Comment l’innovation transforme l’étude d’un bâtiment R+9 à Sétif ?

L’étude d’un bâtiment multifonctionnel innovant à Sétif révèle des méthodes de calcul avancées pour garantir sa résistance sismique. Cette recherche, essentielle pour le développement urbain, offre des solutions pratiques aux défis architecturaux contemporains, avec des implications significatives pour la sécurité des structures.

CHAPITRE I :

Généralités et Présentation de l’ouvrage

• 1. Introduction

L’étude d’un bâtiment en béton armé nécessite des connaissances de base sur lesquelles l’ingénieur prend appuis, et cela pour obtenir une structure à la fois sécuritaire et économique. A cet effet, on consacre ce chapitre pour donner quelques rappels et des descriptions du projet à étudier.

• 1. Présentation de l’ouvrage

Mon travail consiste à étudier un bâtiment multi fonctionnel en béton armé, en deux blocs, contient un joint de dilatation à cause de la longueur importante de la structure qui est égale à 69.3m, comportant 9 étages à usage : commercial, habitation, bureaux d’affaire, + un RDC et 2 sous sols utilisés comme parking.

Le bâtiment est classé d’après les règles parasismiques algériennes « RPA99/ version 2003 » dans le groupe 2.

Le bâtiment comporte :

Au niveau du RDC, entre sol et Sous sol: un parking. Au niveau du : étages 1, 2 et 3 : Magasins et crèche.

Au niveau du : étages 4 : salles de gym, fitness, aérobic et remise en forme. Au niveau du : étage 5, 6 et 7 : Bureaux d’affaire.

Au niveau du : étage 8 et 9 : logements de fonction, (4 appartements dans chaque étage). Une terrasse inaccessible, niveau (+ 30.6m) avec une salle des machines (pour ascenseur).

• 1. implantation de l’ouvrage

L’ouvrage est situé à Sétif qui est, d’après la classification de zone sismique des wilayas du territoire nationale du RPA 99 V2003, classé en Zone II-a (zone de moyenne sismicité).

• 1. Caractéristiques de l’ouvrage
     1. Caractéristiques géométriques de l’ouvrage
        • Dimensions en plan :

Longueur maximale du bâtiment… 69.33m

Largeur maximale du bâtiment 37.02 m

• • • • • Dimensions en élévation :

Hauteur total du bâtiment avec acrotère 40.96 m

Hauteur du sous sols 3.06 m

Hauteur entre sol 3.06 m

Hauteur du RDC… 3.06 m

Hauteur des étages courants 3.06m

Forme géométrique : vu la forme de la structure, qui n’est pas symétrique selon les deux sens, et qui contient des décrochements, on dit que la forme est irrégulière.

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Fig I.1 vue en plan du bâtiment

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Fig I.2 coupe A-A du bâtiment

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Fig I.3 coupe B-B du bâtiment

• • 1. Caractéristiques structurelle
       • Système de contreventement :

La stabilité transversale et longitudinale de ce bâtiment est assurée par des portiques et des voiles de contreventement en béton armé, ce qui est exigé par RPA 99 (A1.a et 1.b) , pour toute structure qui dépasse quatre (04) niveaux ou quatorze (14) mètres en zone II.a.

Ce système de contreventement est un « contreventement mixte assuré par des voiles et des portiques ».

Selon toujours le même article, les voiles de contreventement doivent reprendre au plus 20%

des sollicitations dues aux charges verticales, quant au charges horizontales ( effort sismique), elles sont reprises conjointement par les voiles et les portiques proportionnellement à leur rigidités relatives, ainsi que les sollicitations résultant de leurs interactions à tous les niveaux.

Les portiques doivent reprendre, outre les sollicitations dues aux charges verticales, au moins 25% de l’effort tranchant de l’étage.

• • • • • Les Planchers :

Le plancher est généralement défini comme un diaphragme horizontal rigide séparant deux niveaux adjacents, capable de supporter et transmettre des charges verticales et horizontales aux différentes poutres de l’ossature.

Le bâtiment comporte deux types de planchers :

a-plancher a corps creux :

Ce type de plancher est constitue de poutrelles en béton arme, de corps creux en béton expansé (hourdis) et d’une table de compression de faible épaisseur en béton arme par un treillis soude.

b-plancher en dalle pleine :

Ce sont des planchers réalisés uniquement en béton armé d’une épaisseur bien déterminée, ce type de plancher est employé dans les portes à faux, balcon …

• Les poutres : sont sollicitées par un moment fléchissant et un effort tranchant, il existe des poutres principales qui supportent la charge du plancher, et les poutres secondaires ( poutre de chainage ) qui relient les portiques
• Poteaux : sont des éléments verticaux destinés à reprendre et transmettre les sollicitations à la base de la structure, ils sont sollicités à efforts normaux et moments fléchissant, ( flexion composée).
• Les Escaliers :

Les escaliers sont des éléments constitues d’une succession de gradins, ils permettant le passage a pieds entre les différents niveaux d’un bâtiment, ils sont composes d’un certain nombre de marches, de contremarches, de paliers et de paillasse, quelque fois avec une poutre palière et autres fois avec poutre brisée, ils sont en béton arme, coulés en place et construits étage par étage.

Ce bâtiment comporte quatre types d’escalier :

1. Escalier droit sans palier intermédiaire
2. Escalier droit à deux volées avec un palier intermédiaire
3. Escalier droit à trois volées avec deux paliers intermédiaires
4. Escalier demi balancé.
   • La Maçonnerie :

Un mur est un élément verticale en maçonnerie, compose des matériaux manufactures, tel que les blocs de parpaing creux ou plain, lies les uns aux autre par des joints de mortier traditionnels, ou avec du mortier colle, ce bâtiment compose de :

• Murs extérieurs d’une épaisseur de 30cm en double paroi l’une d’une épaisseur de 15cm et l’autre de 10cm et une lame d’air de 5 cm pour l’isolation thermique et phonique.
• Murs intérieur d’une épaisseur de 10cm.
  • Balcon :

Dans notre projet on a des balcons constitues d’une dalle pleine en béton arme.

• • L’acrotère

L’acrotère réalisé sur place, encastré dans le plancher terrasse ayant un rôle la protection de la ligne de conjoncture entre lui-même et la forme de pente contre l’infiltration des eaux pluviales.

Dans le cas de ce bâtiment, l’acrotère est d’une hauteur de 1m.

• • Revêtement :
• Carrelage pour les planchers et les escaliers.
• Plâtre pour les mures intérieures et les plafonds.
• Mortier pour les mures extérieures.
• Faïence pour les salles d’eau.
  • Gaine d’ascenseurs :

Vu la hauteur importante de ce bâtiment, la conception d’un ascenseur est indispensable pour faciliter le déplacement entre les différents étages.

• • Le coffrage :

Le coffrage est une enceinte provisoire destinée à contenir un matériau de construction (béton, pisé) utile pour maintenir ce matériau en place, en attendant sa prise puis son durcissement.

Le coffrage a pour but de réaliser des ouvrages aux formes définies par la surface interne du coffrage. Les éléments structuraux « Poteaux, Poutres et les Voiles » sont réalisés à l’aide d’un coffrage métallique ou coffrage en bois.

Pour les planchers corps creux et les escaliers, on utilise les coffrages en bois.

• • Les fondations :

Les fondations sont des éléments de structure qui ont un rôle de transmission au sol, des efforts acheminent par la structure.

Ces efforts peuvent être des forces normales verticales, des forces horizontales, ou des moments qui peuvent être de grandeur variable, et s’exerces dans des plans diffère. La conception générale des fondations doit assurer la cohérent de l’ouvrage vis-à-vis du site, du sol et l’interaction sol- structure.

Le choix du type de fondation va être déterminé dans les chapitres suivant.

• 1. La régularité de l’ouvrage RPA (figure 3.2)

Un bâtiment est classé régulier s’il est à la fois, régulier en plan et en élévation.

• Régularité en plan : un bâtiment est classé régulier si toutes les critères sont respectées.

Le bâtiment ne présente pas une configuration symétrique vis-à-vis les deux directions orthogonales aux niveaux de RDC et les Sous sols, en revanche la symétrie est vérifiée pour les étages courants.

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Fig I.4 dimensions en plan du bâtiment

Le rapport longueur/largeur du RDC et les sous sols = 1.75 < 4.

La somme des dimensions des parties rentrantes ne dépasse pas 25% ( ^8.9+6.3 = 0.223 < 0.25 ).

68.03

• • On constate que le bâtiment n’est pas régulier en plan car la symétrie n’est pas vérifiée.
• Régularité en élévation : un bâtiment est classé régulier si toutes les critères sont respectées. Pour le décrochement en élévation, la variation des dimensions du bâtiment entre deux niveaux successive = 72% ˃ 20%

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Et la plus grande dimension latérale excède 1.5 fois la plus petite dimension (11.95 * 1.5 = 17.92 < 68.66 ).

• • On constate que le bâtiment n’est pas régulier en élévation car les critères ne sont pas vérifiées.

Fig I.5 dimensions en élévation du bâtiment

• • • Donc : notre structure n’est pas régulière ni en plan ni en élévation.

1. Caractéristiques du sol

L’étude géotechnique est réalisée par le laboratoire d’analyse technique SAHLI, sur le terrain d’implantation localisé au cité « OMAR DEGGOU EX-ANDRE YOLLE / SETIF ».

L’étude à était faite en effectuant :

• 2 sondages carottés jusqu’à 15m de profondeur.
• 4 essais de pénétromètre dynamique lourd, (poussés à 10m de profondeur).

De point de vue topographique, le terrain présente une légère pente vers le Sud Est, la partie basse du terrain est originellement un ancien lit d’Oued.

Le terrain ne présente aucun signe apparent d’instabilité, l’interprétation géologique à montrée que le terrain est constitué par des formations meuble, il s’agit d’une couche d’argile limoneuse graveleuse noire d’une épaisseur entre 1 et 5m, suivie par une épaisse couche d’argile rougeâtre parfois encroutée.

Aucune présence d’eau souterraine n’a été décelée sur la profondeur d’investigation, ainsi que le sol étant inagréssif pour l’absence de sulfate.

De ce fait il est recommandé de classé le site comme site meuble (S3), et de retenir une contrainte admissible de 3,5 bars.

Questions Fréquemment Posées

Quelles sont les caractéristiques principales du bâtiment multifonctionnel à Sétif ?

Le bâtiment comporte un rez-de-chaussée, neuf étages et deux sous-sols, avec des usages variés tels que commercial, habitation et bureaux d’affaires.

Comment le bâtiment est-il conçu pour résister aux séismes ?

Le bâtiment est conçu selon les normes parasismiques algériennes, intégrant des portiques et des voiles de contreventement en béton armé pour assurer sa stabilité.

Quels types de planchers sont utilisés dans le bâtiment ?

Le bâtiment comporte deux types de planchers : des planchers à corps creux et des planchers en dalle pleine, chacun ayant des caractéristiques spécifiques.

Où est situé le bâtiment et quelle est sa classification sismique ?

L’ouvrage est situé à Sétif, classé en Zone II-a selon la classification de zone sismique des wilayas du territoire national du RPA 99 V2003.