Construction et installation des éléments durs (maçonnerie paysagère)

Introduction au chapitre

L'installation d'éléments durs — ou maçonnerie paysagère — constitue l'une des tâches les plus lourdes et les plus structurantes du métier de paysagiste-horticulteur. Ce chapitre couvre l'ensemble des connaissances théoriques et pratiques requises pour l'examen Sceau rouge : dalles, pavés, murets, marches, murs de soutènement, fondations, drainage, et calculs d'épaisseur. Vous devez maîtriser non seulement les gestes techniques, mais aussi les principes d'ingénierie qui garantissent la durabilité des ouvrages face au gel, à l'eau et aux charges mécaniques.

Principes fondamentaux de la construction d'éléments durs

La notion de portance et de capacité portante du sol

Tout ouvrage dur repose sur le sol. La capacité portante d'un sol est la pression maximale qu'il peut supporter sans tassement excessif ni rupture. Elle s'exprime en kilopascals (kPa) ou en tonnes par mètre carré (t/m²). Pour l'examen, retenez les valeurs indicatives suivantes :

Type de sol	Capacité portante approximative (kPa)
Roc solide	300 – 400
Gravier compacté	200 – 300
Sable grossier compacté	150 – 250
Sable fin	100 – 150
Argile ferme	75 – 150
Argile molle / tourbe	< 50

Règle d'or : si la capacité portante du sol naturel est insuffisante, il faut excaver et remplacer par un matériau granulaire compacté (gravier 0–20 mm ou 0–56 mm) en couches de 150 mm maximum, compactées chacune à 95 % du Proctor modifié.

Le gel et le soulèvement par le gel

Au Canada, le gel saisonnier est la première cause de défaillance des ouvrages durs. L'eau contenue dans le sol gèle et augmente de volume d'environ 9 %. Ce phénomène crée des lentilles de glace qui soulèvent les structures. Trois conditions sont nécessaires au soulèvement : un sol gélif (silt, argile), une nappe d'eau, et des températures sous zéro.

La profondeur de gel varie selon la région : de 1,2 m dans le sud de l'Ontario à plus de 3 m dans le Nord canadien. Pour l'examen, on considère généralement une profondeur de gel de 1,2 m à 1,5 m pour les fondations de murs porteurs, et de 600 mm à 800 mm pour les dalles et pavés non porteurs.

Stratégies de protection contre le gel :

Excavation sous la ligne de gel pour les fondations de murs porteurs.

Utilisation de matériaux non gélifs (gravier, pierre concassée) sous les dalles.

Drainage adéquat pour évacuer l'eau avant qu'elle ne gèle.

Isolation périphérique (panneaux de polystyrène extrudé) dans certains cas.

Les matériaux de base

Les granulats

Les granulats sont classés selon leur grosseur et leur origine. Pour les ouvrages durs, on utilise :

Pierre concassée 0–20 mm : pour les fondations de dalles et pavés.

Pierre concassée 0–56 mm : pour les couches de fondation épaisses.

Sable de compaction (0–5 mm) : pour la pose de pavés et le nivellement.

Sable à mortier : pour les joints et les lits de pose.

La granulométrie (distribution des tailles de particules) doit être continue pour assurer une bonne compaction. Un matériau bien gradué contient des particules de toutes tailles, ce qui permet un emboîtement optimal.

Le béton

Le béton est un mélange de ciment, d'eau, de granulats fins et grossiers. Sa résistance est désignée par la lettre F suivie d'un nombre : F'c = 20 MPa (mégapascals) pour les fondations légères, F'c = 30 MPa pour les structures plus exigeantes.

Usage	Résistance minimale recommandée
Semelles de fondation	20 MPa
Dalles de béton coulé	25 MPa
Murs de soutènement en béton armé	30 MPa
Marches et escaliers	25 MPa

Le béton doit être coulé dans les 2 heures suivant le malaxage, à une température minimale de 5 °C. Par temps froid, on utilise des adjuvants accélérateurs et des protections thermiques.

Les pavés et dalles

Les pavés de béton (pavés imbriquants) ont une épaisseur standard de 60 mm, 80 mm ou 100 mm. Les dalles de patio (pavés de grande format) mesurent généralement 600 × 600 mm ou 600 × 400 mm, avec une épaisseur de 50 mm.

Les pavés de pierre naturelle (granit, grès) sont plus résistants mais plus coûteux. Leur épaisseur varie de 30 mm à 80 mm selon l'usage.

Les fondations et semelles

Semelles de fondation pour murs porteurs

Une semelle est une assise en béton qui répartit la charge du mur sur le sol. Ses dimensions dépendent de la charge et de la capacité portante du sol.

Calcul de la largeur minimale d'une semelle :

Largeur (m) = Charge totale (kN/m) ÷ Capacité portante admissible (kPa)

Exemple : Un mur de soutènement de 1,5 m de hauteur en blocs de béton pèse environ 15 kN/m. Si le sol a une capacité portante de 150 kPa :

Largeur = 15 ÷ 150 = 0,10 m

Mais on applique un facteur de sécurité de 2 à 3, donc la semelle aura au moins 300 mm de largeur. En pratique, pour un mur de soutènement de 1,5 m, on prévoit une semelle de 450 à 600 mm de largeur et 200 à 300 mm d'épaisseur.

Règles pratiques pour les semelles :

Épaisseur minimale : 150 mm pour les semelles non armées, 200 mm pour les semelles armées.

La semelle doit dépasser de 100 mm de chaque côté du mur.

Le béton doit être coulé sur un sol non gelé, propre et compacté.

Fondations pour dalles et pavés

Pour les dalles et pavés, la fondation est constituée de :

46.Sol naturel excavé et compacté.

47.Géotextile (optionnel) pour séparer le sol du granulat.

48.Couche de fondation en pierre concassée 0–20 mm, compactée.

49.Lit de pose en sable (pour pavés) ou mortier (pour dalles).

Épaisseurs recommandées :

Usage	Épaisseur de pierre concassée	Lit de pose
Allée piétonne	100 – 150 mm	25 mm de sable
Terrasse	150 – 200 mm	25 mm de sable
Allée véhiculaire	200 – 300 mm	25 – 40 mm de sable
Entrée de garage	300 – 400 mm	40 mm de sable

Les murs de soutènement

Principes de conception

Un mur de soutènement retient la terre. Il subit la poussée des terres, qui augmente avec la hauteur du mur. La pression latérale du sol est approximativement :

P = 0,5 × γ × H² × Ka

Où :

γ = poids volumique du sol (environ 18 kN/m³ pour un sol saturé)

H = hauteur du mur (m)

Ka = coefficient de poussée active (environ 0,33 pour un sol granulaire)

Exemple : Pour un mur de 1,2 m de hauteur :

P = 0,5 × 18 × 1,2² × 0,33 = 4,28 kN/m

Cette poussée doit être contrebalancée par le poids du mur et la friction à la base.

Types de murs de soutènement

Type	Hauteur maximale typique	Matériau	Particularités
Mur en blocs de béton secs	1,0 – 1,2 m	Blocs modulaires	Pose à sec, inclinaison vers l'arrière
Mur en blocs de béton avec géogrille	2,0 – 3,0 m	Blocs + géogrille	Renforcement du sol
Mur en pierre sèche	1,0 – 1,5 m	Pierres naturelles	Drainage naturel
Mur en béton coulé	3,0 m et plus	Béton armé	Nécessite des calculs d'ingénieur

Drainage des murs de soutènement

Le drainage est critique pour la stabilité d'un mur de soutènement. L'eau accumulée derrière le mur augmente la pression hydrostatique et peut provoquer la rupture.

Composantes du drainage :

Drain français (tuyau perforé de 100 mm) au pied du mur, enveloppé de géotextile.

Pierre drainante (20–40 mm) sur 300 mm derrière le mur.

Exutoires (trous d'évacuation) tous les 1,2 m si le mur est en béton coulé.

Géotextile pour empêcher le sol de colmater la pierre drainante.

Pente du drain : minimum 1 % (1 cm par mètre) vers le point d'évacuation.

Renforcement par géogrille

Pour les murs de plus de 1,2 m, on utilise des géogrilles (treillis synthétiques) qui ancrent le mur dans le sol. La géogrille est posée horizontalement entre les couches de blocs et s'étend vers l'arrière sur une longueur d'au moins 60 % de la hauteur du mur.

Exemple : Pour un mur de 2 m, la géogrille doit s'étendre sur 1,2 m derrière le mur.

Les dalles et pavés : pose et finition

La pose de pavés sur lit de sable

Procédure complète :

79.Excavation : retirer le sol organique sur la profondeur requise (voir tableau des épaisseurs).

80.Compactage du sol : passer le compacteur à plaque vibrante sur le sol naturel.

81.Pose du géotextile : recouvrir le sol excavé pour empêcher la remontée de fines particules.

82.Mise en place de la pierre concassée : étaler en couches de 150 mm maximum, compacter chaque couche.

83.Nivellement : vérifier la pente (1 à 2 % pour l'évacuation de l'eau).

84.Pose du lit de sable : étaler 25 mm de sable, niveler avec des règles et des cales.

85.Pose des pavés : commencer par un coin, suivre le motif choisi (pose en ligne, en chevron, en panier).

86.Compactage final : passer la plaque vibrante avec un tapis de protection.

87.Remplissage des joints : balayer du sable fin dans les joints, recompacter, répéter.

Pente d'évacuation : minimum 1,5 % (1,5 cm par mètre) pour les surfaces pavées, 2 % pour les surfaces en dalles.

Les bordures et retenues

Les pavés périphériques doivent être retenus pour empêcher leur déplacement latéral. On utilise :

Bordures de béton coulées sur une semelle de béton.

Bordures en acier ou aluminium (pavé-alu) fixées au sol avec des piquets.

Pavés de rive collés au mortier.

Règle : toute surface pavée de plus de 10 m² doit avoir une retenue périphérique sur au moins deux côtés adjacents.

La pose de dalles sur mortier

Pour les dalles de grande format ou les zones à forte circulation, on pose les dalles sur un lit de mortier (1 volume de ciment pour 4 volumes de sable). Le mortier est étalé sur une épaisseur de 25 à 40 mm, les dalles sont posées et ajustées au niveau à bulle, puis les joints sont remplis de mortier ou de sable polymère.

Les escaliers et marches

Calcul des dimensions d'une marche

La relation entre le giron (profondeur de la marche) et la contremarche (hauteur) doit respecter la formule :

2 × Contremarche + Giron = 600 à 650 mm

Exemple : Pour une contremarche de 150 mm :

2 × 150 + Giron = 620

Giron = 620 – 300 = 320 mm

Valeurs confortables :

Contremarche : 140 – 180 mm

Giron : 280 – 350 mm

Construction d'un escalier en blocs ou en dalles

108.Excavation de la zone, compactage du sol.

109.Semelle de béton sous la première marche (fondation).

110.Pose des blocs ou des dalles de marche, en commençant par le bas.

111.Nivellement de chaque marche (pente de 1 % vers l'avant pour l'évacuation).

112.Remplissage des blocs creux avec du granulat ou du béton.

113.Finition : dalles de dessus collées au mortier.

Largeur minimale : 1,0 m pour un escalier paysager résidentiel, 1,2 m pour un escalier public.

Les calculs de quantités

Calcul du volume de béton

Volume (m³) = Longueur (m) × Largeur (m) × Épaisseur (m)

Exemple : Une semelle de 8 m de long, 0,5 m de large et 0,2 m d'épaisseur :

V = 8 × 0,5 × 0,2 = 0,8 m³

Ajouter 10 % de gaspillage : 0,8 × 1,1 = 0,88 m³.

Calcul du nombre de pavés

Nombre de pavés = Surface totale (m²) ÷ Surface d'un pavé (m²)

Exemple : Pour une terrasse de 24 m² avec des pavés de 200 × 100 mm (0,02 m²) :

Nombre = 24 ÷ 0,02 = 1 200 pavés

Ajouter 5 à 10 % de bris et coupes : 1 200 × 1,08 = 1 296 pavés.

Calcul du volume de granulat

Volume (m³) = Surface (m²) × Épaisseur (m)

Exemple : Pour une allée de 40 m² avec 200 mm de pierre concassée :

V = 40 × 0,2 = 8 m³

Ajouter 15 % pour le compactage (le matériau se tasse) : 8 × 1,15 = 9,2 m³.

Les normes et codes applicables

Le Code canadien de l'électricité, Chapitre V

Ce code s'applique aux installations électriques extérieures : éclairage paysager, bornes de recharge, pompes de fontaine. Les règles clés à connaître :

Règle 8-200 : Calcul de la demande électrique pour les installations résidentielles.

Règle 12-012 : Enfouissement des conducteurs — profondeur minimale de 600 mm pour les circuits d'éclairage extérieur sous une allée, 450 mm sous une pelouse.

Règle 36-100 : Dégagements des conducteurs au-dessus du sol.

Profondeurs d'enfouissement (règle 12-012) :

Emplacement	Profondeur minimale
Sous une allée ou un stationnement	600 mm
Sous une pelouse ou un jardin	450 mm
Sous une fondation	600 mm

CSA B149.1 — Code canadien sur le gaz naturel et le propane

Ce code s'applique aux installations de gaz pour les foyers extérieurs, barbecues fixes et lampadaires au gaz. Points clés :

Article 4.2.1 : Les canalisations doivent être en matériaux approuvés (acier, cuivre, polyéthylène pour l'enfouissement).

Article 6.3.1 : Profondeur d'enfouissement minimale de 400 mm pour les canalisations de gaz.

Article 6.4.1 : Dégagement des évents et terminaisons — minimum 300 mm d'une fenêtre ou porte ouvrable.

Autres normes pertinentes

CSA A23.1 : Béton — constituants et exécution des travaux.

CSA A23.2 : Méthodes d'essai du béton.

CSA S304 : Calcul des maçonneries (pour les murs porteurs).

CSA Z614 : Jeux et équipements de jeux (pour les aires de jeux adjacentes).

Les techniques de compactage

Le compactage du sol et des granulats

Le compactage augmente la densité du matériau en réduisant les vides. On utilise :

Plaque vibrante : pour les surfaces planes (sable, gravier, pavés).

Pilonneuse : pour les zones confinées et les tranchées.

Rouleau compacteur : pour les grandes surfaces.

Test de compactage : le Proctor modifié détermine la densité maximale d'un sol. Pour les ouvrages paysagers, on exige généralement 95 % du Proctor modifié pour les fondations.

Nombre de passes : typiquement 4 à 6 passes de plaque vibrante pour une couche de 150 mm de granulat.

Erreurs courantes de compactage

Compacter une couche trop épaisse (> 150 mm) : le fond ne se compacte pas.

Compacter un matériau trop humide ou trop sec : la densité maximale n'est pas atteinte.

Omettre de compacter le sol naturel avant la pose du granulat.

Compacter les pavés avant le remplissage des joints : les pavés se déplacent.

Les joints et leur entretien

Types de joints pour pavés

Type	Matériau	Usage	Durée de vie
Sable de jointoiement	Sable fin (0–2 mm)	Allées piétonnes	1 – 2 ans
Sable polymère	Sable + polymères	Allées et terrasses	5 – 10 ans
Mortier	Ciment + sable	Dalles sur mortier	20 ans +

Le sable polymère durcit lorsqu'il est humidifié, créant un joint rigide qui résiste au lessivage et aux mauvaises herbes. Il doit être appliqué par temps sec et activé par une fine brumisation d'eau.

Attention : le sable polymère ne doit pas être utilisé pour des joints de plus de 10 mm de large, car il ne polymérise pas correctement.

Les considérations de sécurité

Sécurité sur le chantier

Équipement de protection individuelle (EPI) : casque, gants, lunettes, chaussures à embout d'acier, protection auditive.

Levage manuel : utiliser les jambes, ne pas soulever plus de 23 kg sans aide mécanique.

Tranchées : toute tranchée de plus de 1,2 m de profondeur doit être étayée ou avoir des talus.

Béton : le béton frais est caustique — porter des gants imperméables et se laver immédiatement en cas de contact.

Sécurité des structures

Ne jamais construire un mur de soutènement de plus de 1,2 m sans calculs d'ingénieur.

Vérifier la stabilité des murs avant de retirer les étais.

Signaler les zones de travail près des lignes électriques aériennes (distance minimale de 3 m pour les lignes de moins de 750 V).

Pièges à éviter

178.Oublier la pente d'évacuation : une surface parfaitement plane retient l'eau, provoque le gel et la dégradation des pavés. Toujours prévoir 1,5 à 2 % de pente.

179.Compacter une couche trop épaisse : chaque couche de granulat ne doit pas dépasser 150 mm avant compactage.

180.Négliger le géotextile : sans lui, les fines du sol remontent dans le granulat, réduisant la portance et provoquant des tassements.

181.Utiliser du sable de construction pour le jointoiement : le sable grossier ne pénètre pas bien dans les joints et se lessive rapidement.

182.Poser des pavés sur un sol gelé : le dégel provoquera un tassement inégal.

183.Ignorer la profondeur de gel pour les semelles : une semelle trop peu profonde sera soulevée par le gel.

184.Ne pas incliner les blocs de muret vers l'arrière : les murs en blocs doivent avoir un recul d'environ 10 à 15 mm par rangée (inclinaison de 5 à 10°).

185.Oublier les exutoires dans les murs de soutènement en béton : l'eau s'accumule et la pression hydrostatique rompt le mur.

186.Calculer les quantités sans ajouter le gaspillage : toujours ajouter 5 à 10 % pour les pavés, 10 % pour le béton, 15 % pour le granulat.

187.Confondre capacité portante et résistance du béton : ce sont deux notions distinctes — la capacité portante concerne le sol, la résistance concerne le béton.

Résumé

La capacité portante du sol détermine les dimensions des fondations ; les sols argileux et organiques sont les moins porteurs.

Le gel est la principale cause de défaillance : excaver sous la ligne de gel pour les structures portantes, utiliser des matériaux non gélifs et assurer le drainage.

Les fondations se composent de sol compacté, de géotextile, de pierre concassée compactée en couches de 150 mm, et d'un lit de pose.

Les murs de soutènement de plus de 1,2 m nécessitent un renforcement par géogrille ou des calculs d'ingénieur ; le drainage est obligatoire.

Les escaliers doivent respecter la formule 2 × contremarche + giron = 600 à 650 mm.

Les pentes d'évacuation sont de 1,5 à 2 % pour les surfaces pavées.

Les normes clés sont le Code canadien de l'électricité (Chapitre V, règle 12-012 pour l'enfouissement) et la CSA B149.1 pour le gaz.

Les calculs de quantités doivent inclure les pourcentages de gaspillage : 5–10 % pavés, 10 % béton, 15 % granulat.

Le compactage doit atteindre 95 % du Proctor modifié, en couches de 150 mm maximum.

La sécurité exige des EPI, le respect des profondeurs de tranchée et la prudence près des lignes électriques.

Préparation à l'examen : révisez les tableaux d'épaisseurs et de capacités portantes, mémorisez les formules de calcul (poussée des terres, dimension des marches, volume), et entraînez-vous à résoudre des problèmes de quantitatif en conditions de temps limité. Les questions d'examen portent souvent sur l'identification des erreurs de procédure et le calcul rapide de matériaux.

Construction et installation des éléments durs (maçonnerie paysagère)