Le soulèvement des piscines creusées est un phénomène récurrent au Québec, particulièrement en lien avec les activités requises de fermeture pour la période hivernale et des cycles de dégel. Ce mouvement vertical résulte généralement d’une rupture de l’équilibre des forces entre la masse de l’ouvrage et les pressions exercées par le milieu environnant. 

Dans ce contexte, voici un résumé des mécanismes physiques et des conditions hydrogéotechniques généralement en cause lors des soulèvements de piscine, de même que les paramètres d’installation et d’entretien qui influencent la réponse structurelle des piscines qui sont à considérer dans le cadre d’une expertise légale. 

1. Dynamique des fluides et principe d’Archimède 

Le soulèvement d’une piscine n’est pas un mouvement aléatoire, mais une réponse physique directe à une rupture de l’équilibre statique. 

La poussée d’Archimède appliquée au sol 

Toute structure enfouie déplace un volume de sol. Lorsque ce sol devient saturé, l’eau souterraine exerce une pression ascendante sur toutes les surfaces immergées. C’est la poussée d’Archimède, soit le même phénomène qui permet la flottaison d’un bateau sur l’eau. En ingénierie, nous calculons la stabilité d’une piscine en comparant son poids total (structure et volume d’eau à l’intérieur) à la force exercée par l’eau du sol (en fonction du volume d’eau souterraine « occupé » par la piscine). 

Le seuil de flottabilité 

Une piscine agit donc comme une coque de bateau. Tant que le poids de la piscine (le lest) est supérieur à la pression exercée par l’eau sur celle-ci, l’ouvrage demeure stable dans le sol. Toutefois, si le sol devient saturé et que le niveau d’eau à l’intérieur de la piscine est trop bas, la force ascendante (uplift) devient dominante, provoquant une remontée verticale, souvent brutale de la piscine. 

2. Influence du contexte géotechnique québécois 

La géologie de la vallée du Saint-Laurent impose des contraintes potentiellement sévères aux structures enterrées. 

La problématique des sols argileux 

Une grande partie du territoire québécois repose sur des sols argileux en surface. Ces sols se caractérisent par une très faible capacité d’absorption (infiltration). Contrairement aux sols sableux ou graveleux, qui laissent l’eau s’écouler librement, l’argile retient l’humidité ou l’eau dans le sol et favorise les pressions hydrostatiques sur les ouvrages construits dans ces sols, comme les piscines creusées. 

Les effets du gel et du dégel 

Lors du gel, durant la saison hivernale, l’eau retenue dans les sols argileux autour de la piscine est susceptible de geler et d’occasionner des mouvements de poussées latérales et/ou verticales sur la piscine. Lors du dégel printanier, qui ne se produit pas nécessairement de manière uniforme, la couche superficielle du sol dégèle en premier, se gorgeant d’eau de fonte, tandis que les couches plus profondes demeurent gelées et imperméables. Cette situation favorise donc un « effet de cuvette » où l’eau de fonte reste emprisonnée autour de la piscine et peut augmenter la pression hydrostatique locale sur celle-ci. 

3. Paramètres de conception et d’installation des piscines 

La pérennité d’une piscine repose en grande partie sur la gestion de l’eau souterraine autour de celle-ci.  

Les systèmes de drainage périphérique 

Lors de la construction de la piscine, le drainage périphérique est essentiel et doit être installé à la base du radier (fond de piscine) et relié à un exutoire fonctionnel (pour un drainage permanent), ou à un puits d’assèchement (pour des besoins ponctuels de drainage), selon la profondeur de la nappe d’eau souterraine à gérer. Un drain écrasé, colmaté par des particules fines ou installé à une élévation trop élevée, perd sa fonction de décompression, laissant la pression s’accumuler sous la structure. 

La nature du remblai 

Le choix du matériau de remblai est aussi déterminant. L’utilisation de pierres nettes (pierres concassées de ¾ pouce) permet de créer une zone de haute perméabilité autour de la piscine. Un remblai de sable peut aussi permettre d’atteindre le même objectif afin que l’eau puisse migrer rapidement vers le système de drainage plutôt que de rester stagnante contre les parois de la piscine. À l’inverse, l’utilisation de terre d’excavation (souvent argileuse) favorise la saturation et la rétention de l’eau. 

4. Activités d’entretien et d’hivernation de la piscine 

Dans l’analyse des causes d’un sinistre, l’état opérationnel du site au moment de l’événement est un paramètre technique majeur. 

La gestion du niveau d’eau dans la piscine (le lest) 

L’eau contenue dans la piscine est le facteur de stabilité le plus simple et important. Réduire le niveau d’eau pour l’hivernage ou pour un nettoyage saisonnier réduit la masse de l’ouvrage. Si cette action coïncide avec un épisode de pluie intense ou de fonte des neiges, le coefficient de sécurité peut chuter sous l’unité, entraînant le soulèvement de la piscine si le drainage n’est pas adéquatement configuré ou utilisé. Lors de l’hivernage de la piscine, la procédure implique d’abaisser le niveau de l’eau à une certaine hauteur par rapport au bord de la piscine ou aux buses de renvoi de l’eau du système de filtration et d’assainissement. Cet abaissement du niveau considère que le drainage est adéquat autour de la piscine pour éviter que la poussée de l’eau souterraine ne surpasse la masse de la piscine et de son contenu. Le respect de la procédure d’hivernage, qui est généralement fournie par le piscinier, demeure donc primordial. 

Le puits d’assèchement : Une soupape de sécurité 

Le puits d’assèchement est un composant critique du drainage, qui permet de surveiller le niveau d’eau dans le sol autour de la piscine et, surtout, de l’abaisser mécaniquement par une pompe submersible, selon le besoin, particulièrement lors de la fonte des neiges au printemps ou lors de périodes de pluies intenses ou prolongées en été, ou encore lors de divers travaux d’entretien nécessitant d’abaisser le niveau d’eau ou de vider la piscine. 

5. Investigation sur la cause 

Lors de mouvements ou de déformations de piscines creusées, l’ingénieur sera à la recherche d’indices matériels spécifiques pour valider l’ampleur et l’origine du mouvement, notamment les signes de déplacements verticaux différentiels, de déformation des parois et du fond de la piscine, de tensions anormales dans la toile ou de désalignement des équipements de la piscine. L’établissement de la cause du problème repose aussi sur une corrélation temporelle entre les conditions environnementales et l’apparition des dommages, comme les dates d’hivernation ou autres activités d’entretien, de constatation des dommages ou d’épisodes météorologiques particuliers. Enfin, l’examen de la piscine et de ses équipements peut aussi permettre de reconstituer la séquence du sinistre et de distinguer un événement accidentel imprévisible d’une problématique de drainage chronique. 

Conclusion : L’équilibre entre forces naturelles et conception 

Le soulèvement d’une piscine creusée résulte de l’interaction entre des forces hydrauliques puissantes et les caractéristiques structurelles de la piscine. Si le climat québécois impose des contraintes environnementales sévères, le bon comportement à long terme de la piscine dépend de trois piliers : une conception favorisant le drainage, une installation rigoureuse et un entretien adéquat.