Le Génie CivilLe Génie civil représente l'ensemble des techniques concernant les constructions civiles.

Très variées, les réalisations se répartissent principalement dans cinq grands domaines d’intervention: structures, géotechnique, hydraulique, transport, et environnement.

En France, génie civil est une expression désignant l'art de la construction en général.

Le terme TRAVAUX PUBLICS s'applique, par opposition aux travaux privés, aux infrastructures publiques :

•travaux routiers, ferrés, fluviaux ou portuaires ainsi que les ouvrages liés (ponts, quais, etc.),

•réseaux divers, notamment assainissement et eau potable, avec les usines de traitement associées.

•Certains bâtiments de très grande taille sont considérés comme des ouvrages de travaux publics (aéroports, centrales nucléaire, ouvrages militaires, stades ...).

Familles d'ouvrages d'art

Les principales familles d'ouvrages d'art liés à des voies de communication sont :

•les ponts et viaducs,

•les tunnels,

•les écluses et les ascenseurs à bateaux,

•les murs de soutènement ,

•les gabions, les jetées, les brise-lames, etc,

•les barrages,

•les digues, etc.

Différentes conceptions à travers le temps

prudentes

téméraires

Calculateurs

Les prudents

De nombreux édifices de l’antiquité (ici le Colisée de Rome) semblent défier le

temps.

Les architectes romain, peu sûrs d’eux mêmes

dans le calcul de structures, préféraient augmenter à l’excès la

taille des murs porteurs, piliers et voûtes.

Les témérairesLes cathédrales gothiques nous surprennent encore par la légèreté de leur structure.

Confiants dans leur intuitions, mais dépourvus de bases théoriques solides, les bâtisseurs du moyen âge durent parfois assister impuissants à l’écroulement de leurs œuvres.

Les calculateursDès le XVIIème siècle, des mathématiciens remplacent ou aident les architectes.

C’est le début d’une approche scientifique qui mènera à l’élaboration des théories permettant des dimensionnements optimisés.

Une nouvelle profession apparaît : celle de l’ingénieur moderne, à la fois technicien et mathématicien.

FondationsLes fondations permettent à l’ouvrage de reposer de manière stable sur le sol.

Les murs d’un édifice sont posés sur une base plus large qu’eux (cas 2 de la photos), ce qui en garantit la stabilité.

Parfois, il est plus avantageux de construire des pieux qui reposent sur un sol profond et stable (cas 3).

Fondations

Les fondations sont calculées en fonction du poids ou charge qu’un terrain particulier peut supporter.

Un terrain marécageux pourra porter 1 tonne au m².

Un sol rocheux pourra porter jusqu’à 300 tonnes au m².

Mais le dimensionnement des fondations a parfois

posé quelques problèmes dans le

passé :

Stabilité d’un ouvrage

Des fondations mal calculées, un sol plus mauvais que prévu et c’est tout l’ouvrage qui risque de basculer !!

Dans le cas spectaculaire de la tour de Pise, on peut s’interroger sur l’équilibre de la tour…

Un fil à plomb, qui du centre de gravité de la tour descendrait jusqu’à terre, tomberait à l’intérieur de la base de la tour et non pas à l’extérieur. C’est la raison pour laquelle la tour ne tombe pas.

Les éléments d’une structure travaillent de

manière directe ou indirecte à de la

traction et / ou de la compression

Sollicitations des éléments

Une poutre soumise à la flexion (dessin ci-après) a ses fibres

inférieures tendues et ses fibres supérieures

comprimées

Effet de voûte

Utiliser l’effet de voûte (cas 1) permet de réduire les efforts de traction par rapport à la flexion classique (cas 2).

Intéressant car le béton et la pierre résistent mal à la traction.

L’effet de voûte est utilisé depuis déjà bien longtemps : viaduc, cathédrale.

Les structures triangulées permettent de supporter de lourdes charges tout en restant stables et indéformables.

Les structures triangulées sont largement utilisées en génie civil (ponts, charpentes…) mais aussi dans la vie de tout les jours.