GCU06-43- Technologie de construction appliquée aux bâtiments

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Domaine de la construction Projet de construction Fondations des ouvrages Structure verticale Structure horizontale Enveloppe

TECHNIQUES DE CONSTRUCTION APPLIQUÉES AUXBÂTIMENTS

L. Molez

13 février 2012

L. Molez Techniques de construction appliquées aux bâtiments 1 / 32

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Contact

LAURENT MOLEZ

Maître de Conférence à l’INSA de [email protected]


mailto:[email protected]

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Sommaire

1 Domaine de la constructionLes bâtiments

Les travaux publicsUn bon indicateur : la consommation de ciment

2 Projet de constructionConception schématique d’un bâtimentPrincipes de mise en œuvreLes documents de références

3 Fondations des ouvragesAnalyse du contexte

Chiffrage - Ordre de grandeurComportement du sol sous charges verticalesContrainte dans le sol au reposSolutions de principeRéalisation des fouilles

4 Structure verticaleMurs maçonnésVoiles banchés

PrémursParpaings coffrantsPoteaux

5 Structure horizontalePoutresPlanchers

6 Enveloppe


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Sommaire

1 Domaine de la constructionLes bâtiments

Les travaux publicsUn bon indicateur : la consommation de ciment




4 Structure verticaleMurs maçonnésVoiles banchés

PrémursParpaings coffrantsPoteaux


6 Enveloppe


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Le domaine de la construction

Étude des techniques et de l’ensemble des procédés fondés sur desconnaissances scientifiques et employés à la production de la construction

Principaux domaines :les bâtimentsles travaux publics


D i d l t ti P j t d t ti F d ti d St t ti l St t h i t l E l

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Le domaine de la construction

Étude des techniques et de l’ensemble des procédés fondés sur desconnaissances scientifiques et employés à la production de la construction

Principaux domaines :les bâtimentsles travaux publics



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Les bâtiments

Constructions résidentielles :logement individuellogement collectif

Constructions non résidentiellesbâtiments industrielsbâtiments de bureauxhôpitauxE.R.P. (établissement recevant du public)

Chiffre d’affaire2004 : 98 109

e

2006 : 117 109e

2009 : 123 109e



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Les bâtiments




e

2006 : 117 109e

2009 : 123 109e



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Les bâtiments




e

2006 : 117 109e

2009 : 123 109e



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Les bâtiments

Données FFB - 2009



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o a e de a co st uct o ojet de co st uct o o dat o s des ou ages St uctu e e t ca e St uctu e o o ta e e oppe

Les bâtiments

Données FFB - 2009 Estimations FFB - 2009



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j g pp

Les bâtiments

Données FFB - 2009



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Les travaux publics

Grands travaux relatifs aux ouvrages d’utilité générale permettantle fonctionnement des réseaux de communication

de communicationroutierferroviaires et aériensmaritimes et fluviaux

la production et la distribution d’énergiecentrales de production d’électricitébarragesplateformes offshore

la gestion de l’eaustation de traitement d’eau potable

station de pompage et complexes de traitementréseaux d’eaux usées et complexes d’assainissementréseaux de distribution d’eau potable et réservoirs



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Les travaux publics








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Les travaux publics








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Les travaux publics


e sur le marché intérieur20 109

e sur les marchés extérieurs2010 : 38,8 109


e sur les marchés extérieurs

RépartitionTravaux routiers : 34%Terrassement : 17%Filière eaux/fluides : 18%Travaux électriques : 14%Génie civil : 17%



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Les travaux publics



e sur les marchés extérieurs2010 : 38,8 109


e sur les marchés extérieurs

RépartitionTravaux routiers : 34%Terrassement : 17%Filière eaux/fluides : 18%Travaux électriques : 14%Génie civil : 17%



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Un bon indicateur : la consommation de ciment

2005 : production 21 277 milliers de tonnes

consommation 22 515 milliers de tonnes



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Bâtiment 66,5%

Logements neufs : 33%E.R.P. : 3%Bâtiments industriels : 4%Bât. agricole, bureaux, commerces : 11%Entretien : 14,5



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Bâtiment 66,5%

Logements neufs : 33%E.R.P. : 3%Bâtiments industriels : 4%Bât. agricole, bureaux, commerces : 11%Entretien : 14,5

Travaux publics 34,5%

GC industriel + ouvrage d’art : 6%Voiries, routes : 12,5%Voies ferrées, ouvrages maritimes etfluviaux : 2%Eau et assainissement : 4%Réseaux divers : 4

Autres : 6%



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Sommaire

1 Domaine de la constructionLes bâtimentsLes travaux publics





4 Structure verticaleMurs maçonnésVoiles banchésPrémursParpaings coffrantsPoteaux


6 Enveloppe



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Conception schématique d’un bâtiment

1 Élements de fondationradierssemellespieux

2 Élements de structurestructure verticalestructure horizontale

support de toiture3 Élements d’enveloppe

couverturefaçade, menuiseries extérieures

4 Distributioncloisonnements

menuiseries intérieures5 Circulation

cage d’escalier, ascenseurdégagement



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menuiseries intérieures5 Circulationcage d’escalier, ascenseurdégagement



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6 Équipements techniquesplomberie / sanitaireélectricité / éclairageventilation / climatisationalarme...

7 Finitionrevêtement de solrevêtement murauxrevêtement plafond...



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6 Équipements techniquesplomberie / sanitaireélectricité / éclairageventilation / climatisationalarme...

7 Finitionrevêtement de solrevêtement murauxrevêtement plafond...



C é

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Choix des composants et des matériaux

Le choix des composants, desmatériaux, des méthodes est effectuéune fois énuméré les différentséléments du projet

L’analyse est effectuée selon :des critères fonctionnelsdes exigences relatives

à la sécuritéau niveau de confortà l’esthétiqueau prix...



Ch i d d é i

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Le choix des composants, desmatériaux, des méthodes est effectuéune fois énuméré les différentséléments du projet

L’analyse est effectuée selon :des critères fonctionnelsdes exigences relatives

à la sécuritéau niveau de confortà l’esthétiqueau prix...

Analyse fonctionnelle :fonction principalefonction contrainte



Ch i d t t d té i

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Cahier des charges f onctionnel d’une façade légèreFonctions Principes Performances Conditions limites

Espaces

•Panneau appuyé •Définition des gammes dimensionnelles : épaisseurs,hauteurs, largeurs avec tolérances

•Tolérances des supports

•Panneau autoportant •Déformations géométriques acceptées •Conditions de continuité•Panneau rapporté •Positionnement et conditions de pose•J uxtaposition des fonctions de conf ort Performances de confort: •Compatibilité des performances avec les performances

globales de l'habitat Amb iance •Panneau autonome acoustique •Maintien dans le temps des performances

thermiquelumineuxolfactif

•Protection rapportée Performances : •Interchangeabilité•Protection intégrée étanchéité à l'eau •Conditions d'approvisionnement

Protection étanchéité à l'airrésistance au ventprotection contre l’incendierésistance aux chocs

Relations

•Spécialisation des panneaux en ouvrants etopaques

•Définition des décrochements •Conditions d'entretien

•Incorporation des ouvrants •Définition des gammes dimensionnelles des ouvrants etdes performances relatives

•Conditions de maintenance

•Performances d'usageSite •Indifférence •Gamme des parements acceptés •Durabilité

•Intégration •Résistance aux pollutions

Biens & outils •Incorporation des fluides •Maintien de la résistance •Conditions de raccordements éventuels•Non-spécialisation (banalisation) •Gabarits à respecter •Tolérances de pose

Sémiologie •Franchise des matériaux •Définition de l'image perçue •Condition d'échelle•Architecture de joint •Règles de calepinage •Caractère régional•Pastiche •Modénature/couleur

•Texture



P i i d i

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Principes de mise en œuvre

Découpage de l’opération en tâche unitaire en vue de la planification ultérieure

Recomposition soit :par corps d’état

par lots (1 ou plusieurs CE, par exemple : lot gros œuvre)par séquences (regroupement de plusieurs lots, par exemple : séquencefinition/revêtements)→ nécessite des équipes polyvalentes

Généralement :30 corps d’état

15 à 20 lots4 séquences




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Exemple :

séquence aménagementlots cloisonnementlots faux plafondslots revêtement de sol

lots ventilation / climatisationlots électricitéCE alimentationCE tertiaireCE courants fortsCE courants faible

lots chaudronnerie

lots plomberie




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Les intervenants :

Le maitre d’ouvrage (MOA) ou (MO)Personne physique ou morale qui passe commande des travaux (particulier, entreprise,État...)Celui qui devient propriétaire de l’ouvrageCelui qui paye les travaux

Le maitre d’œuvre (MŒ) ou (MOE)

Désigné par le maître d’ouvrage

Intermédiaire entre le client (MOA) et les entreprisesÉlabore le cahier des charges techniquesContrôle la bonne exécution des travaux

L’architecte

L’économiste de la construction

Les bureaux d’études techniques (BET)

Le bureau de contrôleLe coordonnateur de Sécurité et de Protection de la Santé (CSPS ou SPS)

Les entreprises



Les documents de références

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Les documents de références

Les textes relatifs aux marchés :les marchés publicsles marchés privés

Les textes relatifs à la mise en œuvre, à l’exécution

La plupart des textes normatifs sont accessibles depuis l’INSA à l’adressehttp://sagaweb.afnor.org



Les marchés publics

http://sagaweb.afnor.org/

http://sagaweb.afnor.org/

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Les marchés publics sont juridiquement couverts par le code des marchés

publics

Le cahier des charges est constitué du :

Cahier des clauses administratives générales (CCAG) qui fixent les dispositionsadministratives applicables à une catégorie de marchés

Cahier des clauses techniques générales (CCTG) qui fixent les dispositionsapplicables à toutes les prestations de même nature

Cahier des clauses administratives particulières (CCAP) qui fixent lesdispositions administratives propres à chaque marché

Cahier des clauses techniques particulières (CCTP) qui fixent les dispositionsnécessaire à l’exécutions des prestations prévues au marchés




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Le CCTG est encadré par un certain nombre de textes réglementaires (décrets etarrêtés ministériels) qui obligent certains documents (DTU et normes) à êtreadoptés.

DTU : documents techniques unifiésLes DTU sont progressivement transformés en normes

normes française homologuéesnormes expérimentales

fascicule de documentation

Le CCTP donne une description précise des prestations à réaliserrédigé par le MŒ, assisté eventuellement par les BET et un économiste au stage del’avant projet définitif (APD)

complète les plans et schéma (répond aux questions « en quoi ? » « comment ? » et« o ù ? »




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Acte d’engagementsignée par un candidat à un marché publicle candidat présente son offre ou sa proposition dans le respect des clauses du cahierdes chargessignée par le pouvoir adjudicateur (état, établissements publics, collectivitésterritoriales...)



Les marchés privés

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es a c és p és

C’est le domaine de la liberté contractuelle (libre négociation avec le client)seulement limitée par les lois « d’ordre public » (auxquelles on ne peut pasdéroger)

la loi du 16 juillet 1991 sur les retenues de garantie

la loi du 31 décembre 1975, modifiée à plusieurs reprises, relative à la sous-traitance,l’objectif voulu par le législateur à travers cette loi étant de protéger le sous-traitantla loi (codifiée au Code de la construction et de l’habitation) du 4 janvier 1978 sur lesresponsabilités et l’assurance dans le domaine de la constructionla loi (codifiée au Code de la construction et de l’habitation) du 19 décembre 1990 sur lecontrat de construction de maison individuelle.



Les marchés privés

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p

Documents générauxCCAG, CCTGla norme NF P 03-001 qui définit le cahier des clauses administratives générales pourles marchés privés (application volontaire)

Documents particuliers qui décrivent l’opération

lettre d’engagementdescriptifplans et dessinsCCTPplanning d’exécution

Si les DTU ne sont pas cités, l’entreprise doit respecter les « règles de l’art »En cas de problèmes, les assurances et les experts vérifient si les règles de l’artont été respectées en se basant sur les DTU



Sommaire

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1 Domaine de la constructionLes bâtimentsLes travaux publics

Un bon indicateur : la consommation de ciment2 Projet de construction

Conception schématique d’un bâtimentPrincipes de mise en œuvreLes documents de références

3 Fondations des ouvragesAnalyse du contexteChiffrage - Ordre de grandeur

Comportement du sol sous charges verticalesContrainte dans le sol au reposSolutions de principeRéalisation des fouilles

4 Structure verticaleMurs maçonnésVoiles banchésPrémurs

Parpaings coffrantsPoteaux


6 Enveloppe



Analyse du contexte

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y

Les fondations et le sol environnant sont déterminants pour la stabilité d’ensemble et lapérennité de l’ouvrage.

InterfaceStructure / Sol



Analyse du contexte

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Actions transmises à chaque niveau

Charges évaluées d’après les plans et les spécifications techniques (Eurocode 1

EN 1991-1)charges permanentescharges d’exploitationcharges climatiques

Descente de chargeen avant-projet, « descente rapide » à partir de ratiopar exemple :pour un immeuble / logementperm. + expl. + clim = 10 kN /m 2 par niveau



Analyse du contexte

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Reconnaissance du terrain

portant l’ouvrage

environnant l’ouvrage

1 Enquête préalable (cartes géologiques, observation des ouvrages mitoyens,accès à des études de sol déjà effectuées)

2 Études géotechniques in-situ et en labo



Analyse du contexte

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Le rapport de sol

indique la nature et la localisation des différentes couches de sol

indique la présence éventuelle d’eauindique les « accidents » rencontrés

propose un niveau d’assise

propose les précautions à prendre vis-à-vis de l’eau

propose le traitement des accidents



Analyse du contexte

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Actions transmises à

chaque niveau

Reconnaissance du

terrain

Rapport de sol

Choix du mode defondation

Dimensionnement des

appuis



Chiffrage - Ordre de grandeur

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Interface chaussure / sol compactpar exemple : homme 80 kg

2 semelles 5× 20 cm

pression verticale moyenne = 80 kPa

Assise d’un bâtiment sur plaque rigide

par exemple : immeuble d’habitation R+4 sur sous-sol 30 m× 10 mratio global 10 kN/m2 /niveau


Capacité portante des couches superficielles (prof. ∼1m)

100 à 200 kPacourant en zone constructible




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Minimisation de l’excavation

Radier généralavec impératif de rigidité

avec contraintes d’exécutions

Minimisation des quantités de béton

Fondations superficielles discrétisées




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études technico-économiques choix



Comportement du sol sous charges verticales

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B

Appui rigide

Charge centrée

p uniforme

diffusion en profondeur, modèle des « bulbes »

⇒ les contraintes induites engendrent le

tassement des couches de sol successives⇒ nécessite de connaître les caractéristiquesmécaniques au delà de la couche susceptiblede porter l’ouvrage

en présence de sous-couchescompressible éviter les appuis « larges »ex : si p arrase = 200 kPa

avec B = 1 m → p (−3 m) 2 kPaavec B = 3 m → p (−3 m) 100 kPa




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p

A ase inf.

Appui rigide

Charge centrée

p uniforme









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p

0,5p

A ase inf.

‐B

Appui rigide

Charge centrée

p uniforme









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p

0,5p

0,01p

A ase inf.

‐B

‐3B

Appui rigide

Charge centrée

p uniforme









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p

0,5p

0,01p

A ase inf.

‐B

‐3B

Appui rigide

Charge centrée

p uniforme


⇒ les contraintes induites engendrent letassement des couches de sol successives

⇒ nécessite de connaître les caractéristiquesmécaniques au delà de la couche susceptiblede porter l’ouvrage





Sommaire

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1 Domaine de la constructionLes bâtimentsLes travaux publicsUn bon indicateur : la consommation de ciment




4 Structure verticaleMurs maçonnésVoiles banchésPrémurs

Parpaings coffrantsPoteaux


6 Enveloppe



Sommaire

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6 Enveloppe



Sommaire

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6 Enveloppe


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