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1
SOUTENANCE DE MÉMOIRE
DE FIN DE FORMATION
Présenté par:
TONI Aboudou Djabarou
BIENVENUE À NOS
ILLUSTRES INVITÉS
2
REPUBLIQUE DU BENIN
—————
UNIVERSITÉ D’ABOMEY – CALAVI (U.A.C.)
—————
ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY-CALAVI (EPAC)
—————-
DEPARTEMENT DE GENIE CIVIL
————-
Option: Bâtiments et Travaux Publics
S O U T E N A N C E D E M É M O I R E D E F I N D E F O R M AT I O N
p o u r l ’ o b t e n t i o n d u D i p l ô m e d ’ I n g é n i e u r d e C o n c e p t i o n
ETUDE STRUCTURALE DU BÂTIMENT PÉDAGOGIQUE DE L’ÉCOLE DOCTORALE DES
SCIENCES DE L’INGÉNIEUR SELON DEUX VARIANTES : BÉTON ARMÉ ET BÉTON
PRÉCONTRAINT
Thème:
Présenté par:
TONI Aboudou Djabarou
Encadreur:
Dr Gildas GODONOU
Enseignant chercheur à l’EPAC
Année Académique: 2021-2022
15-ème Promotion
Maître de mémoire :
Prof Mohamed GIBIGAYE
Professeur titulaire des Universités CAMES
Enseignant chercheur à l’EPAC
3
II. PRESENTATION DU PROJET
III. MÉTHODOLOGIE DE
DIMENSIONNEMENT
IV. RESULTATS ET DISCUSSION
PLAN DE PRESENTATION
I. INTRODUCTION
V. CONCLUSION ET PERSPECTIVE
4
INTRODUCTION
I.
4
5
INTRODUCTION (1/4)
5
BENIN
EDUCATIF
ED_SDI
SANTE
AGRICOLE
COMMERCE
Figure 1 : Secteur de développement
6 INTRODUCTION (2/4)
6
Figure 2 :
Structure BA
et BP [SEDIP]
Gain de
hauteur
Gain
d’espace
Joint de
dilatation
09
niveaux
(R+8)
5
niveaux
de
parking
60 m
BATIMENT EN BETON ARME
Pas de joint de dilatation
60 m
Gain de
terrassement
BATIMENT EN BETON PRECONTRAINT
7
Objectif général
Etudier en béton armé et en béton précontraint le projet de
construction de l’école doctorale des sciences de l’ingénieur.
7
INTRODUCTION (3/4)
8
Objectifs spécifiques
Appréhender le projet de construction d’un bâtiment
administratif
Appliquer les étapes de dimensionnement d’un bâtiment avec
les normes BAEL et BPEL
 Dimensionner le bâtiment avec les poutres précontraintes
Evaluer l’apport de la précontrainte dans la structure du
bâtiment
8
INTRODUCTION (4/4)
9
PRESENTATION DU PROJET
II.
9
10
VUE
EN
PERSPECTIVE
10
PRESENTATION DU PROJET(1/6)
11
VUE
EN
PERSPECTIVE
11
PRESENTATION DU PROJET (2/6)
ED_SDI
Figure 4 : Ecole doctorale des sciences de l’ingénieur
12 PRESENTATION DU PROJET (3/6)
12
Figure 5 : Vue en plan Rez de chaussée
1 1
1
1
1 1
1 1
1
2
3 3
3
4
09 bureaux
01 salle d’archive
05 salles d'eau
01 salle de réunion
Administrative
02 cages d’escaliers
01 cage
d'ascenseur
1
3
4
2
Rez de chaussée
13
13
PRESENTATION DU PROJET (4/6)
03 magasins
01 Salle de
conférence
01 Salle des
professeurs
01 Salle de
réserve
02 salles d'eau
Figure 6 : Vue en plan R+1
1
1
1
1
2 2
3
3
4
4
5
5 5
R+1
14
14
PRESENTATION DU PROJET (5/6)
01 Bibliothèque
01 Salle de lecture
01 Labo GCP
01 Salle polyvalente
02 Vestiaire
2 salles d'eau
Figure 7 : Vue en plan R+2
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5 5
R+2
15
15
PRESENTATION DU PROJET (6/6)
05 Salle de cours
01 Pièce réserve
01 Salle
multimédia
2 salles d'eau
Figure 8 : Vue en plan R+3
1
1
1
1
1
1
2
2
3
3
R+3
16
METHODOLOGIE ET DIMENSIONNEMENT
III.
16
17
HYPOTHESES
DE
CALCUL REGLEMENT
BAEL&BPEL
NF P06-004
NF P06-001
NF P82 201 à 210
DTU P18-702
BETON & ACIER
Le poids volumique est
de 25kN/m3
L’enrobage est de 3cm
pour la superstructure et
5cm pour l’infrastructure
Fc28 est de 20MPa pour
le BA et 40 MPa pour
le BP
HA Fe E=400MPa
Torons 7T15s
SOL
1,2 bar : Contrainte
admissible
2 m : Profondeur
d’ancrage
METHODOLOGIE DE DIMENSIONNEMENT (1/10)
17
18
Charges permanentes
Planchers haut RDC,R+1 et R+2
Poids propre dalle 15+5 3,1 kN/m²
Enduit, faux plafond 2cm 0,4 kN/m²
Cloison légers 1 kN/m²
Carrelage grès cérame + Mortier de pose de 2cm 0,6 kN/m²
Total 5,1 kN/m²
Planchers haut R+3
Poids propre dalle 15+5 3,1 kN/m²
Enduit, faux plafond 2cm 0,4 kN/m²
Forme de pente 6cm 1,1 kN/m²
Etanchéité 0,12 kN/m²
Protection d'étanchéité en béton (Dalle flottante en
béton 5cm)
1,1 kN/m²
Total 5,82 kN/m²
Mur
Mur creux 15 + enduit de 2x2cm 2,825 kN/m²
Mur creux 10 + enduit de 2x2cm 2,15 kN/m²
EVALUATION
DES
CHARGES
Tableau 1 :
Charges
permanentes
18
METHODOLOGIE DE DIMENSIONNEMENT (2/10)
19
VALUATION
DES
CHARGES
Charges d'exploitation
Hall 4 kN/m² Salle de cours 2,5 kN/m²
Bureau 2,5 kN/m²
Salle de
lecture
4 kN/m²
Toilette 1,5 kN/m² Vestiaire 3,5 kN/m²
Ascenseur kN/m² Laboratoire 2,5 kN/m²
Escalier 4 kN/m² Bibliothèque 4 kN/m²
Magasin
pour
matériels
2,5 kN/m² Balcon 3,5 kN/m²
Archives 2,5 kN/m² Circulations 5 kN/m²
Salle de
réunion
2,5 kN/m²
Salle de
conférence
4 kN/m²
Tableau 2 : Charges
d’exploitation
19
METHODOLOGIE DE DIMENSIONNEMENT (3/10)
20
PREDIMENSIONNEMENT
BA
1
• Planchers
L/25 < ep < L/20
0.166 < ep < 0.2075
ep = 20 cm (15+5)
2
• Poutres
L L
hp
12 8
L L
hs
18 12
1 1
hp bp hp
3 2
 
 
 
3 • Poteaux
f
l
;
i
  f
l 12
a 

L=3,7m
K=0,7
λ=35
L=4,15m
a>22,6cm
r
r
b u
r
c28
2
u
r u
B (a 0.02)(b 0.02)
B
b 0.02
(a 0.02)
0.9 N
B
f
0.85
0.708 pour 35
1 0.2
25
0.9x1.5N
B 0.0953N
0.708x20
  
 




    

 
  
 
  20
METHODOLOGIE DE DIMENSIONNEMENT (4/10)
21
PREDIMENSIONNEMENT
BA
4
• Fondations
Section b x h
5 • Poutres BP
_
ser
sol
ser
_
sol
ser
_
sol
N
AxB
a b
D'après le rapport homothétique on a :
A B
N b
Ba
A B²
b a
N b
B
a
   

  



/ / ou / /
 
I Vs ΔM Δσs I Vi ΔM Δσi
bh² / 6 M/
  
 
h 6 M / b. 1/ 2
 
  
 
21
METHODOLOGIE DE DIMENSIONNEMENT (5/10)
22
MODELISATION
Modélisati
on sur CBS
Application
des charges
Descente des
charges
Calcul RDM
Export du modèle
vers RSA
Ferraillage et
vérification en
BA
Calcul de P sur
Excel
Proposition de
ferraillage
22
METHODOLOGIE DE DIMENSIONNEMENT (6/10)
23
23
METHODOLOGIE DE DIMENSIONNEMENT (9/10)
ETUDE DE LA CAGE D’ASCENSEUR
Figure 12 : Cage
d’ascenseur
24
ETUDE DE LA CAGE D’ASCENSEUR
24
1. DALLE MACHINE
• Calcul des sollicitations
x
y
x
y
L
L
U
L
V
L

 










x a 1 2
y a 2 1
M q x M .M
M q
( )
( )
x M .M
  



  


2
x2 x u x
y2 y x2
M xq xL
M xM
  


 


x
y


  


METHODOLOGIE DE DIMENSIONNEMENT (10/10)
 Appuis
 Pp dalle
Figure 13 : Cas de sollicitations
25
Figure 10 : Ossature
25
METHODOLOGIE DE DIMENSIONNEMENT (7/10)
26
OSSATURE
R+1
Figure 11 : Coupe ossature BA
26
Salle de
conférence Bibliothèque
METHODOLOGIE DE DIMENSIONNEMENT (8/10)
27
RESULTATS ET DISCUSSION
IV.
27
28 RESULTATS ET DISCUSSION (1/6)
28
POUTRE EN BA
60X120
STRUCTURE
BA2
250
Figure 14:
Coupe
ossature BA
29
29
POUTRE EN BP
35X60
RESULTATS ET DISCUSSION (2/6)
310
Figure 15:
Coupe
ossature
BA + BP
30
70% SBA
30
250
310
RESULTATS ET DISCUSSION (3/6)
60cm HBA
Figure 16: Poutre BA + BP
POUTRE BP
POUTRE BA
31
Tableau comparatif entre BA et BP+BA
Variante 1 :
Structure en
BA
Variante 2 :
Structure
associant
BP au BA
Ecart
absolu
Ecart
relatif
(%)
Volume de béton à
mettre en œuvre(m3) 482 m3 442 m3 -40 m3 -8
Masse d'acier à
mettre en œuvre(t) 53 t 49 t -3 t -6
Masse Totale de la
structure (t) 1205 t 1106 t -99 t -8
Coût de réalisation
de la structure FCFA 103.294.219 107.566.219 4.272.000 +4 31
RESULTATS ET DISCUSSION (4/6)
Tableau 3 :
comparaison BA
et BP + BA (1)
32
32
RESULTATS ET DISCUSSION (5/6)
Méthode WSM
favorable
Score V 20pts

df
défavorable
f
V
Score V x20pts
V

Critères de comparaison
Volume de béton à mettre en
œuvre(m3)
Masse d'acier à mettre en œuvre(T)
Masse Totale de la structure (T)
Coût de réalisation de la structure
Disponibilité des matériaux
Technicité des entreprises( mise en
œuvre)
Durabilité de la structure
Résistance structurelle
Design
Rapidité de la construction
Exploitation de l’espace
33
31 Tableau 4 : Analyse des deux variantes de structure
Variante 1 :
Structure en BA
Variante 2 : Structure
associant BP au BA
Critères de comparaison Poids relatif
(%)
Score
brut
Score
Pondéré
Score
brut
Score
Pondéré
Volume de béton à mettre en œuvre 10 18 1,8 20 2
Masse d'acier à mettre en œuvre 10 19 1,9 20 2
Masse Totale de la structure 8 18 1,44 20 1,6
Coût de réalisation de la structure 10 20 2 19 1,9
Disponibilité des matériaux 10 20 2 16 1,6
Technicité des entreprises 10 20 2 16 1,6
Durabilité de la structure 10 16 1,6 20 2
Résistance structurelle 8 16 1,28 20 1,6
Design 8 16 1,28 20 1,6
Rapidité de la construction 8 16 1,28 20 1,6
Exploitation de l’espace 8 16 1,28 20 1,6
TOTAL 100 196 17,86 211 19,1
34
CONCLUSION ET PERSPECTIVE
V.
34
35
Etudier en béton armé et en béton précontraint le projet de construction de
l’école doctorale des sciences de l’ingénieur.
Méthode basée sur le BAEL 91 modifiée 99 & BPEL .
L ’étude structurale de l’édifice de l’Ecole Doctorale des Sciences de
l’Ingénieur ED_SI
CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES (1/2)
35
36
PERSPECTIVES
S’intéresser à l’emploi du béton précontraint comme matériau
constitutif d’autres éléments de structures tels les planchers, les voiles,
les radiers etc…;
Formuler des approches de solutions aux problèmes d’indisponibilité
des matériaux de construction et de manque de technicité des
entreprises locales
36
CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES (2/2)
37
Honorables et distingués membres du jury, chers parents, amis et invités,…
ETUDE STRUCTURALE DE L’EDIFICE DE L’ECOLE
DOCTORALE DES SCIENCES DE L’INGENIEUR
C’était :
MERCI DE VOTRE AIMABLE
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Mémoire de fin de formation pour l'obtention du grade d'ingénieur de conception en genie civil

  • 1. 1 SOUTENANCE DE MÉMOIRE DE FIN DE FORMATION Présenté par: TONI Aboudou Djabarou BIENVENUE À NOS ILLUSTRES INVITÉS
  • 2. 2 REPUBLIQUE DU BENIN ————— UNIVERSITÉ D’ABOMEY – CALAVI (U.A.C.) ————— ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY-CALAVI (EPAC) —————- DEPARTEMENT DE GENIE CIVIL ————- Option: Bâtiments et Travaux Publics S O U T E N A N C E D E M É M O I R E D E F I N D E F O R M AT I O N p o u r l ’ o b t e n t i o n d u D i p l ô m e d ’ I n g é n i e u r d e C o n c e p t i o n ETUDE STRUCTURALE DU BÂTIMENT PÉDAGOGIQUE DE L’ÉCOLE DOCTORALE DES SCIENCES DE L’INGÉNIEUR SELON DEUX VARIANTES : BÉTON ARMÉ ET BÉTON PRÉCONTRAINT Thème: Présenté par: TONI Aboudou Djabarou Encadreur: Dr Gildas GODONOU Enseignant chercheur à l’EPAC Année Académique: 2021-2022 15-ème Promotion Maître de mémoire : Prof Mohamed GIBIGAYE Professeur titulaire des Universités CAMES Enseignant chercheur à l’EPAC
  • 3. 3 II. PRESENTATION DU PROJET III. MÉTHODOLOGIE DE DIMENSIONNEMENT IV. RESULTATS ET DISCUSSION PLAN DE PRESENTATION I. INTRODUCTION V. CONCLUSION ET PERSPECTIVE
  • 6. 6 INTRODUCTION (2/4) 6 Figure 2 : Structure BA et BP [SEDIP] Gain de hauteur Gain d’espace Joint de dilatation 09 niveaux (R+8) 5 niveaux de parking 60 m BATIMENT EN BETON ARME Pas de joint de dilatation 60 m Gain de terrassement BATIMENT EN BETON PRECONTRAINT
  • 7. 7 Objectif général Etudier en béton armé et en béton précontraint le projet de construction de l’école doctorale des sciences de l’ingénieur. 7 INTRODUCTION (3/4)
  • 8. 8 Objectifs spécifiques Appréhender le projet de construction d’un bâtiment administratif Appliquer les étapes de dimensionnement d’un bâtiment avec les normes BAEL et BPEL  Dimensionner le bâtiment avec les poutres précontraintes Evaluer l’apport de la précontrainte dans la structure du bâtiment 8 INTRODUCTION (4/4)
  • 11. 11 VUE EN PERSPECTIVE 11 PRESENTATION DU PROJET (2/6) ED_SDI Figure 4 : Ecole doctorale des sciences de l’ingénieur
  • 12. 12 PRESENTATION DU PROJET (3/6) 12 Figure 5 : Vue en plan Rez de chaussée 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 3 3 4 09 bureaux 01 salle d’archive 05 salles d'eau 01 salle de réunion Administrative 02 cages d’escaliers 01 cage d'ascenseur 1 3 4 2 Rez de chaussée
  • 13. 13 13 PRESENTATION DU PROJET (4/6) 03 magasins 01 Salle de conférence 01 Salle des professeurs 01 Salle de réserve 02 salles d'eau Figure 6 : Vue en plan R+1 1 1 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 5 R+1
  • 14. 14 14 PRESENTATION DU PROJET (5/6) 01 Bibliothèque 01 Salle de lecture 01 Labo GCP 01 Salle polyvalente 02 Vestiaire 2 salles d'eau Figure 7 : Vue en plan R+2 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 5 R+2
  • 15. 15 15 PRESENTATION DU PROJET (6/6) 05 Salle de cours 01 Pièce réserve 01 Salle multimédia 2 salles d'eau Figure 8 : Vue en plan R+3 1 1 1 1 1 1 2 2 3 3 R+3
  • 17. 17 HYPOTHESES DE CALCUL REGLEMENT BAEL&BPEL NF P06-004 NF P06-001 NF P82 201 à 210 DTU P18-702 BETON & ACIER Le poids volumique est de 25kN/m3 L’enrobage est de 3cm pour la superstructure et 5cm pour l’infrastructure Fc28 est de 20MPa pour le BA et 40 MPa pour le BP HA Fe E=400MPa Torons 7T15s SOL 1,2 bar : Contrainte admissible 2 m : Profondeur d’ancrage METHODOLOGIE DE DIMENSIONNEMENT (1/10) 17
  • 18. 18 Charges permanentes Planchers haut RDC,R+1 et R+2 Poids propre dalle 15+5 3,1 kN/m² Enduit, faux plafond 2cm 0,4 kN/m² Cloison légers 1 kN/m² Carrelage grès cérame + Mortier de pose de 2cm 0,6 kN/m² Total 5,1 kN/m² Planchers haut R+3 Poids propre dalle 15+5 3,1 kN/m² Enduit, faux plafond 2cm 0,4 kN/m² Forme de pente 6cm 1,1 kN/m² Etanchéité 0,12 kN/m² Protection d'étanchéité en béton (Dalle flottante en béton 5cm) 1,1 kN/m² Total 5,82 kN/m² Mur Mur creux 15 + enduit de 2x2cm 2,825 kN/m² Mur creux 10 + enduit de 2x2cm 2,15 kN/m² EVALUATION DES CHARGES Tableau 1 : Charges permanentes 18 METHODOLOGIE DE DIMENSIONNEMENT (2/10)
  • 19. 19 VALUATION DES CHARGES Charges d'exploitation Hall 4 kN/m² Salle de cours 2,5 kN/m² Bureau 2,5 kN/m² Salle de lecture 4 kN/m² Toilette 1,5 kN/m² Vestiaire 3,5 kN/m² Ascenseur kN/m² Laboratoire 2,5 kN/m² Escalier 4 kN/m² Bibliothèque 4 kN/m² Magasin pour matériels 2,5 kN/m² Balcon 3,5 kN/m² Archives 2,5 kN/m² Circulations 5 kN/m² Salle de réunion 2,5 kN/m² Salle de conférence 4 kN/m² Tableau 2 : Charges d’exploitation 19 METHODOLOGIE DE DIMENSIONNEMENT (3/10)
  • 20. 20 PREDIMENSIONNEMENT BA 1 • Planchers L/25 < ep < L/20 0.166 < ep < 0.2075 ep = 20 cm (15+5) 2 • Poutres L L hp 12 8 L L hs 18 12 1 1 hp bp hp 3 2       3 • Poteaux f l ; i   f l 12 a   L=3,7m K=0,7 λ=35 L=4,15m a>22,6cm r r b u r c28 2 u r u B (a 0.02)(b 0.02) B b 0.02 (a 0.02) 0.9 N B f 0.85 0.708 pour 35 1 0.2 25 0.9x1.5N B 0.0953N 0.708x20                         20 METHODOLOGIE DE DIMENSIONNEMENT (4/10)
  • 21. 21 PREDIMENSIONNEMENT BA 4 • Fondations Section b x h 5 • Poutres BP _ ser sol ser _ sol ser _ sol N AxB a b D'après le rapport homothétique on a : A B N b Ba A B² b a N b B a            / / ou / /   I Vs ΔM Δσs I Vi ΔM Δσi bh² / 6 M/      h 6 M / b. 1/ 2        21 METHODOLOGIE DE DIMENSIONNEMENT (5/10)
  • 22. 22 MODELISATION Modélisati on sur CBS Application des charges Descente des charges Calcul RDM Export du modèle vers RSA Ferraillage et vérification en BA Calcul de P sur Excel Proposition de ferraillage 22 METHODOLOGIE DE DIMENSIONNEMENT (6/10)
  • 23. 23 23 METHODOLOGIE DE DIMENSIONNEMENT (9/10) ETUDE DE LA CAGE D’ASCENSEUR Figure 12 : Cage d’ascenseur
  • 24. 24 ETUDE DE LA CAGE D’ASCENSEUR 24 1. DALLE MACHINE • Calcul des sollicitations x y x y L L U L V L              x a 1 2 y a 2 1 M q x M .M M q ( ) ( ) x M .M            2 x2 x u x y2 y x2 M xq xL M xM          x y        METHODOLOGIE DE DIMENSIONNEMENT (10/10)  Appuis  Pp dalle Figure 13 : Cas de sollicitations
  • 25. 25 Figure 10 : Ossature 25 METHODOLOGIE DE DIMENSIONNEMENT (7/10)
  • 26. 26 OSSATURE R+1 Figure 11 : Coupe ossature BA 26 Salle de conférence Bibliothèque METHODOLOGIE DE DIMENSIONNEMENT (8/10)
  • 28. 28 RESULTATS ET DISCUSSION (1/6) 28 POUTRE EN BA 60X120 STRUCTURE BA2 250 Figure 14: Coupe ossature BA
  • 29. 29 29 POUTRE EN BP 35X60 RESULTATS ET DISCUSSION (2/6) 310 Figure 15: Coupe ossature BA + BP
  • 30. 30 70% SBA 30 250 310 RESULTATS ET DISCUSSION (3/6) 60cm HBA Figure 16: Poutre BA + BP POUTRE BP POUTRE BA
  • 31. 31 Tableau comparatif entre BA et BP+BA Variante 1 : Structure en BA Variante 2 : Structure associant BP au BA Ecart absolu Ecart relatif (%) Volume de béton à mettre en œuvre(m3) 482 m3 442 m3 -40 m3 -8 Masse d'acier à mettre en œuvre(t) 53 t 49 t -3 t -6 Masse Totale de la structure (t) 1205 t 1106 t -99 t -8 Coût de réalisation de la structure FCFA 103.294.219 107.566.219 4.272.000 +4 31 RESULTATS ET DISCUSSION (4/6) Tableau 3 : comparaison BA et BP + BA (1)
  • 32. 32 32 RESULTATS ET DISCUSSION (5/6) Méthode WSM favorable Score V 20pts  df défavorable f V Score V x20pts V  Critères de comparaison Volume de béton à mettre en œuvre(m3) Masse d'acier à mettre en œuvre(T) Masse Totale de la structure (T) Coût de réalisation de la structure Disponibilité des matériaux Technicité des entreprises( mise en œuvre) Durabilité de la structure Résistance structurelle Design Rapidité de la construction Exploitation de l’espace
  • 33. 33 31 Tableau 4 : Analyse des deux variantes de structure Variante 1 : Structure en BA Variante 2 : Structure associant BP au BA Critères de comparaison Poids relatif (%) Score brut Score Pondéré Score brut Score Pondéré Volume de béton à mettre en œuvre 10 18 1,8 20 2 Masse d'acier à mettre en œuvre 10 19 1,9 20 2 Masse Totale de la structure 8 18 1,44 20 1,6 Coût de réalisation de la structure 10 20 2 19 1,9 Disponibilité des matériaux 10 20 2 16 1,6 Technicité des entreprises 10 20 2 16 1,6 Durabilité de la structure 10 16 1,6 20 2 Résistance structurelle 8 16 1,28 20 1,6 Design 8 16 1,28 20 1,6 Rapidité de la construction 8 16 1,28 20 1,6 Exploitation de l’espace 8 16 1,28 20 1,6 TOTAL 100 196 17,86 211 19,1
  • 35. 35 Etudier en béton armé et en béton précontraint le projet de construction de l’école doctorale des sciences de l’ingénieur. Méthode basée sur le BAEL 91 modifiée 99 & BPEL . L ’étude structurale de l’édifice de l’Ecole Doctorale des Sciences de l’Ingénieur ED_SI CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES (1/2) 35
  • 36. 36 PERSPECTIVES S’intéresser à l’emploi du béton précontraint comme matériau constitutif d’autres éléments de structures tels les planchers, les voiles, les radiers etc…; Formuler des approches de solutions aux problèmes d’indisponibilité des matériaux de construction et de manque de technicité des entreprises locales 36 CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES (2/2)
  • 37. 37 Honorables et distingués membres du jury, chers parents, amis et invités,… ETUDE STRUCTURALE DE L’EDIFICE DE L’ECOLE DOCTORALE DES SCIENCES DE L’INGENIEUR C’était : MERCI DE VOTRE AIMABLE ATTENTION 37

Notes de l'éditeur

  1. Merci Monsieur le Président du jury Excellence Monsieur le Président du Jury ; Honorables membres du Jury ; Chers parents, amis et invités ; Soyez les Bienvenus !!! Excellence Monsieur le Président du Jury, Honorables membres du Jury, permettez-nous avant tout propos de vous adresser nos sincères remerciements pour le sacrifice auquel vous avez consenti en acceptant d’apprécier ce travail malgré vos multiples occupations.
  2. Excellence Monsieur le Président du Jury, Honorables membres du Jury, La substance du présent mémoire de fin de formation que nous avons l’honneur de vous présenter porte sur ETUDE STRUCTURALE DU BÂTIMENT PÉDAGOGIQUE DE L’ÉCOLE DOCTORALE DES SCIENCES DE L’INGÉNIEURE SELON DEUX VARIANTES : BÉTON ARMÉ ET BÉTON PRÉCONTRAINT Excellence Monsieur le Président du Jury, Honorables membres du Jury,
  3. Notre présentation s’articulera autour de 5 points Après une brève introduction nous présenterons le projet, puis nous montrerons la méthodologie que nous avons utiliser pour le dimensionnement de notre bâtiment. Ensuite nous présenterons les résultats issues de notre dimensionnement, Enfin nous conclurons puis présenterons les perspectives qui découlent de notre étude
  4. Excellence Monsieur le Président du Jury, Honorables membres du Jury, CLIC………………
  5. Notre pays le Bénin est un pays en voie de développement. Son émergence passe par des améliorations au niveau de plusieurs secteurs dont le secteur éducatif. Parlant du secteur éducatif, l’université est l’une des sphères les plus importantes de ce secteur. Disposer d’un cadre de travail confortable est un préalable nécessaire dans la réussite de toute mission. C’est dans cette optique qu’il a été initié un projet de construction d’un bâtiment à la fois administratif et pédagogique. Un bâtiment de type R+3 à toiture terrasse accessible dont la conception a été proposée par M. ADJANOHOUN Emeric Aaron dans le cadre de son travail de fin de formation. Toutefois la partie structurale n’a pas encore été abordée et c’est l’objet de notre présent travail. Disposer d’un cadre de travail confortable est un préalable nécessaire dans la réussite de toute mission. C’est dans cette optique qu’il a été initié un projet de construction d’un bâtiment à la fois administratif et pédagogique. Un bâtiment de type R+3 à toiture terrasse accessible dont la conception a été proposée par M. ADJANOHOUN Emeric Aaron dans le cadre de son travail de fin de formation. Toutefois la partie structurale n’a pas encore été abordée et c’est l’objet de notre présent travail. Il a été donc proposer une structure en béton armé à cause de son accessible par rapport à notre milieu d’étude. Afin de proposer une future structure adaptée et optimale, une étude comparative a été faite entre deux cas de structure: une structure entièrement en béton armé et une dans laquelle le béton armé est substitué par le béton précontraint au niveau de certaines parties du bâtiment. Dans le but de disposer des cadres de travail plus confortables au sein de l’Ecole doctorale des sciences de l’ingénieur appartenant à l’Université d’Abomey-Calavi, un projet de construction d’un bâtiment à la fois administratif et pédagogique a été initié. Une conception d’un bâtiment de type R+3 à toiture terrasse accessible a été proposée par M. ADJANOHOUN Emeric Aaron dans le cadre de son travail de fin de formation. Une première structure de ce bâtiment est une structure entièrement en béton armé. Autrement dit tous les éléments porteurs sont en béton armé. Une deuxième structure substitue le béton armé par le béton précontraint au niveau de certaines parties du bâtiment. Cette conception est basée sur les recommandations d’un architecte et respecte les règles propres à l’art de la construction. Une première structure de ce bâtiment est une structure entièrement en béton armé. Autrement dit tous les éléments porteurs sont en béton armé. Une deuxième structure substitue le béton armé par le béton précontraint au niveau de certaines parties du bâtiment. Problématique Le Béton armé et le béton précontraint sont des composites de béton et d’armatures. Dans le cas du béton armé, les armatures principales sont des ronds lisses ou des armatures hautes adhérence tandis que le béton précontraint met en œuvre des câbles ou des torons. Les deux structures se différencient donc par le type d’armature mis en œuvre et le mode de fonctionnement. De même les dimensions des sections de béton varient d’une structure en béton armé à une structure en béton précontraint. Une étude de la structure en béton armé et un autre portant sur la structure béton armé & béton précontraint s’avèrent indispensable pour situer les critères de choix. Le but principal de ce travail est de Etudier en béton armé et en béton précontraint la structure de l’édifice de l’école doctorale des sciences de l’ingénieur.
  6. Il a été donc proposer une structure en béton armé à cause de son accessibilité par rapport à notre milieu. Dans le but d’une optimisation en espace et en hauteur il a été proposé de pré contraindre certains éléments de structure notamment les poutres. Par exemple sur cette figure on y remarque un gain en hauteur du bâtiment en béton précontraint. Cela est du au faite que la précontrainte permet de franchir une grande portée pour de faible section de poutre et sans appui intermédiaire d’où un gain en espace. SEDIP : Syndicat des Entreprises Distributrices de Précontrainte par Post-tension Notre pays le Bénin est un pays en voie de développement. Son émergence passe par des améliorations au niveau de plusieurs secteurs dont le secteur éducatif. L’université est l’une des sphères les plus importantes du secteur éducatif. En plus d’être un centre de perfectionnement, l’université est également un cadre de recherches visant à trouver de nouvelles approches et méthodes plus précises que celles existantes. Dans le but de disposer des cadres de travail plus confortables au sein de l’Ecole doctorale des sciences de l’ingénieur appartenant à l’Université d’Abomey-Calavi, un projet de construction d’un bâtiment à la fois administratif et pédagogique a été initié. Une conception d’un bâtiment de type R+3 à toiture terrasse accessible a été proposée par M. ADJANOHOUN Emeric Aaron dans le cadre de son travail de fin de formation. Une première structure de ce bâtiment est une structure entièrement en béton armé. Autrement dit tous les éléments porteurs sont en béton armé. Une deuxième structure substitue le béton armé par le béton précontraint au niveau de certaines parties du bâtiment. Cette conception est basée sur les recommandations d’un architecte et respecte les règles propres à l’art de la construction. Une première structure de ce bâtiment est une structure entièrement en béton armé. Autrement dit tous les éléments porteurs sont en béton armé. Une deuxième structure substitue le béton armé par le béton précontraint au niveau de certaines parties du bâtiment. Problématique Le Béton armé et le béton précontraint sont des composites de béton et d’armatures. Dans le cas du béton armé, les armatures principales sont des ronds lisses ou des armatures hautes adhérence tandis que le béton précontraint met en œuvre des câbles ou des torons. Les deux structures se différencient donc par le type d’armature mis en œuvre et le mode de fonctionnement. De même les dimensions des sections de béton varient d’une structure en béton armé à une structure en béton précontraint. Une étude de la structure en béton armé et un autre portant sur la structure béton armé & béton précontraint s’avèrent indispensable pour situer les critères de choix. Le but principal de ce travail est de Etudier en béton armé et en béton précontraint la structure de l’édifice de l’école doctorale des sciences de l’ingénieur.
  7. Le but principal de ce travail est de Etudier en béton armé et en béton précontraint le projet de construction de l’école doctorale des sciences de l’ingénieur.
  8. De façon spécifique, il s’agira de : Appréhender le projet de construction d’un bâtiment administratif Appliquer les étapes de dimensionnement d’un bâtiment avec les normes BAEL et BPEL Exécuter le dimensionnement d’un bâtiment à poutres précontraintes Evaluer l’apport de la précontrainte dans la structure du bâtiment
  9. Excellence Monsieur le Président du Jury, Honorables membres du Jury, CLIC………………
  10. Excellence M. le Président du jury, Honorable membre du jury Le projet en étude, est composé d’un bâtiment de type R+3 avec une toiture terrasse accessible, de trois parkings pour véhicule et d’une guérite - Avec une emprise au sol de 498,22m² pour une parcelle de 883m² - Coefficient d’emprise de 56,4 % Hauteur hors sol du bâtiment 18,69m L=35,86m l=19,68m
  11. Une vue de profil du bâtiment
  12. Excellence M. le Président du jury, Honorable membre du jury Au rez de chaussée nous avons : - 09 bureaux 01 Archive 05 Salles d’eau 02 cages d’escaliers 01 cage d’ascenseur
  13. Excellence M. le Président du jury, Honorable membre du jury Au niveau 1 nous avons : 03 magasins 01 Salle de conférence 01 Salle des professeurs 01 Salle de réserve 02 salles d'eau
  14. Excellence M. le Président du jury, Honorable membre du jury Au niveau 2 : 01 Bibliothèque 01 Salle de lecture 01 Labo GCP 01 Salle polyvalente 2 salles d'eau
  15. Excellence M. le Président du jury, Honorable membre du jury Au niveau 3 : 05 Salle de cours 01 Pièce réserve 01 Salle multimédia 2 salles d'eau
  16. Excellence Monsieur le Président du Jury, Honorables membres du Jury,
  17. Pour mener l’étude, Nous sommes parties sur un certain nombre d’hypothèses : Pour la règlementation :…………….. NFP 06 004 pour la CP NFP 06 001 pour le CE Pour le béton et l’acier :…………….. Pour le sol : …………………
  18. Dans le cadre d’évaluation des charges, nous avons pris en compte des charges permanentes et des charges variables. Au nombre des charges permanentes nous avons le poids propre des éléments de structure, le poids des revêtements, remplissage
  19. Pour les charges variables nous avons des charges d’exploitations en prenant en compte les différents locaux. Bâtiment scolaire et universitaires et bâtiment à usage de bureau dans la norme nfp 06_001
  20. Excellence M, le président du jury, Honorable membres de jury Avant de procédé à la modélisation de la structure, nous avons préalablement effectué un pré dimensionnement des éléments de structure tels que les planchers, les poutres, les poteaux,
  21. Et fondations conformément aux réglementations du BAEL _BPEL.
  22. La modélisation, l’application et la descente des charges ainsi que les calculs RDM ont été mené avec le logiciel CBS puis exporté sur le logiciel ROBOT pour le calcul des éléments de structure BA, Pour le béton précontraint, après descente des charges, les résultats ont été exporté sur une feuille de calcul excel que nous avons établi pour le dimensionnement des poutres précontraintes.
  23. Excellence M, le président du jury, Honorable membres du jury, Au cours de ce travail nous avons eu à étudier également une cage d’ascenseur L’étude de la cage d’ascenseur a consisté à dimensionner deux éléments principaux la dalle machine puis les voiles. les voiles supportent la dalle machine et sont étudier comme des consoles encastrées au pieds,
  24. Quant à la dalle machine, elle est soumise à deux charges: son poids propre puis les charges provenant du moteur Ici le moteur qui transmet les charges à travers les appuis encerclé en rouge Ces appuis constituent des charges ponctuelles localisée sur la dalle Le dimensionnement de cette dalle s’est fait à l’aide des abaques de PIGEAUD (cas de charge localisé). Sur ces abaques nous lisons des coefficients qui servent à déterminer les moments sollicitant la dalle machine pour ensuite vérifier les états limites.
  25. Excellence M, le président du jury, Honorables membres du jury, La structure de l’édifice de l’ED_SI
  26. Excellence M, le président du jury, Honorable membres du jury, Pour une bonne gestion de l’espace dans la salle de conférence et la bibliothèque, c’est-à-dire les salles au contour rouge sur la diapositive, nous avons supprimé les poteaux à l’intérieur de ces salles. Ainsi pour éviter des retombées excessive des poutres qui reposait sur ces poteaux, les poutres en surbrillance sur la diapositive ont été précontrainte. Ces poutres se répètent sur trois niveaux, Ce qui fait au total 6 poutres précontrainte.
  27. Excellence M, le président du jury, Honorables membres du jury, A la fin de cette étude, nous avons obtenu des sections de 60x120 pour des poutres en béton armé de 13,5m de portée. Ce qui nous donne des poutres de retombée de 1m. La hauteur libre qui était initialement de 3m50 passe à 2m50.
  28. En les soumettant à une précontrainte, ces poutres passent d’une section de 60x120 à 35x60 Ce qui donne une retombée de 40cm avec une hauteur sous faux plafond de 3m50.
  29. L’apport de la précontrainte a donc entrainé une réduction de 70% de la section initialement obtenu en BA et une réduction de 60cm de la retombée Nous passons d’une hauteur libre de 2m50 en BA à 3m10 en BP, La précontrainte permet donc de gagner en espace et de rendre les pièces plus confortables,
  30. Ce tableau illustre une comparaison du point de vue quantitatif et estimatif de ces deux variantes d’études, En apportant de la précontrainte à la structure, nous obtenons une réduction de 40m3 de la quantité de béton à mettre en œuvre, une réduction de 3t d’acier a mettre en œuvre, une réduction de la masse total de la structure 99t mais une augmentation du coût de réalisation de 4million 300 mille. Dans ce cas précis la structure en béton précontraint est plus chère.
  31. Pour une analyse plus approfondi nous avons opté pour la Méthode WSM (Weight Sum Method) encore appelée Méthode de la Moyenne Pondérée, Basée sur 11 critères en tenant compte des avantages et des inconvénients, Des poids ont été attribué à ces critères en fonction de l’importance de chaque critère. Pour un critère donné, La valeur favorable entraine un score 20 point et le score de la valeur défavorable est déduite en multipliant le ratio de la valeur défavorable sur la valeur favorable par 20 pts. ( Vdf/Vf x 20 pts,) Ces scores sont pondérés par la suite. Les poids sont attribués en fonction de l’importance de chaque critère, , issues principalement des travaux de Thomas L. Saaty et du chercheur Bernard Roy, créateur du LAMSADE (Laboratoire d'analyse et modélisation de systèmes pour l'aide à la décision) pour mener cette analyse. Avantages et inconvénients La méthode de la somme pondérée possède deux avantages principaux : - Il s'agit d'un modèle simple - La solution optimale d'une somme pondérée est efficace Cependant de nombreuses limites existent vis-à-vis de cette méthode, notamment due à l'interprétation des poids qui prennent en compte : - L'importance relative des critères - Un facteur de normalisation des échelles des critères La méthode de la somme pondérée nécessite donc d'avoir des critères comparables et d'intégrer l'influence de la normalisation préalable.
  32. A travers cette analyse, il a retenu que malgré le coût élevé de précontrainte, le manque de technicité des entreprises locales, l’indisponibilité des matériaux, l’association béton précontraint & béton armé remporte avec un score pondéré 19,1 pendant que la structure BA a un score 17,86, Ce pendant si les moyens financiers sont disponibles il est préférable d’opter pour la précontrainte pour gagner sur la fonctionnalité de son bâtiment tel que Un gain en espace en diminuant le nombre des poteaux de la structure Un gain de hauteur en suprimant presque la rétombée des poutres Un gain en terrassement en degrossissant le bâtiment Une économie de matériaux Une meilleur maitrise de la fissuration des éléments de structures Une réduction global du délai de réalisation de l’ouvrage :
  33. Excellence Monsieur le Président du Jury, Ho norables membres du Jury,
  34. ……….CLIC Notre étude s’est orienté vers : L ’étude structurale de l’édifice de l’Ecole Doctorale des Sciences de l’Ingénieur ED_SI . ……….CLIC L’objectif principal de ce travail était d’Etudier en béton armé et en béton précontraint le projet de construction de l’école doctorale des sciences de l’ingénieur. . ……….CLIC Pour atteindre l’objectif principal, nous avons utilisé la méthode de dimensionnement proposée par le BAEL 91 modifiée 99 & BPEL .
  35. Au terme de ce travail, les perspectives qui se dégagent sont :
  36. Excellence Monsieur le Président du Jury, Honorables membres du Jury, Tel est le résumé de notre mémoire de fin de formation que nous n’avons aucunement la prétention de croire exhaustif, Nous sommes ouverts à vos critiques, observations et recommandations qui ne feront qu’améliorer la qualité de ce travail. Je vous remercie.