Documents utiles
  • Dalles de béton étanches aux liquides : conception et mise en œuvre. Les Dossiers du CSTC, 2004/4, Cahier n° 11
  • Voiles et dalles en béton pour appli­cations étanches aux liquides. Conception et calcul selon l'Eurocode 2. Les Dossiers du CSTC, 2005/4, Cahier n° 8
  • Bomhard H., Concrete and environment. An introduction. Budapest, FIP-symposium, vol. 1, 1992.

Etanchéité des constructions enterrées en béton armé 2007/02.09

Dans les nouvelles constructions, les espaces enterrés sont de plus en plus souvent aménagés en garage, en cave ou en locaux habitables dotés de finitions sensibles à l'humidité. Le présent article fait le point sur les systèmes de protection envisageables et plus particulièrement sur l'étanchéité offerte par des constructions enterrées en béton armé.

1. Introduction

Lorsqu'on est confronté à des ouvrages en contact avec le sol, il y a lieu d'accorder une attention particulière à leur protection contre l'humidité. La destination et la finition intérieure des locaux enterrés doivent être clairement définies afin que l'on puisse prévoir une protection adaptée, tant lors de leur conception que lors de leur réalisation. La conception ne sera donc pas identique pour un garage enterré ou une cave traditionnelle que pour un espace aménagé (bureau, cabinet médical, …) dont les parachèvements intérieurs sont immanquablement sensibles à l'humidité. Le tableau 1 fournit un aperçu des systèmes de protection des constructions enterrées envisageables selon les situations.

Tableau 1 Systèmes envisageables pour protéger les constructions enterrées contre les infiltrations d'eau.
Paramètres à contrôler Système de protection envisageable
Reconnaissance du sol Perméabilité du sol Inclinaison du terrain autour du bâtiment Finition intérieure sensible à l'humidité (¹)
Le niveau de la nappe phréatique se situe en permanence sous le plancher de la cave Elevée (sol sablonneux sur une hauteur empêchant tout risque de pression d'eau sur la paroi - situation très rarement rencontrée dans la pratique) A partir du bâtiment Non (voir a) (a) Enduit au ciment du côté extérieur + émulsion bitumineuse

(b) Membrane empêchant le transport d'humidité par capillarité ou diffusion (³)

(c) Enduit au ciment du côté extérieur + système de drainage horizontal et vertical

(d) Cuvelage étanche :
  • structure en béton coulé sur place, complétée éventuellement par des injections
  • cuvelage rigide (²) du côté intérieur
(e) Cuvelage souple (4)
Oui (voir b)
Horizontale ou vers le bâtiment Non (voir c)
Oui (voir b)
Faible (sol argileux sur toute la hauteur de la cave ou sur une partie de celle-ci) A partir du bâtiment Non (voir c)
Oui (voir e)
Horizontale ou vers le bâtiment Non (voir c)
Oui (voir e)
Le niveau de la nappe phréatique se situe (temporairement) au-dessus du niveau de la cave Non (voir d)
Oui (voir e)
(¹) Les lettres entre parenthèses renvoient à la protection minimale qu'il y a lieu de prévoir. Il est évident que toute classe de protection plus performante est autorisée pour une sollicitation donnée. Les performances du système sont croissantes de la lettre 'a' à la lettre 'd'.
(²) Il s'agit d'un enduit en deux couches minimum qui reste continuellement visible afin de permettre des réparations (rendues nécessaires en raison d'un retrait, de tassements, … inévitables). Le liant peut être à base de ciment ou de résines. Le support doit être sain et posséder une résistance mécanique suffisante.
(³) Dans certains cas, lorsque la cave se situe en permanence au-dessus du niveau de la nappe phréatique et qu'il n'y a pas de pression d'eau, on peut se contenter de prévoir une membrane qui empêche le transport d'humidité (par capillarité ou diffusion) tout en prenant des dispositions pour que celle-ci ne soit pas dégradée lors des travaux ultérieurs.
(4) Il convient dans ce cas d'utiliser des membranes étanches à l'eau et à la vapeur (p. ex. à joints soudés). Celles-ci peuvent être appliquées du côté extérieur contre la structure à rendre étanche à l'eau, puis être protégées de toute dégradation due à l'apport de terres. Elles peuvent également être mises en œuvre du côté intérieur, la structure à rendre étanche à l'eau étant réalisée ultérieurement.

Le présent article a pour but de clarifier la situation en matière d'étanchéité à l'eau des constructions enterrées en béton armé coulé sur place ou constituées d'éléments préfabriqués en béton, et ce en tenant compte des prescriptions de l'Eurocode 2 (NBN EN 1992-3).

2. Classes d'étanchéité

Pour couvrir les différents domaines d'application, la norme NBN EN 1992-3 définit quatre classes d'étanchéité (cf. tableau 2).

Etant donné l'impact important qu'elle exerce sur la conception ultérieure et le dimensionnement, le concepteur doit toujours déterminer préalablement la classe d'étanchéité d'une construction enterrée. La classe d'étanchéité 0 porte sur du béton armé simple et ne peut être retenue qu'au cas où l'eau qui s'infiltre inévitablement n'entraîne aucune gêne ou si elle peut être canalisée ou évacuée. Si l'on considère que, pour la classe 1, on assistera vraisemblablement à une autocicatrisation des fissures traversantes (par colmatage progressif), la classe d'étanchéité 2 n'autorise par contre aucune fissure traversante, sauf si des mesures particulières ont été prises. La classe d'étanchéité 3, pour laquelle aucune fuite n'est admise, est généralement atteinte au moyen de béton précontraint.

Tableau 2 Classification de l'étanchéité des structures en béton selon la NBN EN 1992-3.
Classe d'étanchéité Exigences en matière de fuite
0 Un certain débit de fuite admissible, ou fuite de liquides sans conséquence
1 Fuites limitées à une faible quantité. Quelques taches ou plaques d'humidité en surface admises
2 Fuites minimales. Aspect non altéré par des taches
3 Aucune fuite admise

3. Causes des percolations d'eau au travers d'une structure en béton armé

Bien qu'il soit fréquemment fait usage de béton armé comme matériau de base pour l'exécution de structures étanches, il est cependant primordial de considérer que ce type de constructions nécessite non seulement un matériau étanche, mais aussi une conception globale étanche, en ce compris les joints de reprise et les fissures éventuelles.

Il existe trois causes potentielles de transfert d'humidité au travers d'une structure en béton :
  • la perméabilité du béton (même si cette dernière est généralement limitée)
  • les fissures éventuelles
  • les joints présents dans la structure.
Le tableau 3 fournit une comparaison de l'ordre de grandeur du débit de fuite au travers d'une paroi en béton armé, compte tenu du mode de transfert de l'eau. Ce rapport démontre qu'il est essentiel d'agir de manière adéquate lors de la conception et de l'exécution de l'ouvrage, et ce en fonction de l'étanchéité souhaitée.


Tableau 3 Ordre de grandeur du débit de fuite à travers une paroi en béton armé, compte tenu de la méthode de transport [Bomhard].
Méthode de transport Ordre de grandeur
Via le béton 1
Via les fissures 10.000
Via les joints n'ayant pas été mis en œuvre correctement 10.000.000

L'apparition de fissures n'est pas anormale, même dans des constructions en béton armé. Ce phénomène est généralement dû à des déformations inévitablement entravées (retrait de séchage, retrait thermique, …) et aux contraintes de traction qui naissent dans les planchers et les parois en béton travaillant en flexion.

Ces contraintes de traction peuvent être maîtrisées en dotant la structure en béton d'une armature efficace, ce qui permettra de réduire la largeur des fissures. Dans la pratique, toutefois, on constate souvent que le pourcentage d'armatures dans les parois en béton est à ce point limité (moins de 0,15 %) que le terme 'béton armé' ne s'y applique plus. Un béton ainsi conçu n'entre même pas en ligne de compte pour la classe d'étanchéité 0.

En d'autres termes, il est extrêmement important d'inclure ces aspects dans l'étude préalable à l'exécution des travaux.

4. Maîtrise de l'étanchéité

Bien que cette problématique fasse l'objet d'une future Note d'information technique traitant de la conception et de l'exécution de structures étanches en béton, il nous paraît utile de rappeler succinctement les quelques mesures qui peuvent être prises afin de maîtriser au mieux l'étanchéité des ouvrages en béton armé.

4.1. Technologie du béton

Lorsque l'étanchéité de l'ouvrage enterré doit être assurée par l'utilisation unique de béton armé, il est capital d'accorder une attention suffisante à la conception et au calcul corrects de la structure pour limiter les reprises de bétonnage et les fissurations.

L'article 'Fissuration des murs en béton armé : causes et remèdes possibles (CSTC-Magazine 4/1995) a déjà abordé de manière détaillée les divers paramètres à l'origine des fissurations caractéristiques, plus ou moins verticales, qui apparaissent dans les parois des cuves en béton. Les mesures préventives qui en découlent visent principalement :
  • la limitation de la différence de retrait entre la dalle et les parois
  • la réduction de l'élévation de la température du béton durant la prise du ciment.
Pour diminuer la différence de retrait entre la dalle et les parois, il importe de limiter autant que possible l'intervalle de temps entre leur exécution. Au cours de cette période, il y a en outre lieu d'essayer de retarder autant que possible le retrait de la dalle coulée en premier (en la maintenant humide, p. ex.). Après leur mise en œuvre, les parois peuvent à leur tour être protégées sur une face (à l'aide d'un film PE ou d'un produit de cure) de sorte que, tout comme la dalle, elles ne sèchent que d'un côté.

Le choix d'une composition ad hoc du béton ainsi qu'une mise en œuvre appropriée sont essentiels en matière d'étanchéité. Il est ainsi conseillé d'opter pour une famille de ciment possédant une faible chaleur d'hydratation afin de ne pas augmenter inutilement la température du béton.

En théorie, on considère comme étanche à l'eau un béton qui présente un rapport E/C de 0,45-0,50 et une classe de résistance en compression supérieure ou égale à C30/37. Une ouvrabilité élevée, éventuellement obtenue par l'ajout d'adjuvants appropriés, et un serrage énergique du béton permettent d'assurer une meilleure compacité du béton et, par conséquent, une meilleure étanchéité de celui-ci.

Les joints constituant bien souvent un point sensible des structures en béton, il est important d'en limiter le nombre et d'employer des matériaux adéquats pour les réaliser. Quels que soient le type de joint et le type de structure, il faut que ces joints restent fonctionnels au cours de la durée de vie de l'ouvrage et ce, même après d'éventuels mouvements cycliques d'ouverture et de fermeture du joint. Les matériaux généralement utilisés pour remplir ces fonctions de joints étanches sont de nature synthétique (PVC ou caoutchouc SBR), métallique (feuillard en acier) ou hydrogonflante (bentonite, p. ex.). L'écartement des joints peut être évalué sur la base de deux concepts s'appuyant, pour l'un, sur la contrainte minimale (joints rapprochés) afin de favoriser au maximum le mouvement libre et, pour l'autre, sur la contrainte maximale (joints espacés) nécessitant dans ce cas l'utilisation d'un béton suffisamment armé.

4.2. Utilisation de systèmes de protection supplémentaires

Parmi les protections supplémentaires, on distingue les systèmes rigides (cimentage, enduits résineux, ...) et les systèmes souples (membranes et rubans d'étanchéité). Ces différents types de protection, présentés dans les NIT 147, 190 et 210 du CSTC, peuvent dans certains cas être combinés à un système de drainage permettant de limiter la pression d'eau sur les constructions enterrées.


P. Montariol, ing., conseiller principal, division 'Avis techniques', CSTC
W. Van de Sande, ing., chef du département 'Avis techniques et Consultance', CSTC
B. Parmentier, ir., chef adjoint de la division 'Géotechnique et Structures', CSTC