Etudes de faisabilité du projet Cottage Darquer logements collectifs Calais

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Niveau: Supérieures
Etudes de faisabilité du projet Cottage « Darquer » – 121 logements collectifs à Calais Auteur : MARSAL Guillaume INSA de Strasbourg, Spécialité Génie Civil, Option Construction Tuteur : CATOEN Jean Pierre Ingénieur Conseil et Expert en Bâtiment, C.E.S.E.A Tuteur INSA Strasbourg : SCHAEFFER Claude Professeur agrégé de Génie Civil Stage effectué : Du 25er janvier au 12 juin 2010

  • reprise des façades

  • etudes de faisabilité du projet cottage

  • bureau d'etudes techniques

  • poteau-poutre

  • principe de dimensionnement

  • dimensionnement du cuvelage

  • charges d'exploitation

  • pré-dimensionnement des structures en béton armé


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Publié le 01 juin 2010
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Langue Français
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Etudes de faisabilité du projet Cottage « Darquer » – 121
logements collectifs à Calais
























Auteur : MARSAL Guillaume
INSA de Strasbourg, Spécialité Génie Civil, Option Construction

Tuteur : CATOEN Jean Pierre
Ingénieur Conseil et Expert en Bâtiment, C.E.S.E.A

Tuteur INSA Strasbourg : SCHAEFFER Claude
Professeur agrégé de Génie Civil

erStage effectué : Du 25 janvier au 12 juin 2010
Projet de fin d’études
Etudes de faisabilité du projet Cottage « Darquer »


Résumé

Mon projet traite des études de faisabilité du projet Cottage « Darquer » qui est la
construction à Calais d’un complexe de 121 logements collectifs avec un parking semi-
enterré d’après le dossier d’Absciss Architectes. Mon étude s’est déroulée à Coudekerque-
Branche durant 20 semaines au sein du bureau d’études techniques : C.E.S.E.A qui est
missionné par l’entreprise générale Ramery Bâtiment pour effectuer les études d’exécutions
du projet. Dans l’attente de l’ordre de service, Ramery a souhaité que le B.E.T (Bureau
d’Etudes Techniques) réalise le pré-dimensionnement des structures en béton armé, pour
valider ses choix économiques et techniques déterminés lors de son étude de prix, et
également pour mettre en évidence des éventuels problèmes structuraux avec les solutions à
mettre en œuvre.

Les supports utilisés pour de l’étude des travaux, sont les plans d’architecte de la
phase projet et le C.C.T.P (Cahier des Clauses Techniques Particulières) Gros Œuvre.

Pour mener à bien cette mission, le projet s’est déroulé suivant plusieurs grandes
étapes. La première consiste à déterminer le mode de fondation du bâtiment à partir des
contraintes liées au sol et les valeurs des essais réalisés. Une autre étape importante est le
calcul de la descente de charges afin d’obtenir les efforts agissants sur les différentes éléments
structuraux et ainsi optimiser le réseau de fondations, les capacités portantes des fondations en
seront déduites pour conforter le budget qui leurs est consacré. Pour finir, les éléments
structuraux tels que les poutres, dalles, poteaux, voiles sont calculés selon plusieurs variantes
afin de respecter d’une part les conditions structurelles, et d’autre part les aspects
économiques, la faisabilité technique de l’entreprise générale et ainsi que l’aspect
architectural du projet.

Mots clés : Bâtiment, Béton armé, Fondation, Conception, Etude de Faisabilité



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Projet de fin d’études
Etudes de faisabilité du projet Cottage « Darquer »


Remerciements

Je tiens à remercier très sincèrement Monsieur Vincent BRICHE et Jérôme
CHARPENTIER (cogérants) qui ont acceptés de m’accueillir au sein de leur bureau d’études
pour mon projet de fin d’études.

J’adresse également tous mes remerciements à Monsieur Jean-Pierre CATOEN
(ingénieur conseil – expert en bâtiment) par sa disponibilité, son professionnalisme et ses
conseils qui m’ont permis de mené à bien mon projet.

J’exprime aussi ma sincère gratitude à Monsieur Claude SCHAEFFER, mon
interlocuteur privilégié au niveau de l’INSA de Strasbourg et également Monsieur Jean Paul
HELLEBOID (ingénieur études de prix, Ramery Bâtiment) pour leurs conseils et aides fournis
tout au long de mes études.

Et, je suis reconnaissant envers tous mes collègues de travail (projeteurs, dessinateurs,
secrétaires) qui m’ont réservés un accueil quotidien chaleureux et qui ont également permis
d’acquérir des notions de base de leur profession.


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Projet de fin d’études
Etudes de faisabilité du projet Cottage « Darquer »


Sommaire
RESUME ................................................................................................................................... 2
REMERCIEMENTS ................................................................................................................ 3
SOMMAIRE ............................................................................................................................. 4
LISTE DES FIGURES ............................................................................................................. 7
INTRODUCTION .................................................................................................................... 9

1. PRESENTATION DE L’ENTREPRISE ..................................................................... 10
1.1. Coordonnées et chiffres clés ...................................................................................... 10
1.2. Domaines d’activités .................................................................................................. 10
1.3. Historique .................................................................................................................... 10
1.4. Organigramme ........................................................................................................... 10
2. PRESENTATION DU PROJET ................................................................................... 12
2.1. Acteurs du projet ........................................................................................................ 12
2.2. Descriptif de l’affaire ................................................................................................. 13
2.3. Situation géographique .............................................................................................. 13
2.4. Description .................................................................................................................. 13
2.4.1. Façades ..................................................................................................................... 14
2.4.2. Chiffres clés : ........................................................................................................... 16
2.5. Contexte géologique ................................................................................................... 17
2.5.1. Caractéristiques physiques ....................................................................................... 17
2.5.2. Présence d’eau .......................................................................................................... 17
2.6. Contraintes spécifiques au site .................................................................................. 18
2.7. Matériaux de la structure porteuse .......................................................................... 18
3. DESCENTE DE CHARGES ......................................................................................... 19
3.1. Définition des charges ................................................................................................ 19
3.1.1. Charges permanentes (G) ......................................................................................... 19
3.1.2. Charges d’exploitation (Q) ....................................................................................... 20
3.1.3. Charges climatiques (S et W) ................................................................................... 20
3.1.4. Efforts sismiques (E) ................................................................................................ 21
3.2. Dégression des charges d’exploitation ...................................................................... 21
3.3. Méthodes ..................................................................................................................... 21
3.3.1. Méthode des lignes de rupture : Méthode de « Johansen » ...................................... 21
3.3.2. Répartition des efforts ponctuels .............................................................................. 23
3.4. Estimation de la charpente bois/métal ..................................................................... 24

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4. FONDATIONS ............................................................................................................... 26
4.1. Fondations des clôtures .............................................................................................. 26
4.1.1. Hypothèses ............................................................................................................... 26
4.1.2. Vérification au renversement ................................................................................... 27
4.1.3. Vérification au glissement ........................................................................................ 28
4.1.4. Capacité portante ...................................................................................................... 28
4.1.5. Ferraillage ................................................................................................................. 29
4.2. Fondations du bâtiment ............................................................................................. 30
4.2.1. Justification d’emploi ............................................................................................... 30
4.2.2. Mode de réalisation des pieux ................................................................................... 30
4.2.3. Pré dimensionnement des pieux ............................................................................... 31
4.2.4. Conception du réseau de longrines ........................................................................... 33
4.2.5. Ferraillage des longrines .......................................................................................... 34
4.2.6. Dimensionnement des massifs en tête de pieux ....................................................... 37
4.2.7. Reprise en sous œuvre des fondations existantes ..................................................... 39
5. ETUDE DE L’INFRASTRUCTURE (SOUS-SOL) .................................................... 41
5.1. Stabilité au feu ............................................................................................................ 41
5.2. Conception du réseau de poutre du haut sous-sol ................................................... 41
5.2.1. Poutre de grande portée ............................................................................................ 42
5.2.2. Poutre au dessus de la rampe d’accès ....................................................................... 42
5.2.3. Reprise des façades .................................................................................................. 43
5.2.4. Reprise des refends du rez-de-chaussée ................................................................... 44
5.3. Dimensionnement des poteaux .................................................................................. 46
5.4. Dimensionnement du cuvelage .................................................................................. 47
6. ETUDE DE LA SUPERSTRUCTURE (ETAGES) .................................................... 51
6.1. Dimensionnement du corps principal ...................................................................... 51
6.1.1. Poteau-poutre ........................................................................................................... 51
6.1.2. Poutre échelle ........................................................................................................... 52
6.1.3. Poutre de redressement ............................................................................................. 54
6.2. Conception des dalles ................................................................................................. 55
6.2.1. Principe de dimensionnement .................................................................................. 55
6.2.2. Justification de l’épaisseur ....................................................................................... 56
6.2.3. Reprise des voiles avec un défaut d’aplomb ............................................................ 57
6.2.4. Trémies ..................................................................................................................... 59
6.3. Etude des voiles ........................................................................................................... 60
6.4. Etude des porte-à-faux ............................................................................................... 62
6.5. Reprise du mur existant ............................................................................................. 63

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7. OUVRAGES PROVISOIRES ....................................................................................... 65
7.1. Etaiement de la façade existante ............................................................................. 65
7.2. Sécurisation des trémies de la dalle haute sous-sol ................................................. 66
7.2.1. Plancher YTONG ..................................................................................................... 66
7.2.2. Plancher préfabriqué sur chantier ............................................................................. 67
CONCLUSION ....................................................................................................................... 69
BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................. 70

ANNEXE 1 : PLAN DE MASSE DU PROJET ................................................................... 71
ANNEXE 2 : ESSAI PRESSIOMETRIQUE ....................................................................... 72
ANNEXE 3 : COUPE DE PRINCIPE DES ELEVATIONS EN FAÇADE...................... 73
ANNEXE 4 : ESSAI AU PENETROMETRE STATIQUE ................................................ 74
ANNEXE 5 : ABAQUES ET TABLEAUX RELATIFS AU CALCUL DES PIEUX ...... 75
ANNEXE 6 : CALCUL DE LA CAPACITE PORTANTE D’UN PIEU Ø=50 CM ........ 77
ANNEXE 7 : CAPACITE PORTANTE DES PIEUX ........................................................ 78
ANNEXE 8 : NOTE DE CALCUL D’UNE LONGRINE ISOSTATIQUE ...................... 79
ANNEXE 9 : CALCUL D’UNE POUTRE VOILE ............................................................. 84
ANNEXE 10 : FOUILLE SR1 ............................................................................................... 87
ANNEXE 11 : NOTE DE CALCUL D’UNE POUTRE DE FAÇADE ETABLIE AVEC
CALCULIX ............................................................................................................................. 88
ANNEXE 12 : CALCUL DE CUVELAGE .......................................................................... 99
ANNEXE 13 : SOLLICITATIONS DE LA POUTRE ECHELLE ................................. 101
ANNEXE 14 : CALCUL D’UNE DALLE DE TOITURE DE L’AILE D ...................... 102
ANNEXE 15 : ARMATURES STANDARD BETON BANCHE ..................................... 104



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Liste des figures

Figure 1.1 : Organigramme de l'entreprise ............................................................................... 11
Figure 2.1: Situation géographique du projet ........................................................................... 13
Figure 2.2 : Façade rue Quatre Coins ....................................................................................... 15
Figure 2.3 : Façade rue Monseigneur Piedfort ......................................................................... 15
Figure 2.4 : Façade Ouest de l'aile C ........................................................................................ 15
Figure 2.5 : Façade Est de l'aile C ............................................................................................ 16
Figure 2.6 : Présence de l'Abîme .............................................................................................. 17
Figure 3.1 : Schéma de dégression des charges d’exploitation ................................................ 21
Figure 3.2 : Lignes de rupture pour des dalles simples ............................................................ 22
Figure 3.3 : Lignes de rupture pour une dalle en "L" ............................................................... 22
Figure 3.4 : Répartition d'un effort ponctuel dans un mur en béton armé................................ 23
Figure 3.5 : Files pour la descente de charge de la structure bois/métal .................................. 24
Figure 4.1 : Schéma statique de la semelle excentrée .............................................................. 27
Figure 4.2 : Contraintes de la semelle sur le sol ....................................................................... 28
Figure 4.3 : Ferraillage de la semelle excentrée ....................................................................... 29
Figure 4.4 : Principe de réalisation des fondations .................................................................. 30
Figure 4.5 : Longrines en limite de propriété ........................................................................... 33
Figure 4.6 : Longrines sous la cage de l'aile B ......................................................................... 33
Figure 4.7 : Répartition des moments suivant la méthode forfaitaire ...................................... 36
Figure 4.8 : Schéma de ferraillage d'une longrine .................................................................... 36
Figure 4.9 : Principe de ferraillage d'un massif sur un pieu ..................................................... 37
Figure 4.10 : Principe de ferraillage d'un massif sur deux pieux ............................................. 38
Figure 4.11 : Localisation des fondations à reprendre en sous-œuvre ..................................... 39
Figure 4.12 : Mode opératoire de la reprise en sous-œuvre ..................................................... 40
Figure 5.1 : Réseau de poutre entre l'aile B et C ...................................................................... 42
Figure 5.2 : Réaménagement de la rampe d'accès rue des Quatre Coins ................................. 43
Figure 5.3 : Défaut d'aplomb des refends du rez-de-chaussée sur le réseau de poutre du haut
sous-sol ..................................................................................................................................... 45
Figure 5.4 : Modification des places de parking ...................................................................... 46
Figure 5.5 : Modification des poteaux reprenant les façades ................................................... 46
Figure 5.6 : Niveaux caractéristiques de la nappe .................................................................... 48
Figure 5.7 : Sollicitations sur les voiles périphériques du sous-sol ......................................... 50
Figure 6.1 : Structure de type portique ..................................................................................... 51
Figure 6.2 : Schéma statique d'une poutre échelle à maillage identique .................................. 52
Figure 6.3 : Poutre échelle sur le corps principal entre l'aile B et C ........................................ 53
Figure 6.4 : Reprise des façades à l'aide de poutres principales et de redressement ................ 54
Figure 6.5 : Schéma statique des poutres de redressement ...................................................... 55
Figure 6.6 : Coupe transversale de l'aile B ............................................................................... 57
Figure 6.7 : Logement E08 de l'aile C au R+1 ......................................................................... 57
Figure 6.8 : Logement E03 de l'aile C au rez-de-chaussée ...................................................... 58
Figure 6.9 : Etude de la dalle haut R+3 de l'aile A................................................................... 59
Figure 6.10 : Ferraillage d'une trémie de petite dimension ...................................................... 60
Figure 6.11: Armatures de comportement ................................................................................ 61
Figure 6.12 : Porte-à-faux de grande dimension dans l'aile A ................................................. 62
Figure 6.13 : Attentes entre le R+4 et R+5 .............................................................................. 63

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Figure 6.14 : Brochage de la façade existante .......................................................................... 64
Figure 7.1 : Tours d'étaiements ................................................................................................ 65
Figure 7.2 : Documentation technique sur les portées ............................................................. 66
Figure 7.3 : Clavetage plancher YTONG ................................................................................ 66
Figure 7.4 : Ferraillage avec plancher YTONG ....................................................................... 67
Figure 7.5 : Dalle préfabriquée appuyée simplement sur son contour ..................................... 68
Figure 7.6 : Poutre dalle préfabriquée simplement appuyée .................................................... 68


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Introduction

Mon projet de fin d’études s’est déroulé au sein d’un bureau d’études structures dans
le Nord de la France à Coudekerque-Branche situé à proximité de Dunkerque. Celui-ci porte
sur la réalisation des études de faisabilité pour la construction de 121 logements collectifs à
Calais.
En complément toutes les 2 semaines, je fais un état d’avancement pour évoquer les
problèmes rencontrés et solutions à mettre en œuvre avec l’ingénieur étude de prix de
l’entreprise générale, qui doit respecter son enveloppe budgétaire et optimiser le coût de
réalisation du projet. Toutes les modifications effectuées devront être acceptées par
l’architecte mais aussi par l’entreprise générale.
C.E.S.E.A est un bureau d’études spécialisé dans les ouvrages en béton armé.
L’ensemble de mon projet comporte donc l’étude de ces ouvrages; la conception du réseau de
poutre du sous-sol et des fondations. Dans un souci de gain de temps, j’ai été formé au
logiciel BLM – Calculix pour résoudre des cas complexes rapidement. Néanmoins, j’ai mené
une étude comparative afin de m’assurer la pertinence des résultats fournis par le logiciel.
Les différentes étapes de mon projet sont les suivantes :
- Prise de connaissance du dossier : plans de l’architecte et CCTP (Cahier des Clauses
Techniques Particulières)
- Réalisation de fond de plans sous Autocad
- Descente de charge manuelle du projet : rajout d’éléments structuraux, conception du
réseau de longrines et pieux
- Etudes de l’infrastructure (sous-sol)
- Etudes de la superstructure (bâtiment à partir du rez-de-chaussée)
- Etudes des ouvrages provisoires





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1. Présentation de l’entreprise
1.1. Coordonnées et chiffres clés

Nom de l’entreprise : CESEA (Cabinet Etudes Structures Et Aménagements)
Adresse : 2 route de Bergues
59210 Coudekerque-Branche
Téléphone : 0328291397 et 0328299450
Courriel : cesea@nordnet.fr
SIRET : 449 285 410 00014
Forme juridique : SARL (Société à responsabilité limitée)
Capital : 8000 euros
Chiffre d’affaire en 2008 : 820 000 euros
Effectif : 10 employés, dont 3 cadres

1.2. Domaines d’activités

Le B.E.T (bureau d’études techniques) CESEA est spécialisé dans l’étude des
structures en bâtiment. Il réalise des études d’exécutions et d’avant-projets.
Ses principaux projets réalisés sont des complexes de logements collectifs, individuels,
des salles de sports et de fêtes, réalisation de structures industrielles (exemples de clients :
Total, Arcelor, Ascométal). En complément à ces études, CESEA réalise aussi les missions
suivantes :
• Conseil pour la réalisation des divers éléments porteurs d’un bâtiment : structure béton
armé, charpente métallique, fondations.
• Expertise des structures en béton armé
Ses principaux clients sont des entreprises générales, comme : Eiffage TP Nord, Spie
Batignolles, Ramery, Dematthieu & Bard. Il arrive que des petits projets soient réalisés pour
des particuliers dans les cas des maisons individuelles.

1.3. Historique

• 1996 : Création de JPC Etudes
• 2003 : JPC Etudes devient CESEA

1.4. Organigramme


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