Comment la technologie de construction durable transforme les murs de soutènement ?

La technologie de construction durable est essentielle pour garantir la sécurité des bâtiments en milieu urbain. Cette étude sur un édifice multifonctionnel à Sétif révèle des méthodes innovantes pour intégrer des normes parasismiques, offrant des solutions critiques face aux défis de l’urbanisation moderne.

• 1. Etude du mur adossé
     1. Définition

Un mur de soutènement est une construction destinée à prévenir l’éboulement ou le glissement d’un talus raide, il et essentiellement employés pour protéger les chaussées routières contre le risque d’éboulement, notamment en site urbain pour réduire l’emprise d’un talus naturel.

Notre projet actuelle nécessite ce type d’ouvrage vu sa réalisation partielle sous terraine, a fin d’assurer un bon soutènement de terre.

• L’épaisseur minimale est de 15 cm.
• Il doit contenir deux nappes d’armatures.
• Le pourcentage minimal des armatures est de 0.1% dans les deux sens.
• Les ouvertures dans le voile ne doivent pas réduire sa rigidité d’une manière importante.

Pour notre cas le mur est soumis à la poussée des terres et à la charge (Q) qui est due au poids de la structure transmise à la deuxième fondation et une surcharge (q) qui est due au poids de la route qui passe juste à coté de la structure qui est estimé selon le DTR C.2.2 (charges permanentes et surcharges d’exploitations) à 65KN/m².

• • 1. Caractéristique de mur :

[26_technologie-de-construction-durable-etude-un-mur-de-soutenement_132]

Hauteur : h = 3.06 m. Epaisseur : e = 20 cm. Longueur sens: L = 7.15 m

• • 1. Caractéristiques du sol :

Poids spécifique : 𝛾 = 21 𝐾𝑁/𝑚³ Angle de frottement : 𝝋 = 12. 68 Cohésion : 𝑐 = 3. 7 𝐾𝑁/𝑚²

Contrainte admissible de sol : q_𝑎𝑑 = 350 𝐾𝑁/𝑚³

Evaluation des charges et surcharges :

Le voile adossé est soumis :

Fig VI.9 : Schéma du mur de soutènement

La poussée des terres :

𝐺 = ℎ × 𝛾 × 𝑡𝑛𝑔² 𝜋 −

(

4

𝝋 𝜋 𝝋

) − 2 × 𝑐 × 𝑡𝑛𝑔 ( − )

2 4 2

Remarque

L’expérience montre que le rôle de la cohésion qui varie dans le temps est mal connu et difficilement mesurable, pour cela, la négliger va dans le sens de la sécurité (c=0).

𝐺 = ℎ × 𝛾 × 𝑡𝑛𝑔² 𝜋 −

(

4

𝝋

) = 3.06 × 21 × 0.64 = 41. 12 𝐾𝑁/𝑚²

2

Surcharge :

𝑞 = 10 𝐾𝑁/𝑚²

𝑸 = q × 𝑡𝑛𝑔² 𝜋

(

4

𝝋

− ) = 6. 4 𝐾𝑁/𝑚²

2

• • 1. Détermination des contraintes

La contrainte qui s’exerce sur la face du mur est :

𝝈_𝐻 : Contrainte horizontale.

𝝈_𝑉 : Contrainte verticale.

• A ELU :

H = Ka V

𝝈_𝐻(3.06) = 𝝈_𝑚𝑎𝑥 = 1. 35𝐺 + 1. 5𝑸 = 65. 11 𝐾𝑁/𝑚²

𝝈_𝐻(0) = 𝝈_𝑚𝑖𝑛 = 1. 5 𝑸 = 9. 6 𝐾𝑁/𝑚²

q_𝑢

= 𝝈𝑚𝑜𝑦

= 3𝜎𝑚𝑎𝑥 + 𝜎𝑚𝑖𝑛 = 51. 23 𝐾𝑁/𝑚² 4

• A ELS :

𝝈_𝐻(3.06) = 𝝈_𝑚𝑎𝑥 = 𝐺 + 𝑸 = 47. 52 𝐾𝑁/𝑚²

𝝈_𝐻(0) = 𝝈_𝑚𝑖𝑛 = 𝑸 = 6. 4 𝐾𝑁/𝑚²

q_𝑠

= 𝝈𝑚𝑜𝑦

= 3𝜎𝑚𝑎𝑥 + 𝜎𝑚𝑖𝑛 = 37. 24 𝐾𝑁/𝑚² 4

 = 9.6 KN/m²  = 6.4 KN/m²

min

min

h=3.06

h=3.06

 = 65.11 KN/m²

max

Fig VІ.10 : Répartition des contraintes ELU

 =47.52 KN/m²

Fig VІ.11 : Répartition des contraintes ELS

max

• • 1. Ferraillage du mur

Pour le ferraillage on prend le panneau le plus défavorable.

Le mur se calcule comme un panneau de dalle sur quatre appuis, uniformément chargé d’une contrainte moyenne

𝐿_𝑥 = 3. 06 𝑚

𝐿_𝑦 = 7. 15 𝑚

𝑒 = 0. 2 𝑚

L_y = 7.15 m

Fig VI.12 : panneau le plus sollicite

L_x = 3.06m

𝝆 = 𝑙𝑥 = 0. 42 > 0.4 → Le panneau travail dans deux sens.

𝑙𝑦

A ELU :

_x = 0. 1075 → M_x = _x l_x²p_u = 0.1075 (3.06)² × 51.23 = 51. 56 KN. m

_y = 0. 2500 → M_y = _y × M_x = 51.56 × 0.2500 = 12. 89 KN. m

• Moments réels
• En travée

M_txu = 0.85 M_x = 0.85 × 51.56 = 43. 82 KN. m

M_tyu = 0.85 M_y = 0.85 × 12.89 = 10. 95 KN. m

• En appuis

M_axu = −0. 5 M_x = −21. 91 KN. m

M_ayu = −0. 5 M_y = −5. 47 KN. m

Le ferraillage se fait à la flexion simple pour une section b h = (1  0,20) m^2, en prennent en compte que la fissuration est très préjudiciable. Les résultats du ferraillage sont résumés dans le tableau suivant :

Tab VI.13 Résumé des résultats de ferraillage du mur

• Vérification à l’ELS

_x = 0. 1075 → M_x = _x l_x²p_s = 0.1075 (3.06)² × 37.24 = 37. 48 KN. m

y = 0. 2500 → My = y × Mx = 37.48 × 0.2500 = 9. 37 KN. m

• Moment en travée

M_txu = 0.85 M_x = 0.85 × 37.48 = 31. 85 KN. m

M_tyu = 0.85 M_y = 0.85 × 9.37 = 7. 96 KN. m

• Moment en appui :
• Vérification des contraintes

On doit vérifier :

  Mser Y    15MPa.

M_axu = −0. 5 M_x = −15. 92 KN. m

M_ayu = −0. 5 M_y = −3. 98 KN. m

bc I

  15 M  (d  y)    240MPa.

s I

Les résultats de la vérification sont résumés dans le tableau suivant

Tab VI.14 : vérification des contraintes dans le mur à l’ELS

• • Toutes les contraintes sont vérifiées.
  1. Conclusion

L’étude de l’infrastructure constitue une étape importante dans le calcul d’ouvrage, ainsi le choix de la fondation dépend de plusieurs paramètres liés à la caractéristique du sol en place ainsi que des caractéristiques géométriques de la structure.

Nous avons procéder au dimensionnement des fondations, dont le quel on a opté pour un radier général. Ce choix va permettre au bâtiment de transmettre ces charges au sol d’une manière uniforme, ainsi que les tassements ne seront pas différentielle.

Puis, nous avons passé a l’étude de dimensionnement ainsi qu’au ferraillage du voile adossé qui nous sert d’un mur de soutènement pour le parking, qui se trouve au sous-sol.

CONCLUSION GENERALE

Dans ce travail, intitulé : étude d’une structure en Rez-de-chaussée + neufs étages et deux sous sols à usage multiple, nous avons pu faire une étude générale sur cette structure en commençant par le dimensionnement des éléments secondaires (balcon, escalier, acrotère et plancher) ainsi que les éléments principaux (poteau, poutre, voile et infrastructure) jusqu’au calcul du ferraillage passant par l’étude sismique y compris la conception et la disposition des voiles de contreventement.

L’étude de cette structure nous a permis d’approfondir nos connaissances acquises dans le domaine du bâtiment durant notre cursus, ainsi que d’acquérir de nouvelles notions sur la conception et le calcul des différents éléments d’un bâtiment.

En effet, cette étude détaillée sur les calculs de cette structure, nous a donné l’accès d’aboutir aux conclusions ci-dessous.

D’abord, le calcul des éléments d’un bâtiment doit être fait en suivant certaines normes et règlements précis.

Ensuite, la modélisation est une étape très importante car elle permet d’étudier le comportement de la structure ainsi que de retirer les efforts qui seront employé dans le calcul des différents éléments, c’est pour cela que la modélisation doit englober tous les éléments de la structure.

Puis, nous avons remarqué que les efforts sismiques qui résultent de la modélisation de deux blocs rassemblés sont plus conséquents. Cela est dû au poids important de la structure.

De plus, pour la disposition des voiles de contreventements, nous avons constaté qu’ils présentent un facteur beaucoup plus important que la quantité des matériaux à placer dans une structure et ils ont un rôle déterminant vis-à-vis le séisme. Pour cela, l’architecte et l’ingénieur civil doivent collaborer d’emblée afin de concevoir et construire un ouvrage qui respecte, conjointement, une conception parasismique judicieuse et bien efficace, ainsi que l’expression et l’idée architecturale visée.

Enfin, l’étude de l’infrastructure a révélé que le radier général est le type de fondation idéal pour la structure étudiée en raison que l’importance de la structure est colossale, ainsi que la contrainte admissible du sol qui est faible, et cela pour bien reprendre ses charges transmises au sol.

D’après ce travail, nous avons constaté que nous pouvons toujours améliorer les résultats obtenus dans le sens de résistance et bénéficier d’un gain économique dans le coût de la réalisation. Tout cela en modifiant les nuances d’acier pour le ferraillage, en échangeant, également, les matériaux de construction courants par ceux innovants ou bien en augmentant le dosage du béton afin d’obtenir des éléments plus consistants. Finalement, nous proposons de concevoir des joins sismiques afin d’éviter le phénomène de l’étage souple (la variation brutale et importante de la rigidité).

Questions Fréquemment Posées

Qu’est-ce qu’un mur de soutènement ?

Un mur de soutènement est une construction destinée à prévenir l’éboulement ou le glissement d’un talus raide, utilisé pour protéger les chaussées routières contre le risque d’éboulement.

Quelles sont les caractéristiques d’un mur de soutènement ?

Pour notre cas, le mur a une hauteur de 3.06 m, une épaisseur de 20 cm et une longueur de 7.15 m. Il doit contenir deux nappes d’armatures avec un pourcentage minimal des armatures de 0.1% dans les deux sens.

Comment se calcule la contrainte sur un mur de soutènement ?

La contrainte qui s’exerce sur la face du mur est calculée en utilisant les formules de contrainte horizontale et verticale, tenant compte de la poussée des terres et des charges appliquées.