Etude d'un Bâtiment R+5

CONCEPTION DUN IMMEUBLE R+3 EXTENSIBLE A R+5 A USAGE DE BUREAUX A LA RUE DE LUNICEF A

OUAGADOUGOU

MEMOIRE POUR LOBTENTION DU MASTER EN INGENIERIE DE L'EAU ET DE L'ENVIRONNEMENT

OPTION : GENIE CIVIL

Prsent et soutenu publiquement par :

ISSA ZERRE Adoum Daye

Travaux dirigs par :

Dr. Ismala GUEYE

&

M. Reynaud Michel

Promotion 2009/2010

Conception dun immeuble R+3 extensible R+5 usage de bureaux la rue de lUnicef

Ouagadougou

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Ddicace

A MA CHERE MAMAN FATIME MAHAMAT


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Remerciements

Llaboration de ce document ne peut tre possible sans luvre conjugue des uns et des

autres. A cet effet, je tiens extrioriser toutes mes reconnaissances et mes sincres

remerciements M. Michel Reynaud pour mavoir accept en projet de fin dtudes.

Je voudrais par ailleurs exprimer ma plus sincre gratitude Dr. Ismal GUEYE pour avoir

t mon interlocuteur privilgi au niveau du 2iE et qui ma tant soutenus en consacrant

beaucoup de son temps pour me guider dans les diffrentes phases de cette tude.

Pour terminer, un grand merci lquipe enseignante de 2iE pour la qualit de lenseignement

qui nous a t dispens, ainsi qua mes camarades de promotion pour lambiance et la

convivialit dans laquelle nous avons tudi durant ces deux annes.


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RESUME

Cette tude consiste modliser et dimensionner la structure et les fondations en bton arm

dun immeuble de six (6) niveaux.

La conception structurale de ltude sest base sur le respect des rgles de lart de la

construction avec une bonne matrise des cots et des contraintes dintgration architecturales.

Une structure poteaux-poutres associs des voiles porteurs a t retenue. Ces derniers

assurent le contreventement de louvrage avec lescalier.

Pour le choix du plancher, nous avons opt pour les dalles nervures classiques en bton arm

pour des raisons de rsistance, de cot et de facilit dexcution.

Au regard des caractristiques mcaniques du sol dassise (sol = 2,0 bars), nous avons opt

pour la solution fondations superficielles, des semelles isoles.

Les descentes de charge et le pr dimensionnement des lments structuraux ont t calculs

manuellement.

La modlisation et le dimensionnement de la structure ont t manis principalement laide

du ARCHE module ossature. Nonobstant, certains lments de la structure et des fondations

ont t dimensionns manuellement.

Mots cls : Structure, Conception, modlisation, dimensionnement, bton arm.


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ABSTRACT

This study consists to model and dimension the structure and the foundations out of

reinforced concrete of a building of six (6) levels.

The structural design of the study was based on the compliance with the code of practice of

construction with a good control of the costs and architectural constraints of integration.

A structure post-beams associated with carrying veils was retained. These latter ensure the

wind-bracing of the work with the staircase.

For the floor, we have chosen the traditional slabs ribbed out of reinforced concrete for

reasons of resistance, cost and facility of execution.

Taking into consideration the mechanical characteristic of soil basis (sol = 2 bars), we have

chosen the solution shallow foundations, in main floor.

The descents of load and the pre dimensioning of the structural elements were calculated

manually.

The modeling and the dimensioning of the structure were mainly handled using the ARCHE

modulates framework. Notwithstanding, certain elements of the structure and foundations

were dimensioned manually.

Key words: Structure, Design, modeling, dimensioning, reinforced concrete.


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Liste des abrviations

2iE : Institut International dIngnierie de lEau et de lEnvironnement.

BAEL : Bton arm aux tats limites.

ELS : Etat Limite de Service.

ELU : Etat Limite Ultime.

HT : Hors Taxe.

L.N.T.P : Laboratoire National du Btiment et des Travaux Publics du Burkina.

RDC : rez-de-chausse.

RDC+ 3 : rez-de-chausse avec trois niveaux.

SOMMAIRE

Introduction ............................................................................................................................. 4

I. Prsentation de louvrage et choix des matriaux ........................................................... 6

Introduction ............................................................................................................................... 6

I.1- Prsentation de larchitecture du btiment ............................................................................. 8

I.3- Caractristiques des matriaux ................................................................................................ 9

1. Bton ................................................................................................................................................... 9

2. Acier .................................................................................................................................................. 11

II. Conception de la structure .............................................................................................. 13

Introduction ............................................................................................................................. 13

II.1- Structure retenue .................................................................................................................... 14

II.2- Descente de charges ................................................................................................................ 14

II.3- Prdimensionnement des planchers ...................................................................................... 18

II.4- Prdimensionnement des poteaux ......................................................................................... 19

II.5- Prdimensionnement des poutres .......................................................................................... 20

II.6- Prdimensionnement des longrines ....................................................................................... 20

III. Calcul dun ouvrage spcial : escalier ........................................................................ 21

III.1- Calcul de lescalier ................................................................................................................ 21

III.2- Ferraillage de lescalier ........................................................................................................ 23

IV. Analyse de lossature ................................................................................................... 25

IV.1- Modlisation de la structure ................................................................................................. 25

IV.2- Dimensionnement dune file de poteaux ............................................................................. 26

V. Etude de linfrastructure ................................................................................................. 29

Introduction ................................................................................................................................................. 29

V.1- Rsultat de la campagne ......................................................................................................... 29


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V.2- Principe de fondation et recommandation .......................................................................... 31

Conclusion ................................................................................................................................................... 31

V.3- Calcul et dimensionnement dune semelle isole .................................................................. 32

V.4- Vrification de la surface ....................................................................................................... 33

V.5- Calcul dun radier ................................................................................................................... 33

V.6- Prdimensionnement du radier ............................................................................................. 34

VI. Electricit, Climatisation et Rseaux informatiques .................................................. 35

VI.1- Electricit ............................................................................................................................... 35

VI.2- Climatisation .......................................................................................................................... 36

VI.3- Rseau informatique ............................................................................................................. 36

VII. Etude environnementale ............................................................................................. 37

VII.1 Riverains et travailleurs sur le chantier ............................................................................... 37

VII.2- Nuisance gnres par le chantier ...................................................................................... 39

VIII. Devis estimatif et planning ...................................................................................... 40

IX. Conclusion ................................................................................................................... 41

X. Bibliographie ................................................................................................................... 42

XI. Annexes ........................................................................................................................ 43

1. Les coupes et les faades ................................................................................................. 44

2. Pr dimensionnement ...................................................................................................... 48

3. Pr dimensionnement et ferraillage du radier ............................................................... 51

Prdimensionnement du radier .................................................................................................................... 52

4. Ferraillage de lescalier .................................................................................................. 62

Ferraillage de lescalier ............................................................................................................................... 64

5. Electricit et Climatisation .............................................................................................. 70


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Liste des Tableaux

Tableau 1: Charge totale du plancher terrasse. ...................................................................... 15

Tableau 2: Charge totale dun plancher intermdiaire. .......................................................... 16

Tableau 3: Charge totale de la Paillasse. ................................................................................ 17

Tableau 4: Charge totale du Palier. ........................................................................................ 17

Tableau 5: Rcapitulatif de calcul de ferraillage ................................................................. 24

Tableau 6: Calcul pour la file du poteau. ............................................................................. 28

Tableau 7: Coupe gotechnique de puits ciel ouvert. ........................................................... 30

Tableau 8: Tableau rcapitulatif du calcul manuel de la semelle. .......................................... 32

Liste des Figures

Figure 1 : Amnagement des bureaux en open space. ............................................................... 7

Figure 2: Le btiment en 3D. ................................................................................................ 7

Figure 3: Coupe dun plancher terrasse corps creux. .......................................................... 15

Figure 4 : Coupe dun plancher intermdiaire en corps creux ............................................... 16

Figure 5 : Un poteau carr de section 30 x 30 cm2 en 3D. ..................................................... 19

Figure 6 : Une poutre principale de section 20 x 45 cm2

en 3D. ........................................ 20

Figure 7: Dtails de lescalier .............................................................................................. 21

Figure 8: Schma simplifi de la vole de lescalier (une poutre rectangulaire). ................ 22

Figure 9: Rsultat des efforts .......................................................................................... 23

Figure 10: Rpartition des charges sur la vole de lescalier. ........................................... 23

Figure 11: Schma de ferraillage de la vole tudi. ........................................................... 24

Figure 12: Une illustration de limmeuble tudi (fondations semelles isol). ................... 25

Figure 13: Schma de la file de poteaux tudie. .................................................................... 27


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INTRODUCTION

Btir a toujours t l'un des premiers soucis de l'homme et l'une de ses occupations

privilgies pour trouver un abri o rgne scurit et confort.

Le vcu des hommes remmor par lhistoire est riche dexemples aussi difiants les uns que

les autres, car tout cela dbut par le fameux homme des cavernes, en passant par les

indlbiles pyramides dEgypte, et de nos jours la construction connait un grand lan dans la

plupart des pays limage de " lunique lumire dans le dsert " : cest lextraordinaire tour

de Burj Duba-Burj Khalifa, dans les Emirats Arabes Unis.

Cependant, si le mtier de construire peut se ranger parmi les plus anciens mtiers exercs par

lhomme, il faut reconnatre quil leur a fallu au cours des dernires dcennies sadapter pour

tenir compte de lvolution des gots et murs, mais surtout aux nouvelles techniques de

constructions qui permettent une fiabilit maximum de la structure vis--vis des alas

naturels.

Une structure doit tre conue et calculer de telle manire quelle reste apte lutilisation

pour laquelle elle a t prvue, compte tenu de sa dure de vie envisage et de son cot.

La prsente tude consiste concevoir, modliser et dimensionner une structure et des

fondations en bton arm dun immeuble compos dun rez-de-chausse usage de parking et

de bureaux au cinq (5) tages, la rue de lUnicef dans la capitale de la Rpublique du

Burkina.

Le problme pos est de concevoir une structure respectant les rgles de lart et de la

construction avec une bonne matrise des cots. Cette structure devrait rpondre aux critres

de fonctionnalit et dintgration architecturale.

Pour rpondre aux exigences nonces ci-dessus, le rapport se divise en huit (8) chapitres. Le

premier (1) chapitre portera dune part sur la prsentation et la description architecturale du

louvrage et d autre part sur le choix des matriaux de construction et des hypothses de

calcul. Le deuxime (2) chapitre concerne la conception et pr-dimensionner la structure.


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Le troisime (3) chapitre sera consacr au dimensionnement dun escalier considr comme

un ouvrage spcial. Le quatrime (4) chapitre fera lobjet de la modlisation,

dimensionnement et calcul de la structure. Les calculs seront mens numriquement

moyennant le logiciel ARCHE. Dans le cinquime (5) chapitre, nous allons laborer,

dimensionner et optimiser les fondations de louvrage en se basant sur ltude gotechnique.

Le sixime (6) chapitre est consacr llectricit, climatisation et rseaux informatiques.

Dans le septime (7) chapitre, nous ferons une tude environnementale sur le site. Enfin, le

deux (2) dernier chapitre porterons sur :

- Une tude environnementale sur le site ;

- Une estimation de cot des travaux et un planning dexcutions des travaux.


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I. PRESENTATION DE LOUVRAGE ET CHOIX DES

MATERIAUX

Introduction

La prsente tude porte sur la conception et le calcul des lments rsistants dun immeuble

sis sur la parcelle 03 Est du lot 1143 dans la ville de Ouagadougou.

Il sagit dune tour administrative R+5, compos dun espace spcifiquement amnag pour

le stationnement des vhicules au rez-de-chausse, et des locaux administratifs sur cinq

niveaux diffrents conus de telle manire que dans un mme espace, peuvent sans murs

travailler plus de salaris, cest le concept dopen space.

Les bureaux amnags dans le concept dopen space et le plan architectural sont reprsents

toute en respectant les contraintes architecturales (voir figure 1 et 2).

La stabilit de lossature est assure par un systme auto stable en bton arm (poutre-poteau)

et la maonnerie en parpaing creux qui sert de mur de remplissage.

Les planchers courants et terrasse inaccessible sont constitus en dalles corps creux (corps

creux, poutrelles et dalle de compression) en assurant une rigidit du diaphragme horizontal et

une scurit contre les incendies.

Lescalier principal est en bton arm avec deux (2) voles droites et un palier intermdiaire,

et un escalier de secours mtallique prfabriqu.


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Figure 1 : Amnagement des bureaux en open space.

Figure 2: Le btiment en 3D.


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I.1- PRESENTATION DE LARCHITECTURE DU BATIMENT

Ltude architecturale permet de choisir la conception structurale et de calculer les diffrentes

charges permanentes et les charges dexploitation.

Les dimensions en plan du btiment sont rpertories comme suit :

Longueur : 20,70 m ;

Largeur : 17,40 m ;

La hauteur de RDC : 3,50 m ;

La hauteur dtage courant : 3,50 m ;

Surface du parking : 319,58 m2;

Surface du bureau daccueil : 20,30 m2

;

Surface des bureaux en open space ltage courant : 319,58 m2.

- Description des diffrentes parties du btiment

Cet immeuble se compose de deux sections diffrentes ;

Au premier niveau (RDC)

- Un parking,

- Un bureau de renseignement/accueil

- Et la section dite hall comprenant:

Un escalier principal deux (2) voles avec un palier de repos ;

Quatre (4) toilettes ;

Au deuxime niveau, et ainsi pour tout le niveau:

- Des bureaux en open space ;

- La section dite hall comprenant:

Un escalier principal deux (2) voles avec un palier de repos ;

Quatre (4) toilettes.

Pour de raison de scurit, des personnels et la stabilit de limmeuble, les calculs de la

structure sont effectues par le logiciel Graitec OMD 15.1E et vrifies manuellement.


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Dabord les calculs des descentes de charge et le pr-dimensionnement des lments

structuraux sont excuts manuellement. Ces descentes de charge permettent de modliser la

structure avec le logiciel. Les escaliers sont calculs et ferraills manuellement.

Tous les calculs et vrifications se feront en respectant :

- Les rgles de conception et de calcul aux tats limites des structures en bton arm

BAEL91 modifie 99.

- Les normes et document technique rglementaire qui sont : NF P 06-001 (charges

dexploitations), NF P 06-004 (charges permanentes et charges dexploitation dues

aux forces de pesanteur).

I.3- CARACTERISTIQUES DES MATERIAUX

1. Bton

Le bton est une pierre artificielle obtenue par durcissement dun mlange du ciment, sable,

gravier, eau, air et ventuellement de produits d'addition (adjuvant) suivant le respect de

norme (dosage).

- Resistance caractristique la compression

Pour ltablissement de cet tude, nous avons opt pour un bton qui est dfini par une valeur

de sa rsistance la compression lge de 28 jours, dite valeur caractristique requise (ou

spcifie). Celle-ci, note fc28, est choisie gale 25 MPa.

- Resistance caractristique la traction

La rsistance caractristique la traction du bton j jours, note ftj, est conventionnellement

dfinie par la relation:

Ftj = 0,6 + 0,06.fcj

ft28 = 2.1 MPa

- Contraintes limites

a. Contrainte limite la compression


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b

28c

bc

f85.0f MPa .

Avec :

b : coefficient de scurit

b = 1,50 en situation courante fbc = 14,20 MPa

b = 1,15 en situation accidentelle fbc = 18,48 MPa

coefficient qui est en fonction de la dure dapplication des actions

- = 1 si dure dapplication est suprieur 24 heures.

- = 0.9 si la dure dapplication est entre 1 heures et 24 heures.

- = 0.85 si la dure dapplication est infrieur 1 heures.

b. Contrainte limite de cisaillement

u = min (0,13 fc28 ; 5 MPa) pour la fissuration peu prjudiciable.

u = min (0,10 fc28 ; 4 MPa) pour la fissuration prjudiciable.

c. Contraintes de service la compression

bc = 0,60. fc28 MPa

bc = 15 MPa

- Module dlasticit

On dfinit le module dlasticit comme tant le rapport de la contrainte normale et la

dformation engendre. Selon la dure de lapplication de la contrainte, on distingue deux

types de modules :

a. Module dlasticit instantan

Lorsque la contrainte applique est infrieure 24 heures, il rsulte un module gale :

3 cjij f11000E MPa

Avec : fc28 = 25 MPa

Eij = 32164,195 MPa


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b. Module dlasticit diffre

Lorsque la contrainte normale applique est de longue dure, et fin de tenir en compte leffet

de fluage du bton, on prend un module gal :

3 cjvj f3700E

Avec : fc28 = 25 MPa

Evj = 10819 MPa

c. Module dlasticit transversale

G = E / 2 (1+ ) MPa

: Coefficient de poisson

d. Coefficient de poisson

Cest le rapport des dformations transversales et longitudinales, il sera pris gale :

- = 0,2 ltat limite de service

- = 0 ltat limite ultime

2. Acier

Cest un alliage de fer et de carbone en faible pourcentage. Lacier est un matriau caractris

par sa bonne rsistance la traction quen compression.

Les aciers utiliser sont les hautes adhrences fe E 400 MPa.

- Module dlasticit longitudinal

Il est not (Es), sa valeur est constante quelle que soit la nuance de lacier.

Es = 200000 MPa

- Limite dlasticit

s = s

ef s : Coefficient de scurit

s =1,15 En situation durable

s =1,00 En situation accidentelle


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- Protection des armatures

Dans le but davoir un btonnage correct et prmunir les armatures des effets intempries et

des agents agressifs. On doit veiller ce que lenrobage (C) des armatures soit conforme aux

prescriptions suivantes :

C 5 cm : Pour les lments exposs aux embruns ou aux brouillards salins ainsi

que pour les lments exposs aux atmosphres trs agressives.

C 3 cm : Pour les lments situs au contacte dun liquide (rservoir, tuyaux,

canalisations)

C 1 cm : Pour les parois situes dans des locaux non exposs aux condensations.


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II. CONCEPTION DE LA STRUCTURE

Introduction

La conception structurale est la phase initiale de ltude dune ossature de btiment en bton

arm, elle est considre comme tant la phase la plus importante, puisque le

dimensionnement des lments porteurs, les fondations, la bonne matrise des cots et des

dlais dexcution, dpendent fortement de ses rsultats.

Pour choisir un systme porteur, plusieurs facteurs doivent tre pris en compte savoir les

charges permanentes, les charges dexploitation, linteraction sol-structure (instabilit,

tassement), et les actions climatiques. Le choix du systme porteur dpend aussi de la

vocation du btiment : logement, coles, bureaux, hpitaux, halls industriels

La conception structurale doit tre conduite en respectant les rgles de lart et de la

construction, et en satisfaisant au mieux les contraintes architecturales et celles du site.

Nous vrifions que lossature ou le systme porteur conu satisfait aux exigences suivantes :

Prendre en compte au mieux les contraintes architecturales :

- Eviter dimplanter des poteaux gnant lexploitation des locaux ;

- Eviter la retombe des poutres au milieu des locaux.

Louvrage, soumis aux actions permanentes et variables, doit tre statiquement en

quilibre.

Les diffrents lments structuraux de louvrage doivent permettre son utilisation

dans des conditions normales et en toute scurit ;

En cas de problme complexe de transfert de charges dun tage un autre, des

lments porteurs verticaux tels que des poteaux naissants doivent tre conus.

La conception structurale permet de :

- Dessiner deux niveaux au dessus de troisime niveaux ;

- Amnager les bureaux en open space ;

- Choisir le type dossature et de plancher;

- Fixer lemplacement des lments porteurs et les pr-dimensionner ;

- Choisir le type de fondation.


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II.1- STRUCTURE RETENUE

Pour la prsente tude, le choix est port sur une ossature forme par le systme porteur

classique poteaux-poutres en bton arm.

- Le choix du type de plancher dpend de plusieurs facteurs, principalement lis la

rpartition des espaces et les longueurs des traves des poutres. Ce choix peut tre

impos aussi par des critres disolation acoustique et thermique et par des raisons de

rsistance au feu.

- Les poteaux conus sont de forme carr ou rectangulaire, car elles permettent de

faciliter le coffrage. Ces formes permettent aussi de loger les poteaux dans les murs ou

les cloisons, en ne dpassant pas leurs paisseurs, et daugmenter linertie du poteau

dans le sens voulu.

- En bref, vu la prsence dun parking au RDC le nombre de poteaux restent limits, au

total seulement dix sept dans ce niveau. Par consquent, des poteaux naissants seront

utiliss sur les poutres du plancher haut du RDC.

II.2- DESCENTE DE CHARGES

La descente de charges a pour but dvaluer les charges et les surcharges revenant chaque

lment porteur au niveau de chaque plancher jusqu la fondation.

Les charges rglementaires sont les charges permanentes (G) et les charges dexploitations

(Q).

I. Charges permanentes

Les charges permanentes sont appliques pratiquement avec la mme intensit pendant toute

la dure de la vie de louvrage. Celles du plancher sont dtermines partir de sa

composition.

Elles sont fonction des masses volumiques ainsi que des paisseurs de chaque constituant.

Les charges permanentes pour le plancher terrasse accessible, les planchers courant, mur

extrieurs, dallage parking et lescalier sont dtermines manuellement.


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Les charges totales du plancher terrasse sont montres au tableau 1.

Plancher terrasse non accessible

Tableau 1: Charge totale du plancher terrasse.

Figure 3: Coupe dun plancher terrasse corps creux.

Constituants Charges (KN/m2)

Enduit sous face 0.33

Corps creux (16+4) 2,85

Forme de pente 1,8

Etanchit

Gravillon 0,6

Enduit de planit 0.10

multicouche 0,12

5.80 KN/m2


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Plancher courant

Tableau 2: Charge totale dun plancher intermdiaire.

Lestimation de la charge des planchers intermdiaires corps creux, prsents la figure 4,

sont donnes au tableau 2.

Le plancher RDC parking la mme charge permanente que les autres planchers

intermdiaires en corps creux ainsi que la mme coupe (figure 4).

Figure 4 : Coupe dun plancher intermdiaire en corps creux

Constituants Charges (KN/m2)

Enduit sous face 0,33

Corps creux (16+4) 2,85

Revtement

Mortier de pose 0,36

Carrelage 0,44

Enduit en pltre 0,10

Cloison lgre 0,7

4,78KN/m2


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Cloisons et des acrotres

Cloison Maonnerie 10 enduite sur deux (2) faces : 2, 10 KN/m2

Acrotres

Acrotre simple : 2, 00 KN/m2

Charges et surcharges sur lescalier

Paillasse

Charges permanentes

Tableau 3: Charge totale de la Paillasse.

Palier de repos

Tableau 4: Charge totale du Palier.

Elments Epaisseur

(cm)

Poids volumique

(KN/m3)

formules G (KN/m2)

Pp de la paillasse 18 25 . e/ cos 5,03

Carrelage horizontal 2 22 . e 0,44

Mortier de pose 2 18 . e 0,36

Carrelage vertical 2 22 . e 0,44


marches 16 25 . h/2 2

Garde corps 0,6

Total 9,31

Elments Epaisseur

(cm)

Poids volumique

(KN/m3)

formules G (KN/m2)

Carrelage 2 22 . e 0,44


Dalle pleine 16 25 . e 4

Enduit 1,5 22 . e 0,33

Total 5,13


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II. Charges dexploitation

Les charges dexploitation ou surcharges sont celles qui rsultent de lusage des locaux. Elles

correspondent au mobilier, au matriel, aux matires en dpt et aux personnes pour un mode

normal doccupation. (Normes NF P 06-001).

Plancher terrasse non accessible (sauf entretien) 1 KN/m2

Plancher pour bureau (tages courants) : 2,5 KN/m2

Escalier : 2,5 KN/m2

Plancher pour parking au RDC : 2,5 KN/m2

Une fois la conception faite, cest--dire la disposition des lments porteurs verticaux et

horizontaux tant choisi, chaque lment doit tre pr dimensionn, vis--vis des conditions

de rsistance et de dformation. Le but du pr dimensionnement est doptimiser les sections

afin de rduire les cots.

II.3- PREDIMENSIONNEMENT DES PLANCHERS

Les planchers permettent de limiter les diffrents niveaux du btiment. Le rle essentiel des

planchers est dassurer la reprise et transmission de charges verticales aux lments porteurs.

En plus de cette participation la stabilit de louvrage, ils offrent une isolation thermique,

acoustique, et la protection contre lincendie entre les diffrents tages.

1) Plancher en corps creux

Les constituants dun plancher en corps creux sont :

- Chape de bton ou dalle de compression : elle transmet les charges qui lui sont

appliques aux nervures.

- Corps creux : cest un coffrage perdu, il permet daugmenter les qualits disolation de

plancher.

- Nervures : ces sont des lments porteurs du plancher, reposant de part et dautre sur

des poutres. Elles sont coules sur place et leurs dimensions sont lies celles du

corps creux.


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On adopte un plancher de 20 cm dpaisseur compos dun hourdis de 16 cm et dune dalle de

compression de 4 cm dpaisseur (Le dimensionnement de la dalle, figure et ferraillage du

plancher lannexe.

II.4- PREDIMENSIONNEMENT DES POTEAUX

Les poteaux sont en bton arm dont la forme est gnralement carre, rectangulaire

ou circulaire. Ils sont des lments essentiels de la structure, dont les longueurs sont grandes

par rapport aux autres dimensions transversales.

Le prdimensionnement des poteaux se base sur la limitation de llancement mcanique

.

En effet, pour limiter le risque de flambement, llancement, doit tre inferieur 70. Cette

caractristique mcanique est dfinie comme le rapport de la longueur de flambement lf au

rayon de giration imin de la section droite du bton seul (B), calcul dans le plan de

flambement. Gnralement, le plan de flambement le plus dfavorable est celui qui est orient

suivant le moment dinertie de la section le plus faible, cest pour cela que le rayon de giration

minimal intervient dans le calcul.

La longueur de flambement lf est calcule en fonction de la longueur libre du poteau l0 et de

ses liaisons effectives.

Larchitecture retenue du btiment nous impose des poteaux carre et rectangulaire.

- Poteau carr a=b Le dimensionnement manuel prsent en annexe 1 donne des poteaux carre de 0, 30 m

(figure 7).

30 x 30 cm

Figure 5 : Un poteau carr de section 30 x 30 cm en 3D.


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- Poteau rectangulaire axb (a


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III. CALCUL DUN OUVRAGE SPECIAL : ESCALIER

III.1- CALCUL DE LESCALIER

Lescalier est un lment douvrage permettant de passer pied dun niveau de btiment un

autre. Lescalier est compos dune succession rgulire des plans horizontaux consistant en

de marches et des paliers.

Ces ouvrages peuvent tre en acier, en bois, mais gnralement en bton arm. Les escaliers

reprsentent les voies dvacuation en cas dincendie. Lavantage des escaliers en bton arm est

la facult de les construire sous des formes trs nombreuses qui permettent de les adapter toutes

les dispositions. (fig. 9).

Figure 7: Dtails de lescalier

Pour les diffrents types descaliers on considre les paramtres suivants :

h : hauteur de la contre marche, variant de 0,14 0,18 m.

g : la largeur de la marche, variant de 0,30 0,35 m.

: linclinaison de la vole,

g

harctg


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1. Le modle de lescalier tudi

On va sintresser dans ce qui suit aux escaliers des planchers courants du 1er au 5me

tage,

ces derniers sont diviss en deux voles. Le calcul du ferraillage est conduit vis--vis de la

flexion simple la fois lELU et lELS. La vole descalier calcule sera considre

comme tant une poutre rectangulaire de largeur unit sur deux appuis simples. (fig. 10)

120Cm340 Cm

Figure 8: Schma simplifi de la vole de lescalier (une poutre rectangulaire).

La hauteur de ltage est : H = 3,50 m

a) La contre marche h est situ entre 14 et 18cm.

Pour notre tude, nous prenons h = 16 cm et nous aurons 11 marches pour chaque vole

b) La largeur du giron.

30 cm

Nous prenons g = 30 cm.

a. Pr dimensionnement de la paillasse et du palier

Le rsultat obtenu est comprit entre 15 et 23 cm (voir annexe 5).

15, 33 cm ep 23cm

Une paisseur de 18 cm est retenue pour tous les escaliers du btiment.


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b. Dimensionnement de lescalier

Etude de diffrentes parties de lescalier. Les rsultats sont montrs au tableau 5 suivant et les

calculs prsents en annexe 5.

Tableau du rsultat des efforts :

Figure 9: Rsultat des efforts

Par mesure de simplification au calcul des sollicitations, calcul de ferraillage pour la vole et

celle du palier et adoptons celui qui est le plus dfavorable.

Vole de lescalier

Rpartition des charges (fig. 10).

G1= 9,31 KN/m

G2= 5,13 KN/m G2= 5,13 KN/m

Q = 4 KN/m

Figure 10: Rpartition des charges sur la vole de lescalier.

III.2- FERRAILLAGE DE LESCALIER

Les calculs manuels de ferraillage sont lannexe 4. Le schma de ferraillage montre la

figure et rsultants prsentes au tableau 5.

Paillasse Palier

Pu (KN/m) 16, 32 10,68

Pser (KN/m) 11, 81 7,63


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Tableau 5: Rcapitulatif de calcul de ferraillage

Figure 11: Schma de ferraillage de la vole tudi.

Armatures longitudinales

A A (cm2) Amin (cm

2) Choix des barres (cm

2) Espacement (cm)

0 8,88 1,74 8HA12 13

0 6,30 1,74 6HA12 17

Armatures de rpartition

Ar (cm2) Choix des barres (cm

2) Espacement (cm)

4,44 4HA12 25

3,15 5HA10 20

Armatures sur appuis

Aa (cm2) Choix des barres (cm

2) Espacement (cm)

1,33 4HA8 25

0,95 4HA8 25


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IV. ANALYSE DE LOSSATURE

IV.1- MODELISATION DE LA STRUCTURE

La phase de modlisation est la phase intermdiaire entre la conception et le

dimensionnement. Vu le nombre important des lments, nous utilisons le module de logiciel

de calcul ARCHE pour dimensionner lossature du btiment et ses fondations.

Pour le calcul manuel, nous avons essay dtablir des modles de calcul simples proches des

cas rels. Nous avons valu le chargement, calcul les sollicitations en se servant des

thories de structures et enfin calcul le ferraillage ncessaire.

Figure 12: Une illustration de limmeuble tudi (fondations semelles isol).


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Dans la suite de ce chapitre, nous allons dimensionner manuellement un lment porteur de la

structure.

Le dimensionnement des fondations sera effectu dans le chapitre suivant.

IV.2- DIMENSIONNEMENT DUNE FILE DE POTEAUX

a. Gnralits

Les poteaux des constructions courantes sont calculs en ngligeant les effets de solidarit

avec les poutres et en admettant par consquent la discontinuit des lments de plancher au

droit des poteaux.

Ainsi, les rgles BAEL admettent de considrer conventionnellement comme soumis une

compression centre tout poteau qui, en plus de leffort normal de compression N, nest

sollicit que par des moments conduisant des petites excentricits (de lordre de grandeur de

la moiti de la dimension du noyau central).

Le risque de flambement des armatures longitudinales conduit placer des armatures

transversales (cadres, triers ou pingles). Le flambement est le phnomne qui est la cause

du dplacement dune partie du poteau dans une direction perpendiculaire son axe. Le

poteau flchi autour de son axe de plus faible inertie. Dans le cas o llancement mcanique

est inferieur 70, les rgles BAEL autorisent de ne pas faire une vrification du poteau

ltat limite de stabilit de forme (ELUSF), cest--dire quon peut se contenter dun calcul du

poteau lELU de rsistance condition de minorer forfaitairement leffet normal rsistant

par un coefficient dpendent de llancement mcanique.

b. Calcul du poteau en compression centre

- Evaluation des charges

Le poteau tudi est un poteau situ au parking RDC, il est soumis aux charges transmises par

le plancher et les poutres (pour lesquelles il sert dappui) reparties sur sa surface dinfluence,

aux charges achemines par le poteau, et son poids propre.

- Descente de charge

La descente de charge dun poteau calcul manuellement de six niveaux (fig. 13).


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Figure 13: Schma de la file de poteaux tudie.

Les charges appliques la tte du poteau P1 tudi sont :

Charges permanentes G = 670 KN

Charges dexploitation Q = 269 KN

Nu = 1,35 Ng + 1,5 Nq

AN : 1,35. 670 + 1,5.269

Nu = 1308 KN

Calcul des armatures

Gomtrie :

Surface rduite Br = 0,1404 m2

Hauteur lo = 3,10 m


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Ferraillage longitudinal

S

e

S

C

u

fA

b

fBrN .

9,0

. 28lim

Il faut respecter la condition suivante : Nu Nu lim

b

fBrNu

fcmA C

e

S

9,0

. 282

A (cm2) = 4,8 cm

2

Amax = 5B/100 = 45 cm2

Tableau 6: Calcul pour la file du poteau.

Poteaux 5m

tage 4m

tage 3m tage 2m tage 1er tage RDC

Nu (KN) 86,4 200,25 314,1 495,45 541,8 1308

Br (m2) 0,1404 0,1404 0,1404 0,1404 0,1404 0,1404

k 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 Lf (m) 2,17 2,17 2,17 2,17 2,17 2,45 37,59 37,59 37,59 37,59 37,59 42,44 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,66 Amin (cm

2) 4 4 4 4 4 4,8

Aadopt

(cm2)

4,52 4,52 4,52 4,52 4,52 6,16

Ferraillage

longitudinal

4HA12 4HA12 4HA12 4HA12 4HA12 4HA14

Ferraillage

transversal t 6 t 6 t 6 t 6 t 6 t 8

Le rsultat obtenu du calcul manuel est le mme que le rsultat donn par le logiciel.

Pour le plan de ferraillage voir annexe.


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V. ETUDE DE LINFRASTRUCTURE

Introduction A la demande et pour le compte de la socit, le L.B.T.P a procd la ralisation dune

campagne gotechnique relative ce projet.

Cette mission comporte :

- La ralisation de cinq (5) essais pntromtriques au pntromtre dynamique lourd

BORRO DB 70 quip de pointes perdues coniques de 15,2 cm2

- Sondage de trois (3) puits ciel ouvert de 4,00 m de profondeur pour permettre

dtablir les coupes gotechniques dtailles des terrains rencontrs pour analyser en

laboratoire.

- Et des essais au laboratoire (analyse granulomtrique, limite dAtterberg).

Ce chapitre a pour objectif danalyser les rsultats de la campagne gotechnique fin de

prconiser un systme de fondation appropri ce projet et de le dimensionner.

V.1- RESULTAT DE LA CAMPAGNE

Essais pntromtriques :

Lessai pntromtriques consiste raliser un essai de sol in-situ laide du pntromtre

statique ou dynamique (enfoncement dans le sol dune pointe mtallique par vrinage ou

battage). Cet essai a permit de mesurer la rsistance de pointe lie directement la contrainte

de rupture du sol.

Le rsultat de ces essais montre que le site est homogne. En effet, tous les essais ont le refus

8,00 m de profondeur sans refus sauf le P1 a accus le refus 7,20 m.

Puits ciel ouvert :

Les puits ciel ouvert permettent didentifier les diffrentes couches de sols. Trois (3) puits

ciel ouvert rfrences S1, S2 et S3 ont t manuellement creuss la pioche. Ils ont t

descendus 4,00 m de profondeur. Aux cours de lexcution des puits, des venues deau ont

t dceles dans les puits S1 et S2 respectivement 3,10 m et 3,30 m de profondeur mais les

parois des puits se tenaient bien. (Figure 8, coupe puits).


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Tableau 7: Coupe gotechnique de puits ciel ouvert.

Essais au laboratoire :

Des chantillons remanis ont t prlves dans les puits manuel aprs une identification

visuelle et ont fait lobjet des essais en laboratoire (analyse granulomtrique et limites

dAtterberg). Les limites dAtterberg et lanalyse granulomtrique sont ncessaires pour

vrifier les caractristiques de la dernire couche dargile latritique graveleuse au niveau de

chaque puits.

Profondeur [m]

Profil Description Nature du sol Observations

0,00

Remblai Argile latritique

graveleuse Terre vgtale

0,90

Argile latritique

Echantillon E-01

2,50

Argile latritique graveleuse

Echantillon E-02

4,00


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Les rsultats dessais de lanalyse granulomtrique ci- dessous nous permettent de classifier

les sols.

Sondage S1 :

Nature de la couche : Argile Latritique Graveleuse ;

Couche 330/400 (WL% = 40,0 ; WP % = 17,0 ; IP % = 23,0).

Sondage S2 :


Couche 300/400 (WL% = 38,0 ; WP % = 16,0 ; IP % = 22,0).

Sondage S3 :


Couche 310/400 (WL% = 36,0 ; WP % = 16,5 ; IP % = 19,5).

V.2- PRINCIPE DE FONDATION ET RECOMMANDATION

Lanalyse des rsultats des investigations montre la prsence dune couche de remblai grave

argileuse latritique qui stend de 0,00 m jusqu - 0,90 m de profondeur, une 2me

couche

dargile latritique qui stend de - 0,90 m jusqu - 2,50 m de profondeur puis une 3me

couche dargile latritique graveleuse qui stend de - 2,50 m jusqu - 4,00 m de profondeur

dont tout leurs caractristiques mcaniques et leurs proprits de portance sont galement

bonnes.

Lensemble des rsultats obtenus par ltude gotechnique (essais pntromtriques, puits

manuels et essais au laboratoire) prconise le cas dun systme de fondation de type

superficiel avec les hypothses suivantes :

- Des fondations sur semelles isoles ancres dans largile latritique;

- Un niveau dassise des fondations au 1,60 m de profondeur par rapport au terrain

naturel actuel.

Conclusion Une contrainte admissible a = 2,0 bars = 0,20 MPa ;

- Le systme de fondation est du type superficiel sur des semelles isoles ;

- Le taux de travail du sol est 2,0 bars pour un niveau dassis des fondations au-del de

1,60 m de profondeur par rapport au terrain naturel la date du sondage (D = 1,60 m/TN) ;

- Les tassements ne sont pas craindre.


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V.3- CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DUNE SEMELLE ISOLEE

Pour le prdimensionnement de la semelle on va faire le calcul lELS (fissuration

prjudiciable), de la semelle isole N 2 qui support les charges transmises par le poteau P2.

Leffort normal transmis par le poteau dj tudie la semelle est donn par le logiciel

ARCHE, avec G = 676 KN et Q = 238 KN.

Le calcul se fait laide de la mthode de bielles sachant que : sol = 0,20 MPa.

Le dimensionnement se fait LELU, Nu = 1,35G + 1,5Q = 1269,6 KN.

Le tableau ci-dessous rcapitule les charges, section dun poteau carre est donne le choix des

armatures.

Tableau 8: Tableau rcapitulatif du calcul manuel de la semelle.

Dsignation Application littorale Application numrique Observations

Pr dimensionnement

Charge N G + Q 676 + 238 = 914 KN

Contrainte de calcul q= 0,2 MPa

Section N /q 0,914/ 0,2 = 4,57 m2

Dimension

bq

aNA

2

3

10.2,0

10.914= 2,14 m

Aq

NB

914.103/ (0,2.10

2 x

2,11.104) = 2,14 m

A= B = 2,14 m

h= (B-b)/ 4 + 5 (214 20) / 4 + 5 = 0,54 m

Vrifions q q= N/S 0,914/ 4,57 = 0,2 0,20 MPa ok !

Dimensionnement

Section darmatures

suivant A et B

Nu. (B- b) / (8.d. fsu) 1269,6 .103.(2140 200)/

(8. 48,5. 348) = 18,24cm2

Choix Suivant A 25HA10 Ar = 19,63 cm2

Suivant B 25HA10 Ar = 19,63 cm2


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Longueur scellement Ls = 40 l 40 x 1,0 = 40 cm BAEL A6.1.221

Longueur ancrage La = 0,4ls 0,4 x 40 = 16 cm BAEL A6.1.253

Longueur disponible Ld = B/4 2x5cm 214/4 2x5= 43,5 cm >La, donc crochets

non ncessaires.

Longueur dancrage des aciers en attente La = 35 l 35 x 1,0 = 35 cm

Art 2.55 D.T.U.13.12

Les rsultats obtenus par le logiciel Arche module ossature sont lgrement conomique que

les rsultats trouvs manuellement.

V.4- VERIFICATION DE LA SURFACE

Le rapport de la surface totale des semelles par rapport la surface totale de la structure est

de :

66,07,365

41,240

batiment

semelles

S

S

La surface totale des semelles reprsente 66 % de la surface du btiment.

Vu que les semelles occupent plus de 50 % de la surface du sol dassise, on adopte le choix

dun radier gnral.

Remarque :

Tout en tenant compte de :

- La nature du sol dcrite par les sondages complmentaires ;

- Les rsultats des essais de laboratoire ;

La solution des fondations superficielles de type radier gnrale est envisager.

V.5- CALCUL DUN RADIER

Un radier est dfinit comme tant une fondation superficielle travaillant comme un

plancher renvers dont les appuis sont les poteaux de lossature et qui est soumis la raction

du sol diminues du poids propre du radier.


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Ce type de fondation prsente plusieurs avantages qui sont :

- Laugmentation de la surface des semelles, minimise la forte pression apporte par la

structure ;

- La facilit dexcution et de coffrage ;

Et convenir mieux aux dsordres ultrieurs qui peuvent provenir des tassements ventuels.

V.6- PREDIMENSIONNEMENT DU RADIER

Aprs calcul manuel, nous avons adopt une paisseur constante sur toute ltendue du radier:

h = 90 cm Nervure

h = 40 cm Dalle (Voir annexe 3 pour plus de dtail).

Les calcul des ferraillages du radier sont fait manuellement avant dtre vrifier dans le

logiciel.


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VI. ELECTRICITE, CLIMATISATION ET RESEAUX

INFORMATIQUES

VI.1- ELECTRICITE

Dans toute conception dun btiment, la notion dclairage et dnergie est recommande par

lhygine du btiment.

Et aussi pour le bon fonctionnement de limmeuble, llectricit joue un rle dterminant.

Ltude dune installation basse tension doit tre conduite dans le souci de permettre une

bonne adoption aux besoins de lutilisateur final et compte tenue de la contrainte essentielle

du respect du budget.

Le critre final de la russite dune tude est donc le rapport performances/prix. Bien tendu,

linstallation tudie est conforme aux normes et rglements en vigueur afin dassurer la

scurit des personnes et des biens.

Limmeuble sera quip des lments suivants :

1. Au rez-de-chausse

Parking

19 blocs de rglettes munies chacun de deux rglettes fluorescentes de 58W/230V et

Cos =0,85.

Bureau daccueil

1 bloc de rglette munie de deux rglettes fluorescentes de 58W/230V et Cos =0,85.

Escalier


Cos =0,85.

Toilette lentre de limmeuble

1 rglette fluorescentes de 58W/230V et Cos =0,85.


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2. Aux autres niveaux (de 1er au 5me

)

Bureaux en open space


Cos =0,85.

Escalier


Cos =0,85.

Toilette lintrieur du limmeuble

1 bloc de rglette munie de deux rglettes fluorescentes de 58W/230V et Cos =0,85.

La section des cbles et les appareils de protection sont choisis en fonction de la puissance des

rcepteurs toute en respectant les normes franaises.

VI.2- CLIMATISATION

La puissance du climatiseur ou puissance frigorifique est de 46474,11 W, soit 20 CV. Ce qui

donne sept (7) climatiseurs Split de 3 CV (voir annexes n pour le calcul manuel)

Puissance souscrire a la compagnie dlectricit

On souscrira auprs de la SONABEL une Puissance de 28700 VA.

VI.3- RESEAU INFORMATIQUE

Limmeuble sera quip dun rseau informatique. Les lments seront de caractristiques

suivantes :

Les cbles de connections sont de catgorie 6 ;

Les prises informatiques sont de type RJ 45 ;

Les cbles et les prises sont protges par des goulottes appropries ;

Le nombre de prises informatiques est de 2 pour chaque bureau.


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VII. ETUDE ENVIRONNEMENTALE

Les travaux de construction de limmeuble engendrent ncessairement des nuisances

environnementales, lintrieur et lextrieur du chantier.

Limpact sur lenvironnement est lun des critres de validation de lopportunit du projet et

du choix du site dimplantation ; cest donc une forme dtude dimpact du projet qui est

raliser.

La russite du chantier respectueux de son environnement passe par une implication de

chacun des acteurs de lopration.

Parmi les facteurs de russite, mettons en avant les efforts de communication en uvre sur le

chantier. Informer les acteurs du chantier et en particulier les travailleurs sur qui repose in fine

lefficacit du dispositif est en effet essentiel. De mme, communiquer avec les riverains

amliore leur perception du chantier et diminue la gne ressentie.

VII.1 RIVERAINS ET TRAVAILLEURS SUR LE CHANTIER

1. Riverains et travailleurs

Les riverains et les travailleurs sur le chantier sont chacun, des degrs divers, soumis aux

nuisances du chantier. Les riverains sont les occupants des diffrents immeubles proches du

lieu des travaux. En conflit possible avec le trafic gnr par le chantier, les usagers de la voie

publique sont considrs comme des riverains part entire. Les travailleurs sur le chantier

sont galement soumis aux nuisances. La rglementation du travail relative la protection des

travailleurs est sans doute plus complte que celle relative lenvironnement dun chantier.

En consquence, le degr dinitiative du matre douvrage peut apparatre plus faible sur cette

question.

Nanmoins, des dispositions aux exigences rglementaires et favorables un meilleur

environnement des travailleurs sur le chantier peuvent tre prconises. En outre, les

travailleurs sont les premiers acteurs pour une mise en uvre effective des mesures

environnementales prconises sur le chantier. Une action dinformation adapte en leur

direction est galement ncessaire.


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2. Communication avec les riverains

2.1. Proccupations des riverains

Les proccupations des riverains se traduisent principalement par un sentiment de curiosit ou

dinquitude. On peut classer les proccupations en deux catgories. On rencontre dune part

les interrogations lies lapparition dans le quartier de limmeuble en construction

(lactivit prvue dans le btiment et les nuisances quelle peut engendrer, larchitecture du

btiment et son impact sur la vue, lensoleillement ou lintimit) et dautre part les

interrogations lies au droulement des travaux ( La chute des charges dplaces par une grue,

voire la chute de la grue elle-mme, La perte dintimit pour les parcelles mitoyennes et le

risque dintrusion via le chantier).

2.2. Lintrt de la communication

Lintrt dune meilleure communication avec les riverains est double. Tout dabord, une

rponse apporte une proccupation dun riverain permet souvent de rduire linquitude de

Celui-ci et se traduit en cours de travaux par une limitation et mme une disparition des

plaintes. Pour cela, il faut toujours rpondre chacun des interrogations, mme si la rponse

napporte pas de solution pour rduire ou supprimer la nuisance. Mais, il faut expliquer

pourquoi cette nuisance est invitable, quelle sera son importance, sa frquence et sa dure.

2.3. A chacun son rle

Tous les acteurs professionnels intervenant dans le cadre dune opration de construction ont

un rle jouer dans la communication, du maitre douvrage lentreprise. Apporter des

rponses aux questions lies lappariation dune nouvelle construction est du ressort du

matre douvrage, dans le cadre dune runion publique de quartier par exemple.

Apporter des rponses relatives au droulement des travaux en cours de chantier, est du

ressort de lentreprise. Dans les deux cas, le maitre duvre doit jouer son rle pour :

- Assister le maitre douvrage dans son action de communication ;

- Attirer lattention des entreprises sur les nuisances potentielles de chantier et veiller

prise en compte de ces nuisances par les entreprises.


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2.4 Modes de communication

Il convient de distinguer linformation de la communication interactive.

Les modes de communication doivent tre adapts au contexte, la taille de lopration et

la nature des travaux. Plus les nuisances seront fortes, y compris dans la dure, plus la

communication devra tre performante et dpasser le simple stable de linformation.

En bref, la communication avec les riverains est efficace pour dsamorcer des conflits. Elle

conduit une diminution des plaintes lorsque les engagements annoncs aux riverains par les

professionnels ont ensuite t tenus.

VII.2- NUISANCE GENEREES PAR LE CHANTIER

1. Enjeux vis--vis de travailleurs

Concernant les travailleurs sur le chantier, les exigences en terme de rduction et de limitation

des nuisances sonores ont trait avent tout la sant. Cest pourquoi, le port de protections

individuelles est bien souvent ncessaire sur le chantier.

2. Poussires, pollution de lair

Les sorties dengins et de camions du chantier provoquent des dpts de terre et boue sur la

voie publique, en particulier lors des phases de terrassement. Outre les nuisances visuelles,

ces dpts sont source dinscurit car ils rendent la chausse glissante.

Les missions de poussire sont galement importantes lors des remplissages des silos

ciment. Le positionnement dengins de chantier moteur thermique proximit de zones

sensibles comme une faade de btiment occup, une rue troite est une source de nuisance

supplmentaire de bruit et de pollution de lair.

En bref, la conception dun btiment neuf doive aujourdhui prendre en compte son

impact environnemental pendant toute sa dure de vie, elle nest pas conditionne, en rgle

gnrale, par lobjectif de rduction des nuisances du chantier. En effet, les prescriptions

environnementales ont trait pour lessentiel lorganisation du chantier et la mise en uvre

de matriel et techniques adquats.

Nanmoins, le choix du parti architectural de la future construction, qui conditionne souvent

la technique de construction, n'est pas neutre vis--vis des nuisances du futur chantier. Ainsi,

dans un contexte de trs forte sensibilit du site, les nuisances de chantier peuvent tre un

critre de choix.


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VIII. DEVIS ESTIMATIF ET PLANNING

1. Devis estimatif

Pour complter cette tude, une estimation financire des travaux a t ralise.

Nous utilisons la mthode UNTEC, qui est une mthode de recherche de cot de travaux

labore par les mtreurs, pour permettre le chiffrage des lments de construction.

Elle se compose en :

- Mthodes destimations prvisionnelles ;

- Dcomposition des estimations par section.

Ainsi, les quantits obtenues lissue du mtr des ouvrages, affecter des prix unitaires pour

chaque type douvrage, dcompos des estimations par section pour enfin obtenir une

estimation financire globale des cots des travaux.

Le montant total de cette tude est arrt six cent trente six millions cinq cent quarante sept

mille trois cent quarante un (636 547 341) FCFA HT ; (devis lannexe)

2. Planning

Le logiciel MS Project

MS Project, est un logiciel de gestion de projet dit par Microsoft. MS Project permet de

planifier les projets et les ressources, et dassurer le suivi des projets pendant leur ralisation.

Project permet ainsi au chef de projet dassurer une gestion de projet professionnelle,

conforme ltat de lart, et ainsi garantir le respect des dlais et du budget.

Nous faisons une proposition de planning prvisionnel qui aurait permis de livrer limmeuble

dans une marge de temps impartie c'est--dire en fin Novembre de cette anne. (Voir le

planning lannexe).


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IX. CONCLUSION

Dans cette tude, nous concevons, modlisons, amnageons et dimensionnons la structure et

les fondations en bton arm dun immeuble de six niveaux. La conception structurale du

projet sest base sur le respect des rgles dart de la construction et des contraintes

architecturales. Une structure poteaux-poutres associs des voiles porteurs a t retenue en

essayant de limiter les portes des poutres et viter les flches ainsi que les retombes non

prfrables de poutres dans les traves des locaux. Ces derniers assurent le contreventement

de louvrage avec lescalier.

Pour le choix du plancher, nous optons pour les dalles nervures classiques en bton arm et

hourdis (corps creux). Ce choix est dict pour des rsistances, dconomie et de facilit et

rapidit dexcution. Au regard des caractristiques mcaniques du sol dassise sol = 2 bars,

nous avons opt pour la solution fondations superficielles consistant de radier gnral.

La modlisation et le dimensionnement de la structure ont t mens principalement laide

du logiciel ARCHE module ossature. Nous chosions le logiciel ARCHE module ossature pour

des multiples avantages comme (la prcision, la capacit du calcul.). Nous avons galement

dimensionn manuellement quelques lments de la structure tels quun poteau en

compression simple, et une semelle isol. En outre, nous dimensionnons et ferraillons un

escalier en bton arm et un radier gnral manuellement.

Ltude de ce projet a permis de comprendre la dmarche suivre lors de ltude de ce type

de projet. Cette tude a permis de nous familiariser avec des logiciels ; de calcul (ARCHE),

de dessin (ArchiCAD) pour la reproduction du plan architectural du limmeuble et de

lamnagement des bureaux en open space et de planification (MS Project).

Lors de la conception de ce btiment, nous avons rencontr des vrais problmes dont la

rsolution ncessite la prise en compte de plusieurs critres tels que le cot, la qualit, les

dlais, lesthtique et les moyens dexcution.


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X. BIBLIOGRAPHIE

Mougin J-P. Bton arm, BAEL 91 modifi 99 et DTU associs, Eyrolles. [2000]

H.THONIER. [1996] ; Conception et calcul des structures de btiment (Tome 4), dition

Presse de lcole des ponts et chausses.

J-Perchat, J-Roux, [2002] ; Pratique du BAEL 91, ditions Eyrolles.

H. Renaud et J-Lamirault [2006] ; Bton arm guide de calcul, Btiment et Gnie civil,

ditions Fouchier ; 142 p.

Michel creus, [1997] ; construction des btiments gros uvre, Technique du btiment,

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H. Renaud et J-Lamirault, [1989] ; prcis de calcul de bton arm, Gnie civil, ditions

Dunod, 350 p.

J-M. Destrac, D. Lefaivre, Y. Maldent, S.Vila. [2003] ; Mmotech gnie civil, ditions

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CCTP, fascicule n62-Titre 1- Section ; Rgles techniques de conception et de calcul des

ouvrages et constructions en bton arm suivant la mthode des tats limites-BAEL91 rvis

99.

M.ESSONE J-P. [2009] ; cours de Prparation et Gestion de Chantier, 2iE.

Pascal Legrand, cours de bton arm, Polycopier du cours de lETSHER, 140 p.

Laboratoire National du Btiment et des travaux Publics du Burkina ; Rapport gotechnique.


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XI. ANNEXES


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1.LES COUPES ET LES FAADES


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2.PRE DIMENSIONNEMENT


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A. Plancher

Lpaisseur du plancher est donne par la formule suivante :

5.22

Lh t

On a :

5.22

610th

ht =27,11cm

On adopte un plancher de 20 cm dpaisseur compos dun hourdis de 16 cm et dune dalle de

compression de 4 cm dpaisseur.

B. Poteau carr a=b

Llancement est donn par la formule suivante lf

Longueur de flambement

lf = K x l0 avec K = 0,7

Lf = 0.7 x 3.5 = 2.45 m,

Nous fixons =35, lf = 0.7l0

a = 30 cm

Nous prenons a = 30 cm, et comme notre poteau est de type carr nous dduisons que

a = b = 30 cm2.

C. Poutre

Considrons la longueur de la poutre la plus dfavorable (la porte maximale). Selon les

rgles de BAEL 91, les critres de rigidits sont donns :

Pour la poutre principale de section rectangulaire b x h :

- Prise de la porte maximale L


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L/12 h L/8

610/12 h 610 /8

50.83 h 76,25

Soit h = 45 cm

La largeur peut tre dduite de sa hauteur.

0,3h b 0,5h

0,3.45 b 0,5.45

13.5 b 22.5

Soit b = 20 cm

On adopte une hauteur de 45 cm et une largeur de 20 cm.

Pour la poutre secondaire de section rectangulaire :

Pr dimensionnement avec condition de rigidit pour poutre secondaire

L/15 h L/10

580/15 h 580 /10

38.67 h 58

Soit h = 40 cm

La largeur peut tre dduite de sa hauteur.

h /5 b h/2

40/5 b 40/2

8 b 20

Soit b = 20 cm

Nous approuvons une section de 20 x 40 cm2 pour la poutre secondaire.

Longrines

Comme pour la poutre, le Prdimensionnement de la longrine est donne par la formule :

L/16 h L/10

610/16 h 610 /10

38,13 h 61

Soit h = 40 cm, b = 20 cm


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3.PRE DIMENSIONNEMENT ET FERRAILLAGE

DU RADIER


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Prdimensionnement du radier A. Pr dimensionnement de la table (dalle)

Le pr dimensionnement ncessite les vrifications suivantes :

1. Condition forfaitaire :

Lx/35 < h 2


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Remarque :

Le calcul effectu avec e = 24 cm a conduit des sections darmatures leves dans la

hauteur envisage, pour le placement de cette section darmature nous avons opt pour une

hauteur de la dalle de : h 2 = 30 cm.

. Pr dimensionnement de la nervure :

Le pr dimensionnement ncessite les vrifications suivantes :

Condition de la longueur dlasticit

maxL

2

bK

EI4Le

Avec:

Le: longueur lastique

K: Module de raideur du sol, rapport lunit de surface. K= 40 MPa;

Lmax: la distance maximale entre deux poteaux;

De la condition prcdente, nous tirons h:

34

MAXE

KL

2h

I: Inertie de la section du radier (b=1m);

E: le module de young;

Pour un chargement de long dure; E = 10818, 86 MPa, donc:

m0,8810818,86

40

3,14

5,82h 3

4

Nous trouvons une paisseur:

h r 0,88 m (1)

Condition forfaitaire :

h 1 L/10

L : entre axes des poteaux paralllement aux nervure.

h 1 0,58 m (2)


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Daprs les rsultats trouvs dans (1), (2), Lpaisseur du radier est :

H radier= = h 1= 90 cm.

Calcul de la surface du radier

La surface du radier est dtermine en vrifiant la condition suivante :

Nser/S adm

Do :

S Nser / adm

S 151,01 m2.

Lemprise totale du btiment est de 365,7 m2.

La surface du btiment est suprieure la surface ncessaire du radier, cet effet, il est lieu

de prvoir un dbordement (D).

Calcul du D (dbordement)

D Max (hr/2 ; 30cm) = 40cm

Soit : D = 50 cm

Dou : Sr = S + D x 2 x (X+Y)= 365,7 + 0,5 x 2 (20,70 + 17,40)

Sr = 403,8 m2

Sr : Surface de radier.

S : Surface totale de btiment.

X : Longueur de btiment.

Y : Largeur de btiment.

Donc la surface de radier est : Sr = 403, 8 m2

Vrification au poinonnement

Daprs les rgles BAEL91 ; la vrification au poinonnement doit se faire sous le voile le

plus sollicite, dans notre cas, le voile le plus sollicite est le voile V3.

On doit vrifier :

Qu 0,045 c fc28 hr

Avec :


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Qu : charge de calcul lELU

x: Primtre de la surface dimpact projete sur le plan moyen.

h : Lpaisseur du radier.

x =2 (L+ b +2.hradier)

L ; b : Dimensions du voile.

x =2 (5,8 + 0,2 +2x 0,9) =15,6 m

0,045 x x fc28. h = 0,045 x 15, 6 x 25 x 0, 9 = 15, 80 MN

Pour un effort normal dune bande de un mtre linaire (1ml)

Nu /ml = 41914,95 / 5,8 = 7226, 72 KN/ml

Nu /ml = 7,22 MN/ml

Qu = 7,22 MN

Qu 15, 80 MN..Condition vrifie

FERRAILLAGE DU RADIER :

Le radier fonctionne comme un plancher renvers dont les appuis sont constitus par

les poteaux et les poutres qui sont soumises une pression uniforme provenant du poids

propre de louvrage et des surcharges, donc on peut se rapporter aux mthodes donnes par le

BAEL 91.

La fissuration est considre prjudiciable, vu que le radier peut tre alternativement noy et

mergs en eau douce.

Mthode de calcul :

Les panneaux seront calculs comme des dalles appuyes sur 4 cots et charges par la

contrainte du sol en tenant compte des ventilations de moments selon les conditions

composes par le BAEL91.

ELU : La contrainte la plus dfavorable est donne par la combinaison : 1,35 (G) + 1,5 (Q)

q u = (1.35G +1.5Q) / S rad

= 41914,95 / 403, 8

q u = 103, 80 KN / m2

ELS: G +Q


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qser = ( G +Q )/S rad

= 30201 / 403, 8

q ser = 74, 79 KN/ m2

Les panneaux seront calculs comme des dalles appuyes sur quatre cots et charges par la

contrainte du sol, pour cela on utilise la mthode de PIGEAUD pour dterminer les moments

unitaires yx , qui dpendent du coefficient de POISON et de rapport L x / L y .

A/ Si : 0< < 0.4

M x = q L2

x / 8

M Y = 0 La dalle porte dans un seul sens.

B/ Si : 0.4<


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L x= 4,2 m

L y= 5,8 m

L x / L y

0, 72 (cas : la dalle porte dans les deux sens)

Les rsultats sont donns sous forme de tableau :

Calcul des moments :

A ELU : 0

panneau lx(m) ly(m) x y Mox (t.m) Moy (t.m)

2 4,2 5,8 0,72 0,065 0,478 8,04 3,84

A ELS : 2.0

panneau lx(m) ly(m) x y

M ox (t.m) Moy (t.m)

2 3,95 5,39 0,73 0,0708 0,618 6,45 3,98

- Suite lanalyse des deux tableaux prcdents le panneau travaille dans les deux sens.

Calcul des sections darmatures :

A ELU :

ELU

sens (x- x) sens (y-y)

appuis trave appuis trave

Mu (t,m) 4,0234 6,0351 1,923 2,8848

Mu (MN,m) 0,0402 0,06035 0,0192 0,0288

Fbu (Mpa) 14,17 14,17 14,17 14,17

b (m) 1 1 1 1


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h (m) 0.4 0.4 0.4 0.4

d (m) 0,36 0,36 0,36 0,36

0,0219 0,0328 0,010 0,0157

Domaine 1 1 1 1

s (Mpa) 348 348 348 348

0,027 0,0417 0,0131 0,0197

z (m) 0,355 0,353 0,358 0,357

As calcul (cm/ml) 3 ,24 4,89 1,54 2,32

As min (cm/ml) 4,347 4,347 4,347 4,347

chois des barres 4HA12 4HA14 4HA12 4HA12

As adopt (cm) 4,52 6,16 4,52 4,52

St (cm) 20 20 20 20

A ELS :

ELS

sens (x-x) sens (y-y)

appuis trave appuis trave

M ser (t,m) 3,226 4,839 3,226 2,990

M ser (Mn,m) 0,0322 0,0483 0,0322 0,0299

Fbu (Mpa) 14,17 14,17 14,17 14,17

h (m) 0,4 0,4 0,4 0,4

d (m) 0,36 0,36 0,36 0,36

st (Mpa) 201,63 201,63 201,63 201,63

bc (Mpa) 15 15 15 15

X (m) 0,189 0,189 0,189 0,189

M1 (Mpa) 0,425 0,425 0,425 0,425

Z (m) 0,29 0,29 0,29 0,29

As (cm) 5,39 8,08 5,39 4,99

As min (cm) 4,34 4,34 4,34 4,34


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Chois des barres 4HA14 6HA14 4HA14 4HA14

As adopt (cm) 6,16 9,24 6,16 6,16

St cm 20 20 20 20

Ferraillage transversal :

uuu bdV /

)4,1.0min( 28 MPAf cu

Vu= q u x L/2= 31,53 t

u = 0,43 MPa 2,5 MPa Vrifie

Etude de dbord du radier :

Le dbord du radier est assimil une console de longueur L= 50 cm, le calcul de

ferraillage sera pour une bande de largeur de 1 mtre.

B= 1m ; h= 90 cm ; d= 0.9h = 0,81 m.

La fissuration est prjudiciable : M max = q L2

/2 ;

A ELU :

Mumax (Mn.m) Z (m) As (cm)

0,014 0,001 0,00024 0,71 0,573

A ELS:

MSERmax(Mn.m) Z (m) As (cm)

0,0105 0,28 0,950 0,44 0,509

50 cm

q u


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A s min= 0.23bd f t28/f e

A s min=8,694 cm

A s = max (A ser , A u, A min ) ; A s = 8,694 cm

Conclusion :

Pour lexcution du ferraillage de dbord on gardera les mmes aciers des appuis de rive.


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4.FERRAILLAGE DE LESCALIER


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a. Pr dimensionnement de la paillasse et du palier

Lpaisseur de la paillasse ou palier (ep) est donne par la formule:

20

Le

30

L 0p

0

L0 : Longueur de palier et de la paillasse

533,030

16

g

htg

= 28, 07 , Cos = L / L1

cmL

L 340882,0

300

cos1

L0 = 120 + 340 = 460 cm

20

460

30

460pe

15, 33 cm ep 23cm

Une paisseur de 18 cm est retenue pour tous les escaliers du btiment.

b. Dimensionnement de lescalier

Etude de diffrentes parties de lescalier. Le calcul se fait par bande de un mtre (1m).

Calcul des efforts :

1ere

vole

Pour la paillasse

A lELU A lELS

Pu= 1,35Ng + 1,5Nq Pser = Ng + Nq

AN : 1,35. 9, 31 + 1, 5. 2, 5 AN: 9,31 + 2,5

Pu= 16, 32 KN/m Pser = 11, 81 KN/m

Pour le palier de repos

A LELU A LELS

Pu= 1,35Ng + 1,5 Ng Pser = Ng + Nq

AN : 1,35. 5,13 + 1,5. 2,5 AN : 5,13 + 2,5

Pu= 10,68KN/m Pser = 7,63 KN/m


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2eme vole

Pour la paillasse

A lELU A lELS

Pu= 1,35Ng + 1,5Nq Pser = Ng + Nq

1,35. 9,31 + 1,5. 2,5 AN : 9,31 + 2,5

Pu= 16, 32 KN/m Pser = 11, 81 KN/m

Pour le palier de repos

A LELU A LELS

Pu= 1,35Ng + 1,5 Ng Pser = Ng + Nq

AN : 1,35. 5,13 + 1,5. 2,5 AN : 5,13 + 2,5

Pu= 10,68KN/m Pser = 7,63 KN/m

Calcul des sollicitations pour la paillasse :

A lELU A lELS

Mu 8

2lPu Mser

8

2lPser

2

8

5,432,16

2

8

5,481,11

Mu= 41,31KN.m Mser= 29, 89 KN.m

Ferraillage de lescalier

Donnes :

b = 1m ; h= 16cm ; d= 0,9 x h = 0,9 x 16 = 14,40 cm

- Dtermination des armatures longitudinales


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bdb

Mu2

140,010.2,1440,14100

10.31,4112

2

140,0 < l= 0, 392 alors pas darmature comprime (A= 0)

Calcul de A

As

bdb8,0 avec =1, 25 211 =0,19

A 88,8348

2,1440,14100189,08,0 cm

2

Condition de non fragilit :

A Aminfe

ftdb 2823,0

400

1,240,1410023,0 1,74 cm

2

A Amin condition vrifie

Choix des armatures :

Nous prenons : 8HA12 = 9,05 cm2

Dtermination de lespacement :

St= 100 / 8 = 13 cm ; nous prenons 13 cm.

Vrification lELS :

Etude d'un Bâtiment R+5

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