Etude et conception structurale moderne et durable d’un centre polyvalent en Haïti

Par Christelle PROPHETE
Juillet 2023

Liste des symboles et abréviations
𝐺 : Charge permanente
𝑄 : Charge d’exploitation
𝐸 : Action accidentelle
𝜎𝑏𝑐 : Contrainte du béton
𝜎𝑠𝑡 : Contrainte d’acier
𝑓 𝑐28 : Résistance caractéristique à la compression du béton à 28 jours d’âge
𝑓 𝑡28 : Résistance caractéristique à la traction du béton à 28 jours d’âge
𝐴𝑠𝑡 : Section d’armature tendue
𝐴𝑟 : Armature de répartition
𝛾𝑏 : Coefficient de sécurité de béton
𝛾𝑠 : Coefficient de sécurité d’acier
𝜂 : Facteur de correction d’amortissement
𝐼𝑥 𝐼𝑦 : Moment d’inertie
𝜇 : Moment ultime réduit
𝛼 : Position relative de la fibre neutre
𝑍 : Bras de levier
𝛽 : Coefficient du bras de levier
𝑀 : Moment fléchissant
𝑇 : Effort tranchant, période
𝑁 : Effort normal
𝑉 : Force sismique total
𝑆𝑡 : Espacement
𝜆 : Elancement
𝑒 : Epaisseur
𝑓 : Flèche
𝐿 : Longueur ou portée
𝑀T : Moment en travée
𝑀A : Moment en appui
𝑓𝑒 : Limite d’élasticité de l’acier
𝐸𝑖𝑗 : Module d’élasticité instantané
𝐸𝑣𝑗 : Module d’élasticité différé
𝐸𝑠 : Module d’élasticité de l’acier
𝐻 : Hauteur
𝐻𝐴 : Haute Adhérence
𝑑 : Hauteur utile
𝑒 : Excentricité ou espacement
𝑔 : Giron de la marche
𝜆 : Élancement mécanique d’un élément comprimé, coefficient sans dimension
𝜏 : Contrainte tangentielle ou de cisaillement
B.A. : Béton Armé
BAEL : Béton Armé aux État Limites BTP : Bâtiment Travaux Public
CNBH : Code National du Bâtiment Haïtien ELS : État limite de service
ELU : État limite ultime
MTPTC : Ministère des Travaux Publics Transports et Communication AFNOR : Association Française de NORmalisation

Titre du texte
Le projet de construction du Centre Polyvalent de l’Eglise Saint François de Sales est lancé et l’Université G.O.C. doit soumettre un dossier complet comprenant, entre autres, l’étude architecturale et structurale de l’édifice. Les plans architecturaux ayant été produits par les finissants en architecture, lesquels participeront aussi à la phase de finalisation du macro document, il convient maintenant de réaliser l’étude structurale, ce qui constitue le projet final de la promotion sortante en Génie Civil de l’UGOC pour l’année en cours, le meilleur projet devant finalement être acheminé à qui de droit pour suite nécessaire, notamment l’intégration du groupe concerné dans l’exécution de l’ouvrage projeté. L’immeuble, de forme plus ou moins rectangulaire, comportera 5 niveaux dont un sous-sol qui abrite une salle de spectacle, 2 escaliers intérieurs, une mezzanine qui franchit les 3 étages, etc. (voir les plans architecturaux pour le reste). Du point de vue structural, certains éléments seront en béton armé (semelles de fondation, colonnes, murs porteurs, …), d’autres métalliques (poutrelles, poutres, …) et d’autres encore mixtes(dallessur deck), ce qui conduit à des planchers mixtes (réf. Eurocode 4) pour ce bâtiment, la dalle de plancher du rez-dechaussée devant définitivement être une dalle transfert.

Dans le but de contribuer à la construction d’un centre polyvalent incluant un bâtiment de cinq (5) niveaux avec une structure mixte (certains éléments sont en béton armé et d’autres métalliques). En tant qu’ingénieur mon travail sera d’aider à l’élaboration des plans structuraux et des calculs en respectant les normes en vigueur pour protéger les biens et vies des citoyens.
Un centre polyvalent est par définition un centre social et culturel ouvert à tous, on peut y trouver des activités et des services dans les domaines les plus variés : culture, insertion, loisirs, logement, garde d’enfants etc… Ce projet a pour objectif d’une part de mettre en évidence et d’appliquer un ensemble de calcul et de recherches pour lesquels l’ouvrage doit résister aux charges d’exploitations et aux autres actions extérieures. D’autres part, d’éviter les défaillances liées aux caractères récurrents des accidents, soit d’ordre technique ou causées par des phénomènes naturels (séismes, vent, etc.) et ainsi contribuer à assurer la protection efficace et la sécurité des usagers du bâtiment.
Dans un tel centre ma mission consiste à faire l’étude de l’ensemble de ses ouvrages intégrants en assurant la stabilité et la durabilité des structures du bâtiment, à trouver de nouvelles approches à la modélisation d’espace protégée créée pour la mise en valeur et la sauvegarde des patrimoines naturels et culturels reconnus comme exceptionnels tout en respectant les règles de l’art du génie civil. Un projet de construction nécessite, en plus des capacités techniques, un effort important de planification, afin de respecter les délais et l’enveloppe financière fixés avec le maître d’ouvrage et le maître d’œuvre, de faire cohabiter les différents corps d’État et être approvisionnés au bon moment. En ce sens, le processus de construction d’un centre polyvalent peut prendre un certain nombre d’année. Plusieurs étapes sont nécessaires afin de s’assurer que le projet soit acceptable tant sur le plan de la préservation de la biodiversité que sur les points de vue social et économique.
Ainsi, la présence d’un ingénieur dans le processus d’aménagement d’un tel projet est inévitable, il intervient sur l’ensemble des opérations concernant la construction ou la rénovation du milieu, depuis l’étude jusqu’à l’exploitation. Il élabore les études préalables aux différents éléments de constructions, analyse les divers paramètres, tant en matière de faisabilité de projet, que de contraintes environnementales ou économiques, et détermine un projet budgété répondant au cahier des charges. L’ensemble des travaux à réaliser dans le cadre de l’étude de ce projet sont: examiner les plans architecturaux, consulter les documents de construction en vue de sélectionner les informations et les données nécessaires devant orienter l’étude et collecter des ouvrages en vue d’établir une banque de données et d’informations techniques adéquates pour mieux approfondir le sujet, et procéder aux calculs des éléments constituants de l’ouvrage par les règlements et les méthodes connues. Il s’occupe également des démarches, du suivi et veille au respect du budget et des délais. Il intervient de plus sur la mise en place des études techniques et consultations permettant l’élaboration d’un plan stratégique afin de mener à bien la gestion du centre.

Par conséquent, le travail consiste à répondre efficacement aux structures imposées par l’actualisation des techniques nouvelles et relatives aux normes, aux règles, et aux lois de la construction civile et autant que possible, prévenir les pertes liées aux désordres naturelles, que ce soit d’ordre sismique ou cyclonique. Par suite, je dois emmagasiner un ensemble de données précises afin de collecter les données nécessaires et précises afin de réaliser un travail qui doit répondre aux exigences de l’art tout en ayant à l’esprit la technique moderne et innovatrice comme ligne directrice.

Chapitre I

Il s’agit de faire l’étude structurale des ouvrages intégrants du centre polyvalent de l’église Saint François de Sales, afin de les dimensionner en béton armé. On doit assurer la stabilité du bâtiment vis-à-vis des charges qui lui seront appliquées tout en respectant les règles de constructions parasismiques1 et les normes de construction du CNBH, l’Eurocode et du BAEL de sont respectées et appliquées afin d’assurer la sécurité et la dureté de l’ouvrage.
Le projet est situé à Delmas 33, à l’angle des rues Monitor et Hérard, Delmas est une commune d’Haïti qui se situe dans le département de l’Ouest, arrondissement de Port-au-Prince, avec une altitude moyenne de 194 m. Avant 1983, Delmas était un quartier qui relevait de la commune de Port-au-Prince. Elle est élevée au rang de commune par le décret du 15 décembre 1982, son relief dominant est la plaine et son climat est normal.

Les habitants portent le nom de Delmassiens. Une loi a été récemment adoptée en vue de diviser l’agglomération de Delmas en trois communes distinctes (Tabarre, Cité-Soleil et Delmas). Elle est peuplée de 395 260 habitants selon le dernier recensement fait en 2015 par l’IHSI. Delmas, ville urbanisée, est désormais intégrée dans la capitale d’Haïti, Port-au-Prince, elle compte de nombreux centres culturels, une salle de cinéma et des bibliothèques privées.

Les avantages de ce projet résident de sa grande nature et son impact puisqu’il contribue au développement de la commune en termes de superstructure et de patrimoine, ce qui participe dans le processus de d’aménagement et d’urbanisation de la zone. La mise en œuvre de celui-ci sera très complexe et relève de nombreuses difficultés, compte tenu du fait qu’il sera difficile de trouver les données nécessaires et fiables pour entamer les études, voire de le concrétiser. ^[1]1 Lafond, A. (2021, 08 Octobre). Les règles parasismiques à appliquer pour un bâtiment immunisé contre les séismes, ^[2]Eurocode 8. Consulté le 8 mai 2023, disponible à l’adresse : https://www.anco.pro/blog/decret-eurocode-8/.

La recherche consiste une chasse aux informations afin de les collecter qualitativement et quantitativement via études préalablement établies et de nombreuses documentations. Ces dernières seront utilisées comme source d’orientation qui me permettront de bien appréhender les thématiques et de répondre à toutes les attentes du projet. Donc on est amené à structurer une démarche qui repose en partie sur les procédés de constructions et des hypothèses de calculs2.
Tout d’abord nous allons établir et étudier les plans de structure des bâtiments pour ensuite pré dimensionner et évaluer les charges afin de trouver les sollicitations pour enfin dimensionner les éléments. Ces informations seront insérées dans le cahier des charges en conformité aux règles de l’art, comme Elodie Cloâtre (2009) l’a montré, les règles de l’art constituent l’ensemble des pratiques professionnelles d’un corps de métier à respecter pour que les ouvrages soient correctement réalisés, le “savoir-faire habituel” que le maître d’ouvrage peut attendre des “hommes de l’art”3. ^[3]2 Charon, P. (1983). Calcul des ouvrages en béton armé suivant les règles B.A.E.L. 80, 465p. ^[4]3 Cloâtre, E. (2009. 09 octobre). Droit de la construction : les règles de l’art en cinq questions. Le Moniteur. Consulté le 8 mai 2023, disponible à l’adresse … Continue reading.

L’argumentation

Le manuel de BAEL 83 de Pierre Charon fait partie des ouvrages essentiels et importants du génie civil, c’est un document qui nous guide et instruit sur les différents artifices de calculs. A travers les différents chapitres l’auteur a su énoncer et démontrer divers théorèmes que l’ingénieur aura à utiliser pour respecter les états limites ultimes et de service de son ouvrage.

Le livre est décomposé en 4 parties subdivisé en plusieurs chapitres à travers lesquels l’auteur étale les différents procédés et méthodes de calcul du béton armé.

Pour débuter l’auteur a fait appel aux notions de résistances des matériaux4, car selon lui la connaissance des principes essentiels de la Résistance des Matériaux étant nécessaire à l’étude du béton armé. Selon moi, ce qui est une excellente idée car à travers ces rappels, le lecteur pourra voir plus clair dans certains calculs dans les chapitres à venir. D’autre part l’auteur cherche à montrer l‘importance des bases de la RDM et aussi des méthodes de calcul des structures pour un ingénieur.

Ensuite au chapitre II, il poursuit avec la présentation du béton armé et ses constituants, qui est un matériau composé dans des conditions bien spécifiques d’un mélange de béton et d’acier. Le béton à lui seul étant un matériau pouvant très bien résisté à la compression et l’acier qui est un matériau ductile il résiste aussi à la compression et très bien à la traction qui n’est pas le cas du béton, ce qui dès lors va donner naissance à ce matériau composé qu’est le béton armé. Ainsi grâce à ce matériau au divers avantages qu’il représente dans le monde de la construction il est sans nul doute l’un des premiers auxquels on pense lorsqu’on veut réaliser des ouvrages qui peuvent résister à travers le temps et aussi la sécurité et le confort.

Ensuite nous avons les différentes nuances d’acier et leur propriété. Ils existent plusieurs types d’acier à utiliser dans le béton armé, tous ces aciers représentent des caractéristiques ^[5]4 Jean, P. (2017). Traité de Béton Armé selon l’Eurocode 2 (3e éd.). Editions le Moniteur. p57 différents, ces aciers peuvent être : ronds lisses, armatures à hautes adhérence, les fils à hautes adhérence, les treillis soudés. On a été amené à définir pour les armatures le diamètre nominal, la section nominale et le périmètre nominal. Les différentes propriétés et caractéristiques de ce matériau font de lui un élément essentiel dans la construction.

Pour le béton qui est un mélange de ciment, des granulats (sables, pierrailles) et de l’eau il est caractérisé par sa résistance à la compression5. Le béton qui est destiné au béton armé se différencie du béton ordinaire par son dosage et par la grosseur des granulats employés. Le dosage qui est le poids, exprimé en kilogrammes du ciment utilisé par mètre cube de béton mis en œuvre est, pour le béton armé généralement compris entre 300 et 400 kg. Pour ce qui concerne les granulats utilisés en béton armé, leur dimension ne dépasse pas, en général 25 à 30mm.

Les ciments sont répartis en quatre classes suivant la valeur de leur résistance à la compression à 28 jours : 35, 45, 55 et HP. (Haute Performance). En outre des sous-classes sont généralement prévues selon la valeur de la résistance à la compression a 2 jours ; ces sous-classes sont désignés par R (prise rapide).

Ensuite les indications générales sur les règles du béton armé, dans ce chapitre les règles du BAEL prévoient que les calculs de béton armé seront conduits en application de la théorie des états limites.
On appelle états limites un état particulier au-delà duquel une structure cesse de remplir les fonctions pour lesquelles elle a été conçue. Un état limite est donc atteint lorsqu’une condition requise d’une construction (stabilité, absence de rupture…) est strictement satisfaite et cesserait de l’être en cas de modification, dans le sens défavorable, d’une des sections agissant sur elle. Ce qui précède s’applique également à chacun des éléments essentiels de la structure.

Parmi ses états limites on distingue :
– Les états limites ultimes et les états limites de service.
Les états limites ultimes correspondent à la valeur maximale de la capacité portante de la construction et dont le dépassement entraînerait la ruine de l’ouvrage. Ces états limites sont relatifs à la limite :
– Soit de l’équilibre statique de l’ouvrage
– Soit de la résistance de l’un des matériaux utilisés ^[6]5 Charon, P. (1983). Calcul des ouvrages en béton armé suivant les règles B.A.E.L. 80, 465p
– Soit de la stabilité de forme de l’un ou de plusieurs éléments de la construction
Les états limites de service, qui constituent les limites au-delà desquelles les conditions normales d’exploitation de la construction ne sont plus satisfaites. On est ainsi amené à considérer :
– Une limite pour la valeur de la compression du béton.
– Une limite pour l’ouverture des fissures
– Une limite pour les déformations des éléments d’une structure

L’auteur enchaîne avec les notions de sollicitations et des actions. On appelle actions, les forces et les couples dus aux charges appliquées et les déformations imposées à une construction, les actions proviennent donc des charges permanentes, des charges d’exploitations, des charges climatiques et des déformations imposées à la construction.
Dans le chapitre sur les actions et les sollicitations je soutiens l’auteur quand il caractérise les sollicitations comme ‘’les éléments de réduction6 des forces extérieures et des couples appliqués aux éléments de structure’’ : car ces dernières sont le résultat des diverses actions que le bâtiment doit subir. Ces notions nous permettent de mieux appréhender les déformations auxquelles les ouvrages sont confrontés et nous aident à limiter les différents dégâts.

On distingue les actions permanentes, les actions variables et les actions accidentelles.
Après avoir présenté les différents types d’actions, l’auteur parle des combinaisons d’actions. Pour déterminer les sollicitations (moments de flexion, moments de torsion, effort normal, effort tranchant) auxquelles une construction est soumise, on utilise les combinaisons d’actions définies ci-après, avec les notations suivantes :
Gmax : ensemble des actions permanentes dont l’effet est défavorable pour la justification d’un élément.
Gmin : ensemble des actions permanentes dont l’effet est favorable. Q1 et Q2 sont des actions variables dites de base
Puis le calcul des sollicitations

Il poursuit avec le calcul des sollicitations qui va permettre de déterminer les différentes sollicitations à laquelle une pièce peut être soumise. ^[7]6 Legrand, P. & Tchouani, J. (2009). Cours de béton armé-suivant les règles BAEL91 et modification. Academia. p20.

Pour le deuxième chapitre il introduit les notions d’hypothèse de calcul, ce sont là les bases mêmes du béton armé, ces hypothèses permettront de connaître les fonctions du béton armé et d’identifier son fonctionnement.
1) Toute section plane avant déformation, reste plane après déformation
2) Il n’y a pas de glissement relatif entre le béton et l’acier
3) La résistance du béton tendu est négligeable
4) La section totale d’un groupe d’acier, tendue ou comprimée et disposée en plusieurs lits, peut-être remplacée par la section d’une barre unique située au centre de gravité du groupe si l’erreur commise sur les déformations ne dépasse pas 15%.
5) On utilise généralement le diagramme rectangulaire lorsque la section n’est pas entièrement comprimée et le diagramme parabole-rectangle lorsque la section est entièrement comprimée.
6) L’allongement unitaire de l’acier est limité à 10‰ dans tous les cas ; le raccourcissement unitaire du béton est limité à 3,5‰ dans les cas de flexion simple ou composée et a 2‰ dans le cas de compression simple.

La troisième partie traite principalement des états limites de service dans laquelle on étudie une partie importante pour tout ouvrage en béton armé qui est l’état limite d’ouverture des fissures. L’ouverture des fissures qui peuvent se présenter dans la pièce doivent être limitées, car si cette ouverture devient trop importante elles pourraient entraîner la corrosion des armatures ce qui serait désagréable. Il faut savoir qu’une structure peut se déformer et il est nécessaire d’étudier ces déformations afin de s’assurer que cette déformation ne sera pas trop importante pour éviter d’entraîner des désordres dans les éléments supportés ou pour pouvoir donner une contre-flèche à la construction. Lorsque l’auteur dit : « Calculer les déformations se rapporte en pratique à calculer les flèches », je supporte son point de vue car ces déformations entraîne la destruction des diverses pièces structuraux s’ils sont pas bien calculées et peuvent causer de grandes pertes en bien et en vie. La détermination des flèches est très importante dans le cas des réalisations des grands ouvrages. Ces calculs sont généralement effectués à l’aide d’un ordinateur car ils sont très longs. Au début de la dernière partie de l’ouvrage il nous a été présenté l’étude des planchers. On distingue :

Les planchers à poutres apparentes ou planchers nervurés, Les planchers à poutrelles préfabriquées, les planchers champignons.

Elles ne contiennent aucune poutre et sont constituées par une dalle d’épaisseur constante et très importante. Elle repose sur des piliers dont la tête est élargie en forme de chapeaux ou de chapiteaux ou de champignons. Quand on n’a pas de chapiteaux, on a alors une dalle plancher. Les dalles sont des éléments rectangulaires, de dimensions lx et ly, appuyées sur leurs quatre côtés. Concernant les ossatures de bâtiments, ils se présentent sous plusieurs formes très variées. Pour les charges horizontales qui sont généralement dues aux vents, les sollicitations s’exercent sur les poteaux et les poutres qui surent le contreventement des bâtiments. Pour les bâtiments comportant un grand nombre d’étages, la solution consistant à réaliser le contreventement au moyen de portique est généralement onéreuse. Lors de la réalisation d’un ouvrage en béton armé, l’étude des fondations est une des étapes les plus importantes. Pour la réaliser il est important de connaître la contrainte de rupture du sol, la contrainte correspondant aux tassements maximal acceptable, la contraint maximale autorisée par les règles parasismiques7, si ces dernières sont applicables à la construction étudiée. Les semelles des fondations peuvent être reposées sur des pieux ou posées sur le sol. Lorsque la semelle repose sur le sol, le diagramme des contraintes du sol a la forme d’un trapèze ou d’un triangle puisque aucune traction du sol n’est admise. Pour les semelles reposant sur le sol on suppose que :
• Le pilier est entièrement comprimé à sa base.
• La semelle est entièrement comprimée.

Dans les notions sur la traction simple ; je soutiens l’auteur quand il avance que la ruine d’un élément soumis à la traction simple survient lorsque la contrainte des armatures atteint la valeur limite d’élasticité. Ceci explique la condition de non-fragilité des matériaux car l’acier subit un processus d’allongement constant qui prend fin à la rupture lorsque ce dernier prend une valeur maximale et en même temps celui-ci entraînera la rupture du béton. J’appuie en même temps la ^[8]7 Victor, D. (2016). La Conception- construction parasismique.AFNOR /eyrolles.971p. réflexion qui porte sur le fait que l’effort de traction doit être équilibré par les armatures longitudinales car ces dernières limiteront toute forme de fissuration.

Les murs de soutènement sont utilisés lorsqu’il existe une différence de niveau entre deux points a et b d’un terrain, la ligne ab de raccordement n’est généralement pas verticale. Les forces qui agissent sur les murs de soutènement sont: le poids propre du mur et la poussée des terres Q. Dans le cas des réservoirs, cet ouvrage nous offre des méthodes pour calculer des réservoirs à la fois enterrés, posés sur sol et surélevés. On retrouve dans ce livre les types d’ouvrages les plus importants en béton armé et les méthodes de calcul contenant des hypothèses, des théories et des applications et même l’étude sur des ponts a poutres droites. C’est inévitablement l’un des ouvrages les plus utiles pour les ingénieurs et étudiants en génie civil. Ces règles et hypothèses doivent être appliquées sans être négligées afin de bien réaliser les constructions que l’on aura à effectuer.

Manager un projet

La gestion de projet, originaire de la renaissance italienne, se définit comme une suite d’actions conduisant à planifier, organiser, suivre et maîtriser tous les aspects d’un projet, de façon à atteindre les objectifs en respectant les coûts, les délais et les spécifications demandées. Elle vise à structurer, assurer et optimiser le bon déroulement du projet, avec pour objectif la coordination des acteurs et des tâches dans un souci d’efficacité et de rentabilité. L’ensemble des actions est désigné comme “œuvre” d’où la notion de maître d’œuvre désignant le réalisateur du projet et le résultat de cet ensemble d’actions est appelé “ouvrage” d’où la notion de maître d’ouvrage définissant le propriétaire du projet. Ce résultat obtenu répond à un besoin défini dans des délais fixes. Alors on définit un projet comme une action temporaire avec un début et une fin, mobilisant des ressources humaines et/ou matérielles durant sa réalisation ayant un but et des objectifs. Un objectif bien défini est “smart”8 c’est-à-dire spécifique, mesurable, acceptable et réalisable dans un temps limité. On distingue divers types de projet parmi lesquels on peut citer la série unitaire, les catégories qui concernent les programmes pour ne citer qu’eux. Certains sont évalués en termes de performance suivant ces trois indicateurs : l’objectif, le coût, et le délai d’où la notion du triangle d’or du projet. Le management de projet est assuré par un contrôleur de projet qui décrit le développement du projet de l’idée de départ jusqu’à son achèvement et englobe deux notions: la direction de projet et la gestion de projet.

Un projet comprend trois grandes phases à savoir la phase préparatoire, la phase de réalisation et la phase de fin projet. La phase préparatoire ou avant-projet permet de définir les principales caractéristiques à prendre en compte pour décider de poursuivre ou non le projet, de prendre conscience du projet, et d’étudier son objet pour s’assurer que sa mise en œuvre est pertinente et qu’il entre dans la stratégie de l’entreprise. L’avant-projet correspond à une étude sommaire de l’ouvrage envisagé selon l’auteur, il est subdivisé en plusieurs études à savoir :l’étude d’opportunité, l’étude de faisabilité et l’étude détaillée. Je suis du même avis car ces différentes études permettent de vérifier et d’identifier les besoins des clients, de rédiger le cahier des charges et de vérifier l’expression des besoins pour en définir exactement les fonctionnalités nécessaires de l’ouvrage. ^[9]Alexandre, F. (2011). Manager un projet. Vocatis.45p

La phase de réalisation qui consiste en la planification et la mise en place de processus de suivi contrôles et bilans, débute par la réception du cahier des charges et prend fin avec la livraison de l’ouvrage. Finalement, la phase d’après-projet qui correspond à la mise en production de l’ouvrage, permet de s’assurer que l’ouvrage est conforme aux attentes des utilisateurs et inclut les revues de fin de projet, les évaluations et les retours d’expérience. Ces trois phases sont également connues sous l’appellation de ” 3C ” : cadrer, conduire, conclure. Et une phase permettant d’élaborer un plan d’action précis dans une démarche de progrès c’est le PCDA. Au cours de la réalisation d’un projet, de nombreuses personnes ou groupes de personnes y participent ce sont les acteurs du projet chacun d’eux occupe une place en fonction du travail qu’ils auront à exécuter et élaborer. En premier lieu, on a le maître d’ouvrage et le maître d’œuvre qui sont les intervenants directs dans le processus de gestion de projet, la réussite d’un projet dépend de la bonne coordination de ces deux entités. Le maître d’ouvrage (MOA) c’est la personne physique ou morale qui veut que le projet soit réalisé et qui a tout son intérêt dans sa mise en œuvre. Quant au maître d’œuvre (MOE), il est la personne physique ou morale chargée par le maître d’ouvrage pour planifier et réaliser le projet.

Le bon fonctionnement d’un projet nécessite la mise en place d’une organisation spécifique, provisoire qui va se superposer à la structure de l’entreprise. Il en existe quatre types à savoir ; la structure avec facilitation, la structure de l’entreprise reste inchangée, elle est mise en place pour des projets de faible enjeu, de plus on a la structure avec coordination, la structure matricielle et la structure commando ou task force celui-ci est très efficace pour des projets de grande envergure aussi qu’en cas de crise.

L’auteur parle de la rédaction du contenu du cahier des charges ; qui est le document contractuel décrivant ce qui est attendu du maître d’œuvre par le maître d’ouvrage, selon lui, il décrit les besoins auxquels le maître d’œuvre doit répondre et c’est un outil de communication indispensable qui garantit au maître d’ouvrage que les livrables soient conformes à ce qui est écrit. A-t-il raison de le décrire de cette façon, mais bien sûr puisque ce dernier contient des informations générales et importantes pour le bon déroulement du projet. Le projet est lié à l’entreprise exécutante de diverses façons, il peut se faire soit par un contrat au forfait soit par un contrat en dépenses contrôlées ou contrat en régie dans le but de bien planifier et réaliser l’œuvre.

Cette planification est l’activité qui consiste à déterminer et classer les tâches du projet, à estimer et à déterminer les charges nécessaires à leur réalisation. Sa La planification comprend plusieurs étapes à savoir la planification des lots de travaux, l’élaboration du cahier des charges, la planification détaillée, l’accord sur les responsabilités et l’analyse du risque. Définir les données précises concernant le déroulement du projet, le repérage des facteurs à risque pour assurer un bon développement du projet, l’utilisation de toutes les ressources du projet et la base d’une direction efficace de projet sont les résultats de toute bonne planification.

La planification est une étape essentielle dans le management de projet, elle suppose de délimiter le périmètre du projet qui est le travail à effectuer pour réaliser le produit et atteindre les objectifs, elle permet le regroupement de sous-projets entre eux. Dans la planification l’établissement d’un calendrier réaliste entre en ligne de compte afin de bien gérer la planification. Marie Fanchini explique que : « il est essentiel de regarder exactement le cadre dans lequel on évolue, d’étudier le périmètre d’action de chacun afin de planifier au mieux son projet dans les délais attendus. » Ensuite, il faut veiller à laisser du lest dans le planning, celui-ci est défini comme l’outil de la planification ou les dates pour réaliser les activités, il peut être réalisé soit par la méthode Pert, un réseau permettant d’enchaîner les tâches. Soi par le diagramme de Gantt9, permettant de déterminer les dates au plus tôt auxquelles peut commencer une opération et au plus tard, date la plus défavorable mais qui ne mettra pas le projet en péril. Un planning trop rigide, trop précis, trop détaillé peut se heurter à une réalité imprévisible qu’il faudra prendre en compte. Car le projet est découpé en tâches élémentaire qui est l’organigramme10 des tâches nécessaires à l’aboutissement du projet. Pour cela on élabore des plans d’actions en vue de déterminer le séquençage ou au contraire le parallélisme entre les tâches d’où la notion de l’ordonnancement des tâches.

La planification budgétaire est loin d’être négligeable, il est nécessaire d’établir un budget prévisionnel dès la phase de faisabilité du projet. Le suivi budgétaire impose de connaître non ^[10]Martins, J. (2023, 8 mai).Tout savoir sur le diagramme de Gantt : définition, avantages et limites.Asana. Consulté le 22 mai 2023. Disponible à l’adresse : … Continue reading. ^[11]Granger, L. (2023,13 janvier). Mise en place d’un organigramme en entreprise. Manager. Consulté le 22 mai 2023. Disponible a l’adresse : https://www.manager-go.com/organisation- … Continue reading seulement l’avancement des tâches mais aussi leur coût réel pour être en mesure de détecter d’éventuelles dérives. Il faut alors procéder à une planification des coûts c’est-à-dire définir les moyens financiers pour couvrir les coûts en matériel, services externes, personnel externe, investissements et autres. La méthode nodulaire, le coût du projet est défini à partir du coût d’un élément de l’ouvrage ajusté par des coefficients multiplicateurs. La méthode semi-analytique, le coût est déterminé à partir d’un découpage en plusieurs ensembles. Enfin la méthode analytique, tous les postes du projet sont chiffrés dans le détail, il est la méthode la plus sûre et efficace. L’ensemble des analyses budgétaires est représenté dans un tableau permettant de savoir si le projet reste en phase avec le budget alloué. Ainsi la démarche d’identification des risques s’inscrit dans une volonté d’anticipation pour réagir le plus tôt possible. Le risque est la possibilité qu’un projet ne s’exécute pas conformément aux prévisions de spécification de coût et de délai. D’autre part, la gestion des risques s’avère ainsi indispensable dans la conduite d’un projet. Donc, il est important d’introduire dans la planification le risque associé à chaque tâche et d’en déduire une durée du projet assortie d’un niveau de probabilité. De ce fait, la gestion des risques se décompose de plusieurs étapes ceci commence en phase de démarrage de projet par une cartographie calendaire de tous les risques et définir les jalons de levée de ces risques. Cette opération peut se faire par une analyse de la documentation existante, par la réunion de travail et de plus. Ensuite, il faut analyser leur cause et conséquence et les caractériser. Enfin, les classer selon leur typologie de cause et par ordre d’importance afin de définir des actions adaptées à chaque risque, de les évaluer, hiérarchiser et les traiter. Parallèlement à cette gestion des risques un dossier d’assurance qualité est indispensable, adopter et respecter une démarche qualité permet une meilleure maîtrise des coûts et de la durée du projet. Pour permettre la bonne gestion du projet ainsi les risques il existe tout un organisme de gestion. Les acteurs sont pleinement impliqués dans la réussite du projet dans le but de rendre efficace le management du projet et d’éviter les risques. Pour cela, le travail en équipe est privilégié, donc il faut organiser son équipe.

L’efficacité de la communication passe par des réunions décisionnelles pour la prise en charge des engagements et doit aboutir à un plan d’action, n’évite pas d’en organiser surtout lorsque le projet implique l’intervention de plusieurs acteurs, experts, des techniciens tout en prenant en compte les besoins de chacun. Ces réunions sont de divers types : réunions de lancement de projet, d’avancement de projet, de points en suspens, de déroulement, de traitement de problème, de revue de projet et de clôture de projet, chacun selon son importance. Il est rare de mener un projet sans qu’il y ait conflit ou désaccord, ils sont un moteur d’évolution permettant de mettre en évidence des problèmes et offrent la possibilité au chef de projet d’élargir son champ de vision, d’encourager la créativité par la recherche de solutions communes, ce qui soude l’équipe. Pour cela il faut être en mesure de déceler les signaux révélateurs de conflit, de les analyser correctement et de les gérer de façon constructive. Dans ce chapitre l’auteur enchaîne en affirmant que le chef de projet joue un rôle primordial, qu’il doit piloter le projet d’un bout à l’autre, définir le processus à mettre en place, identifier les moyens et ressources nécessaires, mobiliser son équipe tout au long du projet. Je supporte son point de vue car en tant que futur ingénieur je serai amené à diriger de nombreux projets donc il devient impératif de maîtriser toute notion de management et de gestion de projet. En ce sens, je jouerai un rôle de manager, de communicateur et de négociateur.

Donc il est indispensable de piloter son projet, cela suppose d’avoir des retours d’expérience pour prendre la bonne décision face à un écart constaté et d’avoir les compétences et les informations nécessaires pour que ces décisions soient les plus opportunes. Car gérer un projet c’est prendre des décisions. Tout au long du projet, il est indispensable de garder à l’esprit les risques induits par ce dernier ainsi que les facteurs susceptibles de ralentir son déroulement. De ce fait, le chef de projet doit constamment anticiper sur l’évolution des activités de projet. Pour mesurer le degré d’avancement d’un projet, le chef de projet s’informe du travail réalisé, de la date initiale, du nombre d’heures effectuées et dépensé par rapport à ce qui était prévu. Pour cela, il peut utiliser la méthode de tout ou rien, pour effectuer un contrôle périodique de l’avancement des travaux, surtout lorsque le projet comporte de nombreuses tâches. Au cours du projet, les besoins en ressources évoluent et il faut pouvoir répondre rapidement à de nouveaux besoins, pour pouvoir mener à point le projet et gérer les ressources. Le chef de projet doit estimer au plus juste le délai et gérer les coûts sur lesquels trois types de coûts sont à prendre en considération : le coût des équipements, le coût de la main-d’œuvre et le coût de fonctionnement et ceci sans oublier l’identification des risques de dépassement des coûts. Le chef de projet doit également s’assurer du maintien de la correspondance entre les ressources et les besoins tout au long du projet et anticiper sur la gestion de l’affectation des ressources. Une équipe bien organisée participe à la réussite du projet. Le déroulement du projet doit se faire avec des outils de pilotage nécessaire afin d’éviter toute perte d’énergie, de temps et d’argent. Cela revient à définir des facteurs de réussite et à choisir des indicateurs clés pertinents afin de procéder à un réel pilotage du projet.

En définitive, le management de projet est un ensemble de processus bien défini qui nous permet en première vue de définir les principales caractéristiques du projet en vue de décider de le poursuivre ou de l’abandonner si l’étude n’est pas favorable. Ensuite, de connaître les différentes structures de projet en identifiant les étapes de la planification par l’élaboration d’un programme des tâches tout en gardant une communication en organisant des réunions et de gérer les conflits de projet. Enfin de passer à la phase de réalisation tout en gérant le déroulement en adoptant des démarches de convergence puis finaliser et clôturer le projet. Néanmoins, il est toujours recommandé de s’aider d’un logiciel de gestion de projet afin d’optimiser la gestion du projet et d’en suivre l’évolution des ressources.

Règles BAEL91
L’ouvrage « Cours de béton armé-suivant les règles BAEL91 et modification 99 » est un écrit servant de source de renseignement basé sur les règles générales de calcul concernant les ossatures et éléments courants des structures en béton armé ou de disposition constructive applicables à de nombreux éléments d’ouvrages. Le document est divisé en plusieurs chapitres.

Dans le premier chapitre , l’auteur commence par définir le béton comme étant le matériau de construction usuel, comme un mélange granulaire de sable et graviers formant le squelette du matériau, de liant hydraulique, de l’eau et éventuellement, des produits d’addition en faible quantité normé adjuvants. Lorsque celui-ci est associé avec l’acier, ils forment le béton armé. Je pense que l’auteur a eu raison de dire que le béton est le matériau de construction usuel puisque le béton est le moins coûteux des matériaux de construction, il ne demande pas d’entretien régulier, il résiste parfaitement bien au feu et il est très durable. Dans le cas notre projet la majorité des parties qui seront exécutées sont en béton armé, spécialement les éléments structuraux d’où l’importance de mieux comprendre son origine et ses différentes propriétés.

Ensuite, il fait une historicité sur le béton armé, apparu en 1848 par un français LAMBOT, jusqu’à la date de la première réglementation s’appuyant sur une méthode de calcul des contraintes admissibles. Après, il établit les principes du béton en basant sur le fonctionnement en flexion de différents cas de poutre en disposant les aciers de manière à équilibrer les efforts auxquels le béton résiste mal par lui-même. Cela se termine avec des règlementations sur la construction avec le B.A car le béton armé11 ne repose pas toujours sur des théories scientifiques. Les formules de calcul et les nombreux coefficients utilisés ont souvent un caractère empirique mais il est essentiel qu’ils aient été fixés à la suite de nombreux essais et que les résultats de calcul soient conformes à l’expérience. Dans le deuxième chapitre : les actions et les sollicitations, L’auteur présente les paramètres basiques pour les calculs. Les actions sont des forces ou des couples directement appliquées à la construction, ainsi que celles qui résultent des déformations dues au retrait, à la dilatation, au tassement d’appui. Il en existe plusieurs types à savoir les actions permanentes comme le poids des structures, les actions variables et les actions accidentelles tels que les phénomènes de la nature. Quant aux sollicitations, ce sont les réponses de la structure sur l’effet ^[12]Travaux de maçonnerie. Qu’est-ce que le béton armé : avantages, prix et caractéristiques (2022, 2 décembre)..Consulté le 16 mai 2023. Disponible à l’adresse : … Continue reading des chargements qui peuvent être des efforts normaux, des efforts tranchants, des moments fléchissants et plus. Ils sont calculés après combinaison d’action selon la méthode de calcul approprié.

Ensuite, vient le chapitre : caractères des matériaux, ce chapitre est réservé aux caractéristiques mécanique et chimique des matériaux ; tel que le béton avec une résistance à la compression qui varie de 25 MPa à 40 MPa, le béton résiste très bien à la compression mais très faible à la traction. Ensuite l’acier, sa résistance à la traction est très élevée. Pour les ronds lisses, ils sont d’ordre 250 MPa à 300 MPa et pour les hautes adhérences, leur résistance à la traction varie de 400 MPa à 600 MPa. Les aciers résistent très bien à la compression, leur coefficient de dilatation est presque le même que celui du béton et il n’y a pas de réaction chimique entre l’acier et le béton d’où la justification de la réunion du béton et l’acier.

Flexion simple généralité, on parle de flexion simple généralement lorsqu’une pièce est sollicitée par deux efforts qui sont : l’effort tranchant et le moment fléchissant, dans cette partie l’auteur étudie la flexion simple dans le cas de poutres à section rectangulaire. Les sollicitations normales sont celles qui peuvent être équilibrées par les contraintes normales développées sur les sections droites des pièces : par compression du béton et par traction (ou compression) de l’acier. Une poutre étudiée en flexion simple impose de considérer certaines hypothèses propres à chaque état limite. Nous avons :

• Toute section plane avant déformation reste plane après déformation
• Il n’y a pas de glissement relatif entre le béton et l’acier
• La résistance du béton tendu est négligée
• On suppose concentré en leur centre de gravité la section d’un groupe de plusieurs barres tendues ou comprimées, si l’erreur commise sur les déformations unitaires ne dépassent pas 15%
• Le diagramme contrainte-déformation du béton pouvant être utilisé dans tous les cas sera le diagramme parabole-rectangle. Lorsque la section n’est pas entièrement comprimée.
• Le raccourcissement unitaire du béton est limité de 3.5‰ en compression et l’allongement unitaire des aciers sera limité à 10‰

Puis, il présente non seulement l’état limite ultime en flexion simple dans le cinquième chapitre mais encore l’état limite de service en flexion simple dans le sixième chapitre. L’état limite ultime est défini comme la valeur maximale de la capacité portante d’une construction et dont le dépassement entraîne la ruine de la construction. Dans ce chapitre l’auteur présente d’abord les hypothèses de calcul spécifiques à l’ELU, ensuite le diagramme de déformation des contraintes du béton d’une part qui peut soit parabole rectangle utiliser dans tous les cas, soit rectangulaire utilisé lorsque la section est partiellement comprimée. D’autre part, le diagramme déformation des contraintes de l’acier. En outre, il présente la règle des trois pivots dans l’objectif d’utiliser au mieux le béton et l’acier tous les calculs du béton armé reposent en général sur la règle des trois pivots, c’est en fonction de cette règle que les sections d’armature sont calculées en flexion simple. L’état limite de service ELS constitue les limites au-delà desquelles les conditions normales d’exploitation ne sont plus satisfaites sans qu’il y est ruine. L’auteur a fait l’étude de l’état limite ultime en flexion simple, je pense que cette partie doit être ma première préoccupation car la non satisfaction de cet état limite entraînerait la ruine de mon bâtiment car il doit être construit pour que les calculs soient vérifiés aux états limites. Ceci permettra aux éléments structuraux de travailler en toute sécurité et de limiter le plus possible les risques de déformation ou de ruine.

Dans le chapitre 7 : l’état limite vis-à-vis à l’effort tranchant, l’auteur présente le comportement des poutres sous l’action de l’effort tranchant là c’est en ce sens qu’il affirme que les poutres à section rectangulaire sont toujours justifiées à l’état limite ultime vis- à-vis des sollicitations tangentes. Donc la combinaison de base à considérer est : 1.35 G + 1.5 Q. Le béton par sa faible résistance en traction ne peut équilibrer les contraintes de traction engendrées par l’effort tranchant. Il faut donc placer des armatures transversales qui vont coudre les fissures.

De plus le huitième chapitre : Adhérence, on commence par définir l’adhérence comme le phénomène qui limite le glissement des armatures à l’intérieur du béton. Cette propriété permet la transmission des efforts et un fonctionnement rationnel : le béton suit alors les armatures dans leurs déformations.

● Les justifications que nous effectuerons en ELU porteront sur la limitation de l’entraînement des armatures de façon à ne pas endommager le béton les entourant.
● Les ancrages des extrémités de barres
● Les jonctions et les recouvrements des barres

La transmission des efforts du béton aux armatures s’effectue par le phénomène d’adhérence mais aussi par la courbure que l’on pourra donner aux armatures. Une barre est dite ancrée lorsque l’effort de traction exercé sur cette barre est entièrement équilibré par l’adhérence entre le béton et l’acier dans la zone d’ancrage.

Poutres isostatiques, dans cette partie plusieurs notions font surface, d’abord on a le prédimensionnement, une procédé par laquelle on fixe les dimensions des différents éléments d’une structure ou d’un ouvrage en respectant certaines règles et principes pratiques de la construction. Les auteurs nous expliquent et présentent les formules permettant de le faire et les paramètre à prendre en compte, ensuite vient la notion de justification d’une poutre aux appuis et la notion de condition non fragilité qui est l’obligation de justifier une section minimale d’armature longitudinal dans une section béton et de plus l’arrêt des barres qui nous permet d’ancrer de nombreuses façons les barre afin de résister aux efforts axiaux.

Dans le neuvième chapitre dans la partie sur le prédimensionnement des poutres, je pense que cette partie est essentielle car c’est en fonction des dimensions prédéterminées que sont calculées les sections d’acier des éléments de mon ouvrage. Je soutiens l’auteur là où il dit que tout cela doit se faire en fonction de principes pratiques de la construction car ces principes sont vérifiés et basés sur l’expérience et l’observation de phénomènes scientifiques.

Poutres en TÉ, l’auteur met en évidence le principe autorisé par les règlements de considérer qu’une certaine largeur du hourdis fasse partie intégrante des poutres, lorsque celles-ci supportent un plancher constitué d’une dalle en béton armé. La section droite de la poutre a alors la forme d’un té, ce qui a l’avantage de faire une économie au niveau des aciers longitudinaux en supprimant dans la plupart des cas les aciers comprimés. Sur ceux, les poutres en Té repose sur un ensemble de critère, la largeur de la table est limitée par la plus restrictive des conditions ci-après :

• La largeur en cause ne doit pas dépasser le dixième de la portée d’une travée
• La largeur en cause ne doit pas dépasser les deux tiers de la distance de la section considérée à l’axe de l’appui extrême le plus rapproché
On ne doit pas attribuer à la même zone de hourdis à deux nervures différentes

L’étude se fait en fonction de la position de la fibre neutre deux cas peuvent se présenter :
1. L’épaisseur de la dalle doit être inférieure à 0.8 fois le bras de levier (Ho < 0.8y) dans ce cas, la table et une partie de la nervure sont comprimées.
2. L’épaisseur de la poutre doit être inférieure ou égale à 0.8 fois le bras de levier (Ho ≤ 0.8y) dans ce cas une partie de la table est comprimée.

Puis, l’auteur fait l’étude des planchers et poutres dans le chapitre XI pour ensuite étudier la dalle dans le chapitre XII l’une des composants du plancher, elle se définit comme une structure horizontale et plane dont l’une des dimensions c’est-à-dire ho l’épaisseur est plus petite par rapport aux deux autres dimensions qui sont les portées lx et ly, avec lx < Ly, les charge leur sont appliquées de façons trapézoïdales. Les plancher sont une aire généralement plane, destinée à limiter les étages et à supporter les revêtements de sols.

Ces deux principales fonctions sont :
• Une fonction de résistance mécanique, il doit supporter son poids propre et les surcharges.
● Une fonction d’isolation acoustique et thermique qui peut être assurée complémentairement par un faux plafond ou un revêtement de sol approprié. Il existe plusieurs catégories de planchers qui sont calculés, justifiés et vérifiés par des méthodes spécifiques.

Enfin, l’auteur étudie d’une part les poteaux en compression centrée dans le chapitre XIII et d’autre part les fondations superficielles dans le chapitre XIV. Les poteaux sont des éléments porteurs verticaux ils transmettent leur charge aux fondations pour faire l’étude l’auteur considère les poteaux réputés centrées qui sont les plus fréquents dans les bâtiments.

Les règles BAEL n’imposent aucune condition à l’ELS pour les poteaux en compression centrée. Par conséquent, le dimensionnement et la détermination des armatures doivent se faire uniquement à 1’ELU. Un poteau est réputé centré si le centre de gravité des armatures longitudinales coïncide avec celui de la pièce et avec le point d’application de l’effort normal de compression. Les fondations sont des ouvrages de transition destinés à transmettre au sol dans de bonnes conditions les charges permanentes et les charges variables d’une construction12. Elles constituent une partie essentielle de l’ouvrage puisque de leur bonne conception et réalisation découlent sa bonne tenue. Dans les fondations, l’enrobage minimal des armatures est de 3 cm. Crochets aux extrémités et l’ancrage des armatures doit être particulièrement soigné : s’il ne peut être réalisé par des barres droites, il est nécessaire de prévoir des ancrages courbes qui pourront être des crochets normaux ou à 135°. ^[13]12 Blondin, P., Embogo, D. & Fokwa, D. (1993). Le guide du Tacheron.198p.

METHODOLOGIE

En vue de procéder à « l’étude et la conception structurale moderne et durable du centre polyvalent » de l’Eglise Saint François de Sales à Delmas 33, il est impératif de prendre en compte le calcul de dimensionnement des différents éléments structuraux et leur mode de fontionnement tout en se focalisant sur les normes pour assurer la stabilité et la durabilité de l’ouvrage.

Dans l’étude, il existe des démarches concrètes et dynamiques respectant des prescriptions scientifiques et techniques universellement reconnues qui permettent de procéder au dimensionnement efficace de l’ouvrage en question. Ces démarches basées sur la recherche seront portées sur les points suivants :
• Une étude topographique du terrain
• Une étude géotechnique ,géologique et parasismique du site
• Une évaluation environnementale du site
• Pré-dimensionment des éléments sructuraux
• Dimensionnement des éléments structuraux

1. Une étude topographique du terrain
L’étude topographique est d’une importance capitale dans la réalisation de tout projet de construction, elle fournit les données nécessaires sur la forme du relief et aussi sur les coordonnées de base qui permettront les travaux de terrassement du site. L’étude permet aussi de déterminer les caractéristiques de la surface du terrain en ce qui concerne à la fois l’altimétrie13 et la planimétrie.

2. Une étude géotechnique ,géologique et parasismique du site ^[14]13 Ernest, P.L., et Roger, D. (1983). Topométrie générale. (2e éd). Editions de l’ école Polytechnique de Montréal.458p.

L’étude géologique a pour objectif de prévenir tous les risques qui pourraient déstabiliser l’ouvrage, elle se concentre sur l’interaction entre le sol de fondation et la structure14. Le coté parasismique est réservé à l’étude du comportement des structures vis-à-vis aux phénomènes naturels (séismes, cyclones) afin d’assurer la protection des vies et de limiter les dégâts.

3. Une évaluation environnementale du site
L’évaluation environnementale est un processus visant à intégrer l’environnement dans l’élaboration d’un projet, et ce dès lors des phases amont de réflexions. Elle sert à éclairer le projeteur sur les suites à donner au projet au regard des enjeux environnementaux et ceux relatifs à la santé humaine. Elle se base aussi sur la protection de l’environnement dans son intégralité.

4. Pré-dimensionment des éléments structuraux
Cette partie consiste à déterminer les sections géométriques à donner aux éléments de structure en se basant sur certaines règles pratiques de la construction. Suite aux vérifications des contraintes lors des calculs, ces valeurs proposées peuvent être maintenues ou modifiées si elles répondent ou non des diverses sollicitations auxquelles la structure sera soumise .

5. Dimensionnement15 des éléments structuraux
Cette notion implique le calcul des dimensions des éléments de structure afin d’équilibrer la section géométrique par une section d’armature et de préciser le ferraillage en appliquant les règles et principes du BAEL et/ou Eurocode. Et elle se base sur le fait que ces éléments puissent résister aux charges qui leur seront appliquées et aussi a celles dues aux effets des phénomènes naturels. ^[15]Arnaud,D.,Fabrice, G. et Frédéric, R. (2008). Aide-Mémoire mécanique des structures:Résistance des matériaux.(2e éd). Dunod. 215p.15 ^[16]Patrick, G., (Septembre 2021). Notions de dimensionnement du béton armé : les principes du béton armé. Infociments. Consulté le 28 mai 2023, disponible à l’adresse : … Continue reading

Afin de mettre en évidence les points mentionnés, je dois établir une méthodologie de travail dans laquelle je vais définir chaque point tout en mentionnant leur importance dans la réalisation du projet. Pour mener à bien mon travail je vais concentrer ma recherche dans divers ouvrages et dans la consultation de nombreux sites internet afin de solidifier la recherche. Ensuite, j’aurai à voir les ensembles de calculs et les démarches à suivre qui conduiront aux dimensionnements des divers ouvrages. Par ailleurs, j’aurai à présenter les mesures qui seront prises pour bien aménager et entretenir ces ouvrages tout en garantissant la protection du site et de l’environnement. Et finalement pour faire valoir la véracité de nos données(calculs), je dois consulté quelques instances concernées pour avoir des informations réelles et exactes sur la zone d’affectation du projet.

CHAPITRE IV
ÉTUDE TOPOGRAPHIQUE, GÉOTECHNIQUE, GÉOLOGIQUE ,PARASISMIQUE ET ÉVALUATION ENVIRONNEMENTALE DU SITE

Dans ce chapitre on prend en compte les études préliminaires de tout projet, dans le but de faire une connaissance des lieux afin de les utiliser comme base de données pour bien adapter les ouvrages que nous aurions à construire. La topographie et la géotechnique va nous permettre d’avoir des données sur la nature, les caractéristiques, l’altimétrie et planimétrie du site. L’étude géologique et parasismique permet d’établir un système de contreventement afin de garantir la stabilité des ouvrages face aux actions naturels. Et finalement une évaluation environnementale nous permettant de comprendre l’impact du projet sur l’environnement et ses retombées.

ETUDE TOPOGRAPHIQUE

La topographie vient du grec topos qui signifie lieu et graphein qui signifie dessiner. Par définition ‘’elle est la science qui permet la mesure puis la représentation sur un plan ou une carte des formes et détails visibles sur le terrain, qu’ils soient naturels (le relief et l’hydrographie) ou artificiels16 (les bâtiments, les routes, etc.). Son objectif est de déterminer la position et l’altitude de n’importe quel point situé dans une zone donnée, qu’elle soit de la taille d’un continent, d’un pays, d’un champ ou d’un corps de rue’’.
Avant le chantier, le géomètre va recueillir l’ensemble des données permettant de mettre en œuvre les ouvrages. Cela passe d’abord par la préparation du relevé jusqu’à sa réalisation. Les données collectées permettront d’établir un plan topographique, et de participer à la conception du projet.
Puis une visite de terrain est exécutée pour la phase de reconnaissance. ‘’Celle-ci consiste à venir constater de visu17 les différences pouvant exister avec les indications fournies par les cartes, tout ^[17]Topographie.Wikipédia, l’encyclopédie libre. . (2022, mai 22). Consulté le 15 juin 2023, disponible à l’adresse : https://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Topographie&oldid=193879395. ^[18]Planète TP. Avant le chantier, préparation du chantier : le relevé, publié le 19 mars 2009, (2010, 5 avril). Consulté le 17 juin 2023, disponible à l’adresse : https://www.planete- … Continue reading en préparant la prise de mesures proprement dite’’. On déterminera alors quelle partie du terrain fera l’objet du relevé ainsi que le degré de précision souhaité, et finalement on obtient un croquis offrant une vue générale du site, mettant en valeur les aspects du projet en cours.

Après, on passe alors au levé des informations proprement dites. Aujourd’hui, celles-ci sont le plus souvent collectées à l’aide d’une station totale qui mesure et enregistre simultanément les angles et distance sur les points observés. Les données recueillies durant cette phase doivent être pris sans légèreté, car elles serviront de base pour le reste du projet et peuvent même entraîner des conséquences judiciaires en cas d’erreur. Après transfert dans un ordinateur, les données sont traitées numériquement et graphiquement jusqu’au dessin d’un plan d’état des lieux (ou plan topographique). Puis vient l’étape de conception, au cours de laquelle vont être rédigés tous les documents nécessaires à la mise en œuvre et au suivi du projet. À partir de modèles numériques du terrain naturel et du projet, des profils du terrain (en long, en travers) sont également réalisés, afin notamment de calculer les volumes de cubature (terrain à déplacer) et les emprises des futurs équipements (endroits où sont implantés ceux-ci). Pendant le chantier, le géomètre guide les activités afin que les ouvrages soient mise en œuvre en respectant les plans et les normes de planimétrie et d’altimétrie.

Après le chantier, il réalise le recollement qui consiste à relever ce qui a été réalisé, puis à le comparer avec le projet initial. Le contrôle s’applique au décalage horizontal, vertical et à celui des cubatures. Il s’agit d’une étape évidemment très importante, qui ne peut être réalisée que par des géomètres indépendants, garants de la précision des mesures effectuées. Et finalement l’auscultation, une fois l’ouvrage livré, on va observer les mouvements de structure qui peuvent se produire à long terme.

ETUDE GÉOTECHNIQUE

La géotechnique est l’ensemble des activités liées aux applications de la mécanique des sols, de la mécanique des roches et de la géologie de l’ingénieur. Elle englobe l’étude des propriétés mécaniques et physico-chimiques des sols d’une part. Et d’autre part elle étudie l’interaction entre les terrains et les ouvrages environnants, l’ouvrage objet de la prestation du fait de sa réalisation et/ou de son exploitation. La géotechnique s’appuie principalement sur deux sciences : la géologie qui retrace l’histoire du sol, précise la nature et la structure de ses matériaux et leurs évolutions.

Et la mécanique des sols et des roches qui modélise leur comportement en tant que déformabilité et résistance des matériaux. Avant tout projet de construction, il est impératif de procéder à une étude géotechnique. Celle-ci consiste à scruter le terrain et à analyser en détail ses compositions.

L’analyse du sol permettrait d’en savoir davantage sur ses caractéristiques mécaniques. Cette étude aide également à détecter les différents risques naturels autour du terrain. Cela préviendrait certains dangers et les impacts négatifs autour de la future construction. Plusieurs paramètres sont alors à analyser comme la pente, son emplacement par rapport aux cavités ou à la nappe phréatique. L’étude géotechnique requiert une succession de différentes étapes comme la phase préalable, la conception et l’exécution. La première étape, consiste à une étude du sol au préalable, et se produit donc avant toute idée de construction. En d’autres termes, ici, l’utilisation du terrain n’est pas encore clairement définie. Pour ce faire, il s’effectue en deux phases : l’étude du site et la phase autour des principes généraux de construction. La première phase cherche à localiser l’emplacement approprié pour le bâtiment à construire. Pour ce faire, elle requiert beaucoup d’investigations in situ et de la documentation. L’expert en charge se réfère donc à la carte géologique. Cette première étude laisse entrevoir les différentes possibilités sur la construction à mettre en place.

La seconde étape l’étude et contrôle géotechnique de la conception s’effectue avant la réalisation du projet. Elle comprend plusieurs phases :
La première est dite la phase Avant-Projet, qui repose sur les données géotechniques et permet de déterminer les solutions possibles pour le projet. La deuxième étape, dite phase PRO, vise la conception du projet avec des notes de dimensionnement des ouvrages définis précédemment. Outre les quantités, elle tient compte des délais et des coûts des exécutions. La dernière étape appelée phase DCE/ACT permet de mettre au point le Dossier de Consultation des Entreprises.
La troisième étape d’une étude géotechnique se concentre sur l’étude d’exécution. Elle a pour objectif d’amoindrir ou de prévenir les risques lors de mise en œuvre des mesures d’optimisation ou d’adaptation. Elle se décompose en phase d’étude, et en phase de suivi géotechnique. L’étude ^[19]Parez, L. (1983). Étude Géotechnique Et Reconnaissance Des Sols. Revue Française De Géotechnique.(no.22).136p géotechnique vise à analyser les détails des ouvrages géotechniques. Ces deux missions aident à préciser les moyens d’informations mis en place pour le suivi de la bonne exécution. Après la définition de ces moyens, elles assurent un suivi d’exécution des travaux géotechniques.

Enfin la phase supervision, pour déterminer si les hypothèses géotechniques sont conformes. Autrement dit, elle contrôle toutes les étapes de la troisième étape. Elle permet de donner son point de vue sur les hypothèses géotechniques, les optimisations possibles et les notes de calculs, et contribue à une bonne maîtrise des risques géotechniques.

ETUDE PARASISMIQUE

La construction en zone sismique est soumise au respect des réglementations de l’Eurocode 8. En cas de séisme, les constructions sont soumises à des sollicitations mécaniques19 de différentes natures. Un bâtiment construit dans le respect des normes sismiques absorbera les ondes ; sa structure va osciller, voire se déformer puis revenir à sa position initiale dès la fin des secousses. En ce sens, l’objectif d’une construction parasismique est d’éviter toute cassure ou tout effondrement de la structure lié à un séisme. Ceci permet d’assurer d’une part la pérennité des ouvrages, ainsi que la sécurité et l’intégrité des occupants.

Il est t impératif de tenir compte de plusieurs contraintes d’implantation et de conception, comme la nature du sol qui comprend les dix premiers mètres sous la surface et peut largement influencer le comportement d’un bâtiment en cas de séisme. L’Eurocode 8 distingue cinq catégories de sol allant de la classe A pour un sol très dur de type rocheux, à la classe E pour un sol mou.

Puis la zone de sismicité qui est définie par le zonage réglementaire de l’Eurocode 8. ‘’Il en existe cinq : La zone 1 présente le plus faible niveau de risque, la zone 4 en revanche, présente des risques moyens de sismicité20 : les régions concernées sont situées au niveau du fossé rhénan, et des massifs alpin et pyrénéen, et la zone 5 concerne les îles antillaises et correspond au niveau de ^[20]Victor D. (2016. 03 octobre) La Conception & construction parasismique. Academia. ^[21]Adesol groupe.Les grands principes de la construction parasismique. Consulté le 15 juin 2023, disponible a l’adresse : https://www.adesol-groupe.com/blog/grands-principes- construction-parasismique risque sismique le plus élevé. Les normes de construction parasismiques sont, par conséquent, très strictes’’.

Après on doit tenir compte de la catégorie d’importance des bâtiments, ceux-ci sont réunis en quatre catégories d’importance selon le niveau de risque sismique qu’ils représentent. La catégorie 1, regroupe les bâtiments qui présentent un faible risque pour les personnes. La catégorie 2, concerne les bâtiments qui présentent un risque moyen. La catégorie 3, réunit les bâtiments qui représentent un risque élevé pour les personnes. La catégorie 4, regroupe les bâtiments dont la protection est cruciale en matière de sécurité civile, défense nationale, communications, circulation aérienne, production d’eau et d’énergie, ou les établissements de santé nécessaire à la gestion de crise.

ETUDE GÉOLOGIQUE

L’étude géologique analyse les caractéristiques d’un sol21 destiné à recevoir un bâtiment. L’étude géologique a pour objectif de prévenir tous les risques naturels22 (chute de bloc, glissement de terrain, inondation, sismicité, phénomène de retrait-gonflements des argiles, remontée de nappe phréatique, tassement excessif de sol…) qui pourraient déstabiliser l’ouvrage et ceux environnants. Une grande partie de ce travail se concentre sur l’interaction entre le sol de fondation et la structure. L’étude doit se conclure par le dimensionnement d’ouvrages (fondation, protection) garantissant la stabilité du bâtiment à long terme. Elle résulte d’une étude de terrain qui permet d’obtenir les types de sols rencontrés, le niveau piézométrique et les premières caractéristiques mécaniques des sols. L’étude géologique se décompose en missions dites géotechniques dont la norme NF P 94-500, définit clairement le contenu, la classification et l’enchaînement de celles-ci.

EVALUATION ENVIRONNEMENTALE

La réalisation d’évaluation environnementale de tout projet est une étape très importante avant l’implantation de tout projet car elle permet d’atténuer les retombées négatives des projets sur la population locale/régionale, la biodiversité et l’écosystème de la zone. L’évaluation de ^[22]Ariel, P. et Cyril, L. (2011).Manuel de géologie, roche et géochimie.Dunod. 248p. ^[23]Anne-Sophie, K., Aude, V. et Nicolas, C. (septembre 2019). Géologie : les fondamentaux. Collection fluoresciences. Dunod. 456p l’environnement permet de pallier aux différents problèmes environnementaux via une bonne planification et de la gestion des activités dans un espace donnée, car une mauvaise de l’environnement peut avoir des conséquences néfastes sur la biodiversité, les faunes et flores sauvages, la génération humaine présente et future d’une manière générale sur l’écosystème23 terrestre et océanique. Pour ce faire, nous devons avoir en notre possession une grille d’évaluation environnementale.

Une grille d’Evaluation Environnementale est une fiche ou tableau qui permet d’apprécier les impacts/externalités d’un projet sur l’environnement : immédiat, régional, continental et planétaire dans le but d’atténuer les impacts négatifs sur la population bénéficiaire, les écosystèmes ; en vue de limiter les dégâts ou de de stopper l’intervention en regard de la loi sur les écosystèmes et de la biodiversité24 en vigueur. ^[24]BARBAULT, R. (1993). Abrégé d’écologie générale, structure et fonctionnement de la biosphère. Masson. 272p. ^[25]DAJOZ, R. (1985). Précis d’écologie. Dunod. 358p.

CHAPITRE V PREDIMENSIONNEMENT DES ELEMENTS STRUCTURAUX

Dans ce présent chapitre nous allons présenter le pré-dimensionnement qui consiste donner des dimensions aux éléments d’une structure sur base de certaines règles pratiques de la construction.

Le pré dimensionnement d’une structure consiste à fixer les dimensions de différents éléments de la structure ou de l’ouvrage en respectant certains règles et principes pratique de la construction25. Pour assurer une meilleure stabilité de l’ouvrage, il faut que tous les éléments de la structure (Dalles, Poutres principales, Poutres secondaires, poteaux) soient pré dimensionnés de telles manières à reprendre tous les sollicitations suivantes :
− Sollicitations verticales concernant les charges permanentes et les surcharges.
− Sollicitations horizontales concernant le séisme

Le pré-dimensionnement des sections des différents éléments résistants sera fait selon les règles du BAEL91 pour déterminer des dimensions économiques et d’éviter un surdimensionnement d’acier26 et du béton.
Planchers27 encore appelés dalles

Une dalle est une plaque horizontale d’une surface pouvant être très importante. Elle fournit dans la conception architecturale les planchers en même temps que les plafonds dans les étages des bâtiments modernes, elle fournit le support pour des passages piétons ou automobiles, pour des jardins. Elles sont aussi des plaques minces dont l’épaisseur est faible par rapport aux autres ^[26]Asalakow Mbangu, M. Conception et dimensionnement d’un pont en BA : Prédimensionnement.2014. Consulté le 15 juin 2023, disponible à l’adresse: … Continue reading
^[27]Jean, P. (2017). Traité de Béton Armé selon l’Eurocode 2 (3e éd.). Editions le Moniteur. p57. ^[28]Perchat, J. Contreventement général des bâtiments. 10 mai 1994. Consulté le 15 juin 2023, disponible a l’adresse : https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/archives- … Continue reading dimensions, elles se reposent sur 2, 3 ou 4 appuis. Ils s’appuient et transmettent aux éléments porteurs les charges permanentes et les surcharges d’exploitations. Elles servent aussi à la distribution des efforts horizontaux. L’épaisseur des dalles dépend plus souvent des conditions d’utilisations que des vérifications de résistance.

Les dalles sont des éléments rectangulaires, de dimensions lx et ly, appuyés sur leurs quatre côtés. Nous désignerons par lx la plus petite dimension de la dalle, on aura donc lx < ly. En général, on considère dans l’étude des dalles une tranche de 1m de largeur, c’est-à-dire que l’on a : b = 100..

Pour le calcul des dalles nous distinguerons deux cas : Dalle dans une seule direction que lorsque les deux conditions sont simultanément respectes à savoir : le rapport est inferieur a 0.4 ; et lorsque la dalle est uniformément chargées. On évalue les moments en ne tenant compte de la flexion que suivant la petite dimension ; on dit que la dalle ne porte que dans un sens. Une dalle sera considérée comme portant dans deux directions si : Le rapport est compris entre 0.4 et 1, et la dalle est uniformément chargée. La dalle est soumise à des charges concentrées, quel que soit le rapport des portées lx et ly.

Dans le cas de notre projet pour la contribution de la réalisation d’un centre polyvalents, les planchers des ouvrages qui seront mises en œuvre seraient en dalle pleine pour une résistance de quatre heures de coupe-feu. Leurs épaisseurs sont préfixées à l’aide de la formule qu’impose le BAEL à savoir : 𝐿𝑥/35 < e < 𝐿𝑥/30 pour des dalles reposant sur deux appuis, 𝐿𝑥/50 < e < 𝐿𝑥/40 pour des dalles reposant sur quatre appuis. Avec Lx est la plus petite portée de la dalle.

– Les poteaux ou colonnes

Les poteaux, ce sont des éléments porteurs chargés de reprendre les charges et surcharges issues des différents niveaux pour les transmettre au sol par l’intermédiaire des fondations. Aussi, le rôle des poteaux, ne se limite pas d’assurer la reprise des charges verticales, mais également contribuent largement lorsqu’ils sont associés à des poutres pour former des cadres ou des portiques destinés ^[29]Dr. Abdelkader B. (s.d.) Projet structures en béton armé : Prédimensionnement des éléments de structures et évaluation des charges. (Travail de Master 2). Consulté le 16 juin 2023, disponibla … Continue reading à reprendre les actions horizontales dues aux séismes et aux vents. En considérant que les différents éléments agissant sur les poteaux seront réduits à une force de compression centrée N, Le calcul sera basé sur le poteau le plus sollicité.

En béton armé on peut rencontrer des poutres en T ce qui a l’avantage de faire une économie au niveau des aciers longitudinaux en supprimant dans la plupart des cas les aciers comprimés et des poutres rectangulaire. Et aussi des poutres a section rectangulaire. Les dimensions d’une section rectangulaire simplement appuyée sont obtenus d’après la formule BAEL 91, à savoir : 15 ≤ h ≤ L/10 avec h la hauteur de la poutre et L la portée libre de la poutre. Puis 0,4h ≤ b ≤ 0,7h, b étant la largeur de la poutre.

– Les poutres

Une poutre est un élément horizontal porteur destiné, en général, à supporter les charges verticales (charges permanentes et charges d’exploitation des planchers). Cette pièce est sollicitée par un moment de flexion qui a tendance à allonger, en travée, les fibres inférieures (effort de traction) et à raccourcir les fibres supérieures (effort de compression) et, aux appuis, a tendance à allonger les fibres supérieures et à raccourcir les fibres inférieures.
Ils existent deux types de poutres : Les poutres peuvent être soit principales ou secondaires selon que leurs portées sont soit inférieures ou supérieures à 8 mètres. Et elles ont des fonctions bien différentes à savoir :
Les poutres principales :

− Elles reçoivent les charges transmises par les poutrelles et les reparties aux poteaux sur lesquels ces poutres reposent.
− Elles relient les poteaux.
− Elles supportent la dalle.

Pour les poutres principales non posées sur des murs et non chargées, on les considère comme des bandes noyées et on prend leur retombée égale à l’épaisseur de la dalle29. ^[30]Legrand, P. & Tchouani, J. (2009). Cours de béton armé suivant les règles BAEL91 et modification. Academia.

Les poutres secondaires :

− Elles relient les portiques entre eux pour ne pas basculer.

La statique des poutres permet d’accéder moyennant quelques hypothèses, aux efforts locaux de cohésion dans le solide. Les équations d’élasticité tridimensionnelle sont utilisées pour déterminer la distribution de ces efforts le long de la ligne moyenne précédemment définie. Cette analyse tient compte de d’un certain nombre d’hypothèses de RDM adoptées pour les poutres :
– Hypothèse de petites déformations. On suppose que les efforts sont appliqués sur la configuration déformée.
– Hypothèse du comportement élastique linéaire.

– Principe de superposition des effets des forces. Les effets (contraintes, déformations30 et déplacement) en un point d’une poutre soumise à plusieurs forces extérieures sont la somme des contraintes, déformations, déplacements provoqués par ces sollicitations prises isolement.
– Principe de Saint-Venant : Dans une section éloignée des points d’application des forces concentrées (forces données et réactions d’appui), les contraintes et les déformations ne dépendent que de la résultante et du moment du système de forces dans cette section. Ce principe signifie que si l’on est suffisamment éloigné du point d’application des efforts, les contraintes et les déformations et les déplacements ne dépendent pas de la manière dont on les applique.
– Hypothèse de Navier-Bernouilli : Apres déformation de la poutre31, les sections droites normales à la fibre moyenne restent planes et orthogonales à la fibre moyenne déformée. ^[31]Mohammed M. (2017). Calcul des structures hyperstatiques.91p. ^[32]Jean, P. et Jean, R. (1994). Pratique du BAEL 91. Eyrolles.

Evaluation des charges et surcharges
L’évaluation des charges ou la descente des charges c’est l’activité qui consiste à évaluer les charges d’un ouvrage et à les transférer au sol de fondation. Le but de cette prestation est de trouver des dimensions aux éléments porteurs verticaux et aux semelles de fondations de l’ouvrage.

Dans le cas des bâtiments courants, on admet souvent que les charges32 permanentes et surcharges d’exploitation sont uniformément reparties par mètre carré de surface. Ainsi la charge permanente ainsi que les surcharges d’exploitation sont exprimées en KN/m2.

Ce procédé compte de diverses étapes telles que :

• Détermination des surfaces tributaires des éléments structuraux concernes par la descente des charges ;
• Chargement des éléments des structures précités ;
• Dégression verticaux pour les bâtiments de 6 niveaux et plus. Etc…

Les trois types charges réglementaires appliquées à une structure sont les charges permanentes (G), les charges d’exploitations (Q) et les charges accidentelles.

Sollicitations
Les sollicitations sont les éléments de réduction du torseur des forces extérieures appliquées aux éléments de structure (moment de flexion, de torsion, effort normal, effort tranchant) sont calculées, avec les combinaisons d’actions bien définies , à l’aide des diverses méthodes. Dans le cas des combinaisons hyperstatiques, l’aire et le moment d’inertie des sections interviennent dans le calcul des sollicitations. Théoriquement, on devrait tenir compte des armatures dans le calcul des valeurs envisagées mais, pratiquement, il est impossible de procéder de cette manière puisque c’est justement la connaissance des sollicitations qui permettra de déterminer les armatures. Aussi, dans la majorité des cas on prend pour valeurs des aires et des moments d’inertie celles déterminées en considérant uniquement le béton seul dans la section totale, c’est-à-dire qu’on néglige les armatures et qu’on suppose que la section n’est pas fissurée, cette dernière hypothèse résulte du ^[33]Arnaud,D.,Fabrice, G. et Frédéric, R. (2008). Aide-Mémoire mécanique des structures:Résistance des matériaux.(2e éd). Dunod. 215p. fait, qu’en général, les fissures locales, qui peuvent se produire dans le béton tendu, ont très peu d’influence sur la déformation d’ensemble de la construction.

Méthode de calcul des sollicitations :

Il est nécessaire dans un premier temps d’effectuer une schématisation du problème pour le faire rentrer dans le cadre d’hypothèses connues. Et aussi de faire certains choix concernant les appuis et les liaisons des différents éléments de la structure.
• Méthode forfaitaire

Quatre conditions doivent être réunies :

1. la méthode est applicable aux planchers à charge d’exploitation modérée

2. les différentes travées ont la même section

3. le rapport des portées successives est compris entre 0,8 et 1,25

4. la fissuration est peu préjudiciable

– Principe de la méthode

La méthode consiste à évaluer les valeurs maximales des moments en travée et des moments sur appuis à des fractions, fixées forfaitairement de la valeur maximale du moment fléchissant dans la « travée de comparaison », c’est à dire dans la travée indépendante de même portée libre que la travée considérée et soumise aux mêmes charges. Les valeurs forfaitaires adoptées doivent avoir reçu la sanction de l’expérience43 . Les règles forfaitaires donnent par léger excès les 3 rapports précédents en fonction du coefficient : 𝛼 = q g + q Ces règles tiennent compte du fait que le moment maximal en travée n’est pas habituellement à mi portée, sous forme d’une majoration du deuxième membre de l’inégalité donc implicitement de Mt.
• Méthode de Caquot33 et domaine d’application ^[34]Charon, P. (1983). Calcul des ouvrages en béton armé suivant les règles B.A.E.L. 80, 465p.

La méthode s’applique essentiellement aux planchers des « constructions industrielles » tels qu’ils sont définis précédemment. Elle s’applique également aux planchers à charge d’exploitation modérée si l’une des trois conditions complémentaires n’est pas remplie.
– Principe de la méthode :

La méthode consiste à calculer le moment sur chaque appui d’une poutre continue en considérant uniquement les travées qui encadrent l’appui considéré. C’est une méthode de continuité simplifiée
: le moment fléchissant sur un appui ne dépend que des charges sur les travées adjacentes de cet appui. La poutre continue est assimilée pour le calcul des moments à une succession de poutres à deux travées de part et d’autre de l’appui considéré .
• Méthode RDM

La RDM permet de calculer et de tracer les diagrammes des sollicitations d’une structure (détermination des équations des efforts internes de chaque élément de la structure (M, N et T) et d’en déduire le comportement global de la structure (déformations) .

CHAPITRE VI DIMENSIONNEMENT DES ELEMENTS STRUCTURAUX

Dans ce dernier chapitre nous allons parler du dimensionnement des éléments qui est l’un des points le plus important dans le travail d’un ingénieur car c’est là que réside tous le travail. Le dimensionnement fait suite après un travail colossal, le Prédimensionnement, l’évaluation des charges ensuite l’évaluation des sollicitations. D’abord c’est quoi le dimensionnement ? En construction et dans différents domaines de la mécanique, le dimensionnement est l’étape qui consiste à donner les dimensions physiques les plus appropriées à une chose en considération d’aspects techniques, économiques ou réglementaires (etc.) particuliers34. Ainsi pour un ingénieur réaliser le dimensionnement d’un ouvrage ou un élément d’un ouvrage quelconque demande de bien maitriser les notions de calculs essentiels pour cet ouvrage ou élément ainsi de nombreux ouvrages traitant les éléments de béton armé sont utilisés pour mener à bien le travail.

Dans le cadre de notre projet de sortie, le bâtiment qui est un centre polyvalent nous allons faire l’étude et les calculs appropriés afin d’en assurer la sécurité, la stabilité et la longévité du bâtiment et aussi la sécurité des usagers. Pour entamer l’étape de dimensionnement plusieurs paramètres doivent être déjà pris en charges car chaque élément du bâtiment va avoir ces propres méthodes d’approches et de calcul. Le calcul de dimensionnement se fera de bas en haut car toutes les charges qui vont être appliqué sur le bâtiment vont s’accumuler et aller directement dans les fondations.
Parmi les éléments à dimensionner nous avons, les dalles, les poutres, les colonnes et murs porteurs s’il y en a ensuite les escaliers et pour finir la fondation. Il peut aussi y avoir des ouvrages extérieurs du bâtiment à dimensionner comme un réservoir ou une fosse septiques, un mur de soutènement etc. chacun de ses éléments présentes ses méthodes de calculs pour assurer leurs périodes de services ces conditions sont importants pour un ingénieur. ^[35]Dimensionnement .Wikipédia, l’encyclopédie libre. . (2020, 5 juin). Consulté le 16 juin 2023, disponible à l’adresse : … Continue reading

Pour faire le dimensionnement d’un élément il est d’abord important de déterminer ses dimensions supposées, car il peut s’avérer que les dimensions déterminées auparavant suivant les normes de constructions parasismiques BAEL35 ne peuvent satisfaire certaines conditions cela qui rendrait fragile l’élément. Après avoir fini de predimensionner l’élément, on fait l’évaluation des charges pour pouvoir déterminer la capacité de résistance de l’élément sur l’application des charges ponctuelles et réparties et aussi des charges dynamique et d’exploitations ; ces charges dépendent du type du bâtiment, de la zone de construction. La prise en compte de ses charges est importante car de ces derniers vont dérouler presque tous les calculs de tous les éléments. Quel que soit le matériau de construction, pour déterminer les charges transmises par les dalles aux poutres ou aux voiles, et pour tout type de charges G, Q ou S, il faut se servir de la surface de plancher reprise par ces poutres ou voiles. Ces surfaces de planchers sont appelées surfaces d’influence (notées SP), surface de chargement ou surface afférente.

Lorsqu’il s’agit de planchers en béton armé coulés en place, il y a deux sens porteurs avec une répartition à 45° par rapport aux angles de la dalle pour un angle droit. Cette inclinaison à 45° conduit à des découpes en triangles et trapèzes isocèles. En ce qui concerne la transmission des charges sur les poutres encadrant une dalle portant sur quatre cotes. On admet généralement des charges arrivant triangulairement et trapézoiadalement.

Une construction est soumise à un grand nombre d’actions qui peuvent se combiner entre elles. On est donc amené à faire un choix en essayant de déterminer les circonstances les plus défavorables qui pourront se présenter au cours de la vie de l’ouvrage. Pour le béton armé, les combinaisons et coefficients de pondération les plus utilisés sont :
– Aux états limites de service : G + Q
– Aux états limites ultimes : 1.35 G + 1.5 Q ^[36]Rapport-gratuit.com.Dimensionnement des éléments structuraux et secondaires Consulté le 20 juin 2023, disponible à l’adresse : https://www.rapport-gratuit.com/dimensionnement-des-elements- … Continue reading

Suite à l’évaluation des charges, arrive l’évaluation des sollicitations36. L’objectif de cette partie est de présenter les méthodes de calcul des sollicitations (Moment Fléchissant, Effort Tranchant) dans les dalles et poutres secondaires du bâtiment et aussi de l’Effort Normal soit de (traction37 ou compression) résultant des charges appliquées sur les poutres principales et colonnes qui sont les bases d’un dimensionnement.

Les méthodes de calcul sont adaptées au matériau béton armé puisqu’elles prennent en compte les capacités d’adaptation et le phénomène d’amortissement du béton armé. Les capacités d’adaptation prennent en compte l’étude du comportement à la rupture d’une pièce soumise à l’adaptation des charges. Par conséquent, le dimensionnement doit être proportionnel aux sollicitations maximales.

Sous l’application des charges de longue durées, le béton armé flue, c’est-à-dire qu’il continue à se déformer même si la charge reste constante. Cette déformation de fluage est loin d’être négligeable pour le béton armé puisqu’elle peut représenter jusqu’à trois fois la déformation instantanée pour une charge constante et un temps infini. Pour les poutres hyperstatiques ou (continues) le fluage entraine que l’amortissement est beaucoup plus rapide que pour une poutre élastique (isostatique).

Le dimensionnement, en Génie-Civil communément appelé plan de ferraillage c’est un procédé permettant de donner des dimensions physiques appropriées à des sections d’aciers qui pourront répondre aux efforts de traction et éventuellement de compression qui seront sollicités par les différents éléments38.
Lorsque le torseur des charges appliquées sur une section quelconque se réduit à un effort tranchant (ET) et un moment de flexion (Mf); ladite section est donc sollicitée en Flexion Simple. En plus de ces deux sollicitations (ET, Mf) la section subit un effort normal N appliqué en son centre de gravité ou un effort normal excentré, la résistance des matériaux admet qu’elle est sollicitée en Flexion Composée. ^[37]Pierre, G. (2015). Aide mémoire : ouvrage en béton armé (4e éd). Dunod. p229. ^[38]Cours BTP. La traction simple. Le 22 mai 2021. Consulté le 20 juin 2023, disponible a l’adresse : La traction simple – Cours BTP (btp-cours.com) ^[39]Jean, M. P. (2005) Calcul des structures en béton. Editions Afnor.

Une pièce qui est sollicitée en flexion composée possède trois (3) façons déformables:

• Partiellement comprimé ou tendue
• Entièrement comprimé
• Entièrement tendue Puisque nos éléments porteurs sont soumis à des efforts (normaux, tranchants et moments de flexion) donc les calculs seront menés en flexion composée.
Suite aux sections de béton pré dimensionner et aux sollicitations fournit par les pièces par rapport aux charges appliquées sur ces dernières, le dimensionnement va donc déterminer les sections d’aciers adéquats qui seront vérifiées et justifiées suivant les normes et conditions du B.A.E.L39.

DIMENSIONNEMENT DES DALLES
Les dalles sont des éléments rectangulaires de dimension (lx et ly) appuyées sur leurs quatre cotés. Nous désignons par lx la plus petite dimension de la dalle, on aura donc lx ≤ ly
En général, on considère dans l’étude des dalles une tranche de 1 m de largeur, c’est-à-dire que l’on a b = 100 cm
Les dalles sont des pièces servant principalement de transition qui sont sollicités par un moment fléchissant et un effort tranchant, elles sont donc dimensionnées en Flexion simples.

DIMENSIONNEMENT DES POUTRES SECONDAIRES.
Les poutres secondaires étant des éléments porteurs horizontaux, ils servent à transmettre les charges des dalles au reste de la structure et aussi à gérer la stabilité de forme. Ils ne reçoivent donc pas les charges dynamiques appliquées sur la structure. Elles sont sollicitées par deux forces
(Effort Normal (E.N, Moment Fléchissant M.F) qui leurs permet d’être dimensionnées en FLEXION SIMPLE.
Dans le cas des poutres, il est a noté que : les poutres (secondaires) d’un bâtiment supportant des dalles, il est alors loisible de considérer que la dalle reprenne une partie des contraintes de compression induite par la flexion de la poutre. ^[40]CHARON, P. (1983). Calcul des ouvrages en béton armé suivant les REGLES B.A.E.L 80. (2eme Ed.) .Eyrolles.

Ceci n’est vrai que si la poutre est retombée, comme dans notre cas seule la partie en travée est concernée et sur appuis il faut considérer que la poutre est rectangulaire. Dans ce cas-là on a une poutre en T qu’on va devoir déterminer la section pour laquelle elle va être dimensionné.
La poutre peut être dimensionné en deux sections soit :

• Une poutre en T section en T avec Mtable ≤ MTu
• Une poutre en T section rectangulaire avec Mtable > Mtu

DIMENSIONNEMENT DES POUTRES PRINCIPALES.
Les poutres principales quant à elles servent à reprendre les charges transmises par les dalles et poutres secondaires pour les transmettent aux colonnes. Elles reçoivent aussi les charges dynamiques appliquées sur eux (vents, séismes).
En raison des charges dynamiques, une autre sollicitation s’est présentée. L’effort normal (E.N). Ce qui fait que les poutres principales seront dimensionnées en flexion composée.

DIMENSIONNEMENT DES ELEMENTS VERTICAUX.
Les éléments verticaux appelés aussi colonnes sont des éléments qui assurent la stabilité et la sécurité de la structure. Ils assurent aussi la descente des charges vers la fondation et gèrent les efforts dynamiques appliqués sur l’ensemble de l’ouvrage.
Ils sont sollicités en flexion composée40 suite à l’effort normal créé par les charges dynamiques qui les sont appliquées. Pour le calcul des sections d’aciers qui leurs seront nécessaire ils peuvent être dimensionnés de deux façons. Soit en :
• Section partiellement comprimée.
• Section entièrement comprimée.
Ensuite vient le calcul des fondations, Les fondations d’une construction sont constituées par les parties de l’ouvrage qui sont en contact avec le sol auxquelles elles transmettent les charges de la superstructure. Les éléments de fondation transmettent les charges au sol, soit directement (cas des semelles reposant sur le sol), soit par l’intermédiaire d’autres organes (exemple : semelles sur pieux). Le choix du type de fondation dépend essentiellement de la résistance du sol. En pratique, la valeur de la contrainte du sol à introduire dans les calculs (désignée par 𝜎𝑠𝑜𝑙) est ^[41]Henry, T. (2011). Dimensionnement des ouvrages en béton armé : programmes de calcul et méthode simplifiée pour les ouvrages élémentaires en béton. AFNOR.

donnée par l’expérience ou à partir des résultats des sondages effectués par un labo de mécanique des sols.
Comme nous l’avons mentionné plus haut le dimensionnement englobe tous les éléments importants et essentiels du bâtiment41 et il faut respecter toutes les normes de calcul appropriés à chaque élément et tenir compte que les conditions à ELU et à ELS soient respectées dans chaque cas que ce soit dans les éléments de structure du bâtiment ou des autres ouvrages extérieurs.

Cependant tous ces termes et conditions ne concerne pas que les éléments en béton armé, il peut y avoir des éléments dans notre bâtiment qui est formé par d’autre matériaux soit en structure métallique, en verre, frome ou d’autres matériaux de constructions adéquats alors il va aussi falloir se renseigner sur les méthodes de dimensionnement de ces matériaux afin d’arriver à un résultat satisfaisant comme en béton armé. Pour cela des sites internet sur le sujet sera importants des livres de constructions42 et l’expertise de certains professionnels dans la matière serait important.
A travers ce chapitre nous avons pu définir et monter l’importance du dimensionnement dans le travail d’un ingénieur car le résultat final à savoir présenter le plan de ferraillage et de coffrage de l’ouvrage est l’essence même de sa présence sur un chantier. ^[42]Doubrere, J-C.(1988). Cours pratique de béton armé : règles BAEL 83. Eyrolles. 160p. ^[43]Hurez,M., Juraszek, N. et Pelcé, M. (2009). Dimensionner les ouvrages de maçonnerie, G12280. Afnor.

Chapitre VII
Conclusion

Dans ce mémoire nous avions eu a apporté notre contribution à la construction du centre polyvalent de l’église de Saint François de Sales devant répondre aux différentes normes de construction. Nous avions développé un ensemble de point suivant une méthodologie méticuleuse, se basant sur des principes de construction pouvant permettre à tous professionnels de la construction d’avoir un nouveau regard sur les méthodes de construction.

Nous avions développé, les plans de structure car l’ingénieur en structure du bâtiment joue un rôle très important dans tout projet. Ensuite, nous avons étudiés les éléments de structure nécessaires et les comment dimensionnés en fonction du bâtiment. On a développé aussi l’étude topographique et géotechnique qui est une étape cruciale, de plus l’effet des séismes et les efforts dus aux vents ont été étudiés dans le but d’avoir une construction fiable.

Mes recherches sont limitées concernant les informations pour la reconnaissance et la nature des sols, les études parasismiques qui permettent d’assurer sécurité face aux phénomènes naturels par manque de données au niveau des instances concernées. Puis dans les études d’impact environnemental et concernant la nature des matériaux nous n’avons pas eu l’opportunité de recueillir et d’interpréter le maximum de données vu le bref délai.
Dans l’élaboration de ce mémoire je n’ai pas pu mettre en avant l’ensemble des conséquences que pourraient causer le manque de responsabilité et d’éthique d’un ingénieur dans la construction d’un bâtiment que ce soit dans la phase d’étude ou de réalisation. Ce manque pourrait causer de gros dégâts comme des problèmes structurels, hausse des risques de sécurité, des pertes en biens et en vie, des couts supplémentaires ou encore une réputation affectée.
Pour y remédier il faudra faire une sélection rigoureuse de l’ingénieur, mettre en place un contrat clair avec des exigences détaillées, s’assurer d’avoir un système de supervision régulier tout au long du processus de construction et avoir une communication claire et transparente. En mettant en œuvre ces suggestions on pourra améliorer la probabilité de travailler avec quelqu’un de compétent et de réduire les risques liés à la construction d’un bâtiment.

On peut donc conclure que la phase de conception est certainement une étape essentielle dans la construction du centre polyvalent de Saint François de Sales. Cependant, il est important de souligner que ce n’est pas la seule chose importante pour mener à bien ce projet. Il faudra tenir compte de la planification, de la coordination, de la qualité de la construction, du respect des réglementations pour pouvoir mener à bien ce projet.

Bibliographie.

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TABLE DES ANNEXES

ANNEXE 1
Représentation de la déformation d’une poutre
Différents domaines de calcul des armatures
Diagramme contrainte-déformation

ANNEXE 2
Délimitation de la commune de Delmas
Plan de la commune de Delmas
Microzonage sismique de la commune de Delmas