations existantes.
L’étude des contraintes de compression admissibles du béton existant
Lorsqu’on été construites les maisons des années 1950-1970, il n’ pas forcément été tenu compte des aménagements futurs dans le dimensionnement des fondations en béton armé. Il est donc indispensable de vérifier que les contraintes de compression induites par la surélévation ne dépassent pas les valeurs admissibles pour le béton en place. On se base pour cela sur des essais de compression sur carottes, puis sur une reclassification du béton.
L’étude géotechnique du terrain d’assise
L’étude géotechnique révèle ce que l’œil ne voit pas, à savoir la nature des strates de sol, leur épaisseur, leur portance et leur sensibilité à l’eau. Pour savoir si les fondations d’une maison ancienne peuvent supporter une surélévation, cette étape est de première importance, car elle complète le diagnostic structurel en donnant un cadre fiable pour le calcul selon l’Eurocode 7.
Selon la complexité du projet, l’étude peut regrouper des sondages carottés, des pénétromètres statiques ou dynamiques, des essais pressiométriques, voire des essais sur échantillons. Ces investigations permettent de détecter les sols compressibles, les strates organiques, les remblais hétérogènes ou les nappes phréatiques superficielles, autant de facteurs de risque en cas de charges supplémentaires importantes.
Une étude géotechnique est expressément recommandée dans les situations suivantes : maison située en zone argileuse avec retrait-gonflement, proximité d’un talus ou d’un cours d’eau, présence de fissures structurelles existantes, ou projet de surélévation de grande ampleur.
L’expertise technique d’un ingénieur structure certifié
L’ingénieur structure certifié fait le lien entre le sol, les fondations, les murs porteurs et la future surélévation. Dans le cadre d’une maison ancienne, il doit souvent composer avec des plans incomplets, des matériaux hétérogènes et des modifications réalisées au fil des décennies. Son expérience et son matériel sont alors utiles pour saisir le fonctionnement global de la structure.
La mission G12 d’étude géotechnique de conception
La norme NF P94-500 encadre les missions géotechniques en France. Pour un projet de surélévation, la mission la plus pertinente est généralement la G12, qui correspond à une étude de conception détaillée et dispense des recommandations de dimensionnement pour les fondations et les éventuels renforts. Cette mission inclut la définition des paramètres géotechniques de calcul, la justification de la stabilité globale et la proposition d’applications techniques adaptées.
Le relevé architectural et les métrés des éléments porteurs existants
Avant tout calcul, il est indispensable de disposer d’un relevé exact de l’existant. Dans une maison ancienne, les plans d’origine sont souvent approximatifs ou introuvables. L’ingénieur procède alors à un relevé architectural détaillé : dimensions des murs porteurs, épaisseur des planchers, hauteur sous plafond, position des ouvertures, nature des poutres, etc. Ces métrés permettent de quantifier les surfaces, les volumes et donc les poids des différents éléments, et d’identifier les zones porteuses susceptibles de reprendre les charges de la future surélévation.
La modélisation numérique par un logiciel de calcul de structure
Les logiciels de calcul de structure permettent de faire des simulations permettent de voir si ma maison est en mesure de supporter sa future surélévation. On y renseigne les murs, planchers, poutres et fondations sous forme d’éléments finis, puis on applique les charges permanentes et variables conformément aux Eurocodes. Le logiciel calcule alors les efforts internes, les déformations et les contraintes dans chaque élément.
La note de calcul de descente de charges et le dimensionnement
La descente de charges permet de savoir, étage par étage, combien de poids arrive sur chaque appui et chaque fondation. L’ingénieur structure rédige une note de calcul détaillée dans laquelle il recense les hypothèses retenues, les résultats des calculs et les vérifications de résistance et de stabilité. Ce document sert de base au dimensionnement des éventuels renforts. C’est aussi une pièce contractuelle importante vis-à-vis des entreprises et de l’assurance.
Renforcer les fondations pour la surélévation
Que se passe-t-il si les fondations d’une maison ancienne ne sont pas, en l’état, capables de supporter une surélévation ? Il existe aujourd’hui de nombreux systèmes de renforcement qui permettent d’augmenter la capacité portante sans forcément tout démolir. Le choix dépendra de l’état initial, du type de sol, de l’ampleur de la surélévation et bien sûr du budget.
La reprise en sous-œuvre des semelles existantes consiste à creuser par petites phases sous les fondations existantes pour couler de nouvelles semelles plus profondes ou plus larges. Elle est parfaitement adaptée lorsque le sol porteur se trouve à une profondeur raisonnable et que les fondations actuelles sont superficielles.
Les micropieux et les longrines de redressement s’imposent souvent lorsque le bon sol se situe plus en profondeur ou que le terrain est très hétérogène. De petits pieux forés sont ancrés dans une strate résistante et reliés entre eux par des longrines en béton armé, qui reprennent et redistribuent les charges de la surélévation.
D’autres procédés, comme l’injection de résines expansives ou de coulis cimentaires sous pression, visent à combler les vides et à densifier les sols meubles sous les semelles. Ils sont adaptés aux tassements faibles à modérés et peuvent être combinés avec d’autres techniques.
La réglementation PLU et les contraintes administratives pour une extension verticale
Un projet de surélévation doit impérativement respecter le cadre réglementaire local. Même si les fondations peuvent supporter un étage supplémentaire, le Plan Local d’Urbanisme (PLU) peut limiter, voire interdire, la création de niveaux supplémentaires dans certains secteurs. Avant d’engager des frais importants en études, il est donc conseillé de vérifier que le projet est compatible avec les règles d’urbanisme en vigueur.
Le PLU détermine notamment la hauteur maximale des constructions, le gabarit autorisé, les règles de recul par rapport aux limites séparatives, ainsi que les exigences esthétiques. Dans certains cas, des surélévations sont tolérées jusqu’à une certaine taille, à condition de ne pas dépasser un certain pourcentage d’augmentation de surface de plancher ou de ne pas excéder la hauteur des constructions voisines. En zone patrimoniale, l’avis de l’Architecte des Bâtiments de France peut également conditionner l’aspect extérieur de la surélévation.
D’un point de vue administratif, deux régimes principaux s’appliquent : la déclaration préalable de travaux pour les projets de moindre ampleur et le permis de construire pour les surélévations plus importantes ou situées en secteur protégé. Il faut savoir qu’au-dessus de 150 m² de surface de plancher totale après travaux, le recours à un architecte devient obligatoire. Les éventuelles servitudes de voisinage, règlements de lotissement ou contraintes de copropriété sont aussi à prendre en compte.