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REPUDLIQUE DU SENEGAL
UNIVERSITE CHEIKH AN~'A DIOP
ECOLE POLYTECHNIQUE DE TAIES
DEPARTEMENT DE GENIE CJVIL
PROJET DE FIN D'ETUDES
en vue de l'obtention âu D.iplôme d "Lrujé n i.e ur: de conccnt.i on
TX'll'U g U'll'XLnlATXOll' illiES lQ'Jl']gIiIAIDt LOCAmt IIl\A1fS LA CON:l>1TIiIUtl:TlJ:Oll' IlliE
L'HABITAT BCONOMIQUE
AUTEUR : ,Joseph AHISSOU
DIRECTEUR : Massamba DIRNP.
CO DIRECTEUR: Ndiaye Diou ( NDIAYE
,Juin 1993
A mes parents
A ma Tante Agnès qui n •a mémaqé aucun
effort pour l'aboutissement de ce
dessein
A mes frères et soeurs
A tou(te)s mes ami(e)s
A tous ceux qui m'ont aimé et béni ...
JOSEPH
REMERCIEMENT
Je tiens à témoigner mil profonde qr a t i t.ude et à adre s s e r mes
vifs remerciements à messieurs Milssilmbil DIENE, mon directeur de
projet et NDIAYE DIOUF NDIAYE, mon co directeur de projet, dont
lil constilnte disponibilité et lil spontilnéité ont permis l'encil
drement scientifique et technique de ce projet.
Mes sincères remerc iements sont égillement a dr e s s é s à
l'encildrement ildmnistriltif de l'Ecole Polytechnique de Thiès, ilU
Directeur Cénerill de lil 8ENAC-ETERNIT, à monsieur Birilhim CUEYE,
Chef service du bureilu d'étude de lil 8ENAC-ETERNIT ainsi qu'à
leur collilborilteur.
Enfin j'y os s oc i c vivement tous ceux qui. de près ou de
loin, ont contribué à l' abou t i s s eme n t ma t è r i c L, technique et
morill de ce projet.
l
SOMMAIRE
Le présent rapport sanctionne un projet de fin d'études.
L'objectif de ce dernier est d'évaluer les économies réalisables
lorsqu'on utilise la terre crue dans la construction de l' hnb i t at
économique.
Après une brève revue des technologies de quelques
matériaux locaux utilisables dans la construction d'habitation
tels que la terre. les pierres naturelles et le bois. ce rapport
présente en détail le calcul d'une structure classique et des
structures en géobéton. Ce qui a permis de présenter une étude
comparative économique de différents types de logement.
II
1 TABLE DES MATIERES
PAGE
REMERCIEMENT 1
SOMMAIRE II
LI STE DES FIGURES VI
LISTE DES TABLEAUX VII
CHAPITRE 1 INTRODUCTION l
CHAPITRE 2 REVUE BIBLIOGRAPHIQUE 3
1) Revue des projets réalisés à L'E.P.T. sur le
matériau terre 3
2lLes matériaux locaux utilisables dans la construction
des habitations 5
;/-1) Filière terre 5
2-1-1) connaissance du matériau 6
2-l-;/ltechnique de mise en oeuvre 7
;/-1-3)Domaines d'application 7
2-2lFilière pierres naturelles 7
2-;/-1Iconnaissance du matériau 8
2-;/-2Itechnique de mise en oeuvre 8
2-2-3)Domaines d·application 8
2-3lFilière bois 8
2-3-llconnais~ance du matériau 9
2-3-;/ltechnique de mise en oeuvre lO
2-3-3)Domaines d'application lO
III
CHAPITRE 3 : ETUDES DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUC-
TION D'UN LOGEMENT ECONOMIQUE ll
llprésentation du plan de base ll
2)Analyse des formes de toitures l3
2-1)couverture en voûte à base des briques de géobéton .. 13
2-1-1) technique de construction 13
2-1-2)Analyse structurale 14
2-1-3IEstimation des quantités de matériaux reqllises 16
J-2)couverture en fibrociment sur charpente en bois 18
2-2-1lPropriétés des matériaux utilisés 19
2-J-J1Dimensionnement des éléments structuraux 20
3)Analyse des formes de maçonnerie 26
3-1)ossature en béton armé avec remplissage en agglos de ciment
et sable 26
3-1-1)calcul de l'ossature 27
3-1-2) Maçonnerie................................... 45
3-1-3) Dallage du 501............................... 46
3-1-4) Enduit et joint de recouvrement .. : 47
3-2)Elevation en mur de géobéton 48
3-J-l)cas de la toiture en voûte 48
3-2-2)cas de la toiture en charpente de bois 55
3-3) Elevation en maçonnerie mixte 56
3-4) conclusion 57
CHAPITRE 4 : ETUDES ECONOMIQUES COMPAREES DES VARIANTES DE
LOGEMENTS CONCUS....................................... 58
l)Récapitulation des quantités de matériaux requises ... 58
IV
l-J)Exemple cle c'11clll cles quantités cle ma t.é rLaux (,l(',menLairE's
clans lE' bé ton. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ')9
l-;1)tabJ.eaux 1:écapit1l1atir~ des (Jllantil-",,; de> m,,1:0,-i;II'>; .. 50
;1) Coût cler; bêttirnpnL" 64
;1-1)tabJ.eaux des cnfltr; G6
;1-?,} cnJCU] cles p'Jlll·centag.,,' cl' économies rè a Jt s eo s 69
CHAPITRE 5 , ANALYSER ET COMMENTAIRBS 70
Il Géné!r<11ités 70
1-1) Ré si st.a nc e 70
1-2) Confort 7]
}-]) Coût 7;1
2)Comparaison des degrés de s<1tisf<1ction 72
]} Discussion 74
]-1) type toiture en c h e r p e nt.e cle bo is 74
3-2) type toiture en voûte 75
CHAPITRE 6 : CONCLUSIONS ET RECOMMANDr-TTONA 79
REFERENCES BIBLIOGRJ\PlIIQUES /Jl
.J\NNEXE 1 ..•............................................... /J 7-
ANNEXE 2 _.. _..............•........................... /]4
ANNEXE 3 /]5
v
LISTE DES FIGURES
FIGURES
3-1: plQn QrchitecturQl
3-2:schérnQ de lQ voûte
3-3:schérnQ de lQ toiture en pente en croupe
3-4:chQrgernent des forces verticQles
3-5:chQrgernent des forces du vent
3-6:schérnQ de l'ossQture en béton Qrmé
3-7:ResultQntes des efforts du vent sur lQ toiture
3-8:diQgrQrnrnes des efforts
3-9:schérnQ de ferrQillQge des poutres 1,2 et 3
3-10 schémQ de ferrQillQge des poutres Q,b et c
3-11:schémQ des efforts sur les poteQux
3-12:schémQ de lQ section de poteQu
3-13:schérna de ferraillage du poteau
3-14:diùgrQmme des efforts et du moment flechissQnt
3-15:schémQ de ferrQillQge
3-16:schémQ de ferrQillQge
3-17:schémQ de lQ semelle cQrrée
3-18:schémQ de ferrùillùge
3-19 et :3-20 schémQ de chQrgement des linteQux
3-21: schérnQ de l'ossQture et trQnsmission d'efforts
3-22:schémQ de ferrQillQge du chQinQge
2-23:schémQ de lQ section de semelle filQnte
3-24:schémQ de ferrQil1Qge
3-25:schémn de lQ façade de l'élév~tion nlj.xte
VI
TABLEAUX
LISTE DE S T.ABLEAUX
3-1 résultLlts de l'LlnLllyse structurLlle
3-2 résultQts du dim8nsionnement.pour le b5timent A
3-3 résultLlt de dimensionnement pour le b5timent B
4-1 solution 1: quo n t i tés requises pour le b5timent A
4-2 solution 1 :quantités requises pour le b â t i merrt B
4-3.so1ution " :quLlntités requises pour le b5timent AL'
4-4 solution " :quantités requises pour le b5timent B~
4-5 solution 0 :quLlntités requises pour le b5timent A-:»
4-6 solution 3 :qutintités r e qu is e s pour le b5timent B
4-7 solution A :quilntités requises pour ]e b5timent A~
4-8 solution 4 :quùntités requises pour le bôtiment B
4-9 solution 5 :quilntités requises pour le b5timent A
4-10 solution 5 :quilntités requises pour le b5timent B
4-11 coüt de lil solution 1
4-12 coût de 1ü s o l u tLo n 2
4-13 coût de ILl solution 0-:»
4-14 coût de ILl solution 4
4-15 coût de lil solution 5
4-16 EVilluiltion des économies réLllisilbles
5-1 degré de sLltisfLlction des critères' de c ompnra ts on
VII
IIReti*iErdRO ft=œ1!!ll!l~_l!lleE!iIIl~lI!IC HA:P l T REl IZeEiiIli!IiIII!:I_iIZll!lIIll'.!!!__!!l!l!Il!!l!iI'.IimIllllilI!llilll_
INTRODUCTION
LQ crise du logement est l'une des plus grQves qui frQppent
de nos jours plus de I a moitié des popu Lo t i.on s o f r i c a i.ne s
concentrées au t cu r des nouvelles villes, d an s des quo r t i ers
composées d'hQbitQts spontQnés indécents créés de toutes pièces.
Pour pn I Li e r il ces cc c upo t i on s ona r ch Lque s , l' Et.a t , les
sociétés immobilières, les c o op è r a t I ves et au t r e s o r qan i sme s
produisent des hQbitQtions économiques, voire très économiques
pour des fins de 10cQtions et ventes. CependQnt, l'on constQte
que ces offres sont loin de sQtisfQire lQ moitié de lQ demQnde.
En effet, le fQible revenu des ménQges ne permet PQS de juguler
il lQ fois les dépenses de consommQtion en hQusse régulière et
d'Qtténuer en même temps les coOts de 10cQtions ou d'QchQt des
logements dont le coOt de production justifie il priori le prix
de vente QutQnt inQccessible.
Ce coût élevé du b5timent est essentiellement dû il lQ pQrt
importQnte des mQtériQux de construction importés ou utilisQnt
il quelque niveQu de leur fQbricQtion de l'énergie importQnte. Le
prix de ces mot é r t.o ux dépendent donc du mar-ché t n t.a r-no t i ona I
constQmment déstQbilisé PQr lQ crise de l'énergie ces dernières
Qnnées. Pour produire des logements il moindre coOt, il importe
donc de contourner l'influence du coût de l'énergie en revQlori-
CHAPITRE 1 : INTRODUCTION
sant les matériaux locaux de construction.
C'est dans cette optique que l'Ecole Polytechnique de Thiès
a entrepris dès les années quatre vingt (80), des recherches sur
le matériau "terre" en particulier, afin de prouver ses qualités
techniques dans un rôle de substitut au béton. Ce projet
s'inscrit dans la même mouvance en ayant pour but de montrer les
économies réalisables lorsque les matériaux locaux sont substi-
tués au matériau classique qu'est le béton en particulier.
Pour atteindre cet objectif, nous procéderons après une brève
revue de divers matériaux locaux utilisables dans la constru-
ction, ~ une analyse de diverses variantes de structures et ~
une étude économique comparative des solutions envisagées.
Notre étude sera scindé en six chapitres. Le prémier,
introductif, posera le problématique du logement; le deuxième
passera en revue les matériaux locaux utilisables dans le
batiment, les tests de reconnaissance, les techniques de mise en
oeuvre et leur domaine d'application. Le chapitre trois présente-
ra de façon détaillée les calculs de dimensionnement de diverses
structures .'l partir d'un plan type de la SNHLM. A travers le
cha pi tre quatre, sera présenté les tableaux économiques de calcul
de coût de ba timent, quant au chapitre cinq il présentera les
analyses et commentaires sur les resul tats obténus. Enfin le
chapitre six conclut et proposera les études ultérieurs ~ méner
suite .'l ce projet.
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 2
***1llllIl==_=_==_.,iCHAP l 'l'RE :2 Qg *h=*
REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
INTRODUCTION
Les mat é r i aux locaux ont po Lor i s é ces dernières crinée s le
monde de 1<:> recherche <:>ussi bien d<:>ns 1<:> géotechnique que dans
le bâ t Lman t . Nous nous évertuons à t r ave.r s ce c hap i t r e <'l compiler
quelques résult<:>ts issus des nombreux tr<:>v<:>ux ré<:>lisés.
1) REVUE DES PROJETS REALISES A L'E.P.T. SUR LE MATERIAU
TERRE
Nombre de ph<:>ses de projets ont été identifiés et exécutés
depuis les <:>nnées qu<:>tre vingt(80) pilr des élèves ingénieurs
de 1<:> cinquième onné o de génie civil. Les recherches ont eu
no t amment.pour but l'étude des cnr a c t é r istiques mécon i que s et
chimiques de 1<:> terre crue en vue de son utilis<:>tion pour les
briques de géobéton. Ainsi divers horizons ont été explorés:
.1<:> détermin<:>tion des c<:>r<:>ctéristiques géotechniques, méc<:>niques
et physiques des deux l<:>térites en proven<:>nce de 1<:> c<:>rrière de
Thiès en vue de 1<:> cl<:>ssific<:>tion de 1<:> latérite rouge ;
.1<:> détermin<:>tion du comportement du géobéton <'l 1<:> tension et
sous l'effet de l'érosion;
.l'exécution des toitures en coupole sur des coffr<:>ges récupér<:>-
CHAPITRE 2: REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
bles;
_l'identification des paramètres qui influencent la résistance
en compression et le comportement des latérites ainsi que les
moyens de maîtrises possibles.
Ces travaux ont abouti aux conclusions suivantes:
_la terre est un matériau de construction exp Io.i t ab Le ù condition
qu'il y ait une étude minutieuse de ses propriétés et un suivi
de son utilisation compte tenu du caractère très dispersif de ses
propriétés;
_la résistance du géobeton augmente avec la densité sèche qui est
elle même fonction du taux de compactage, de la composition
granulométrique, de la teneur en ciment et en eau;
_la sensibilité du matériau;) l'eau lui confère une érodibilité
très élevée: il importe donc de stabiliser le géobéton quand il
est exposé ùux averses;
_la bonne résistance du géobéton ;) la compression a rendu son
utilisation très pratique dans la construction des toitures en
voûte.
Ces résultats très concluants ont favorisé depuis lors une
révolution sans précédent d a n s la promotion de l' ncb i t a t au
SENECAL au vu des nombreuses réalisations offertes aux popula-
tions telles que le programmes de constructions d'écoles
publiques;) travers tout le pays, les cités d'habitations et même
des villas de type moyen standing construites dans la ville de
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 4
CHAPITRE 2: REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
Dakar. A titre d'illustration, nous allons présenter quelques
photos de ces belles réalisations en annexe du présent rapport.
2) LES MATERIAUX LOCAUX UTILISABLES DANS LA CONSTRUCTION DE
DES HABITATIONS
Les matériaux locaux tels que la terre, les pierres,le bois
etc ... ont servi fidèlement dans la construction de l'habitat
social depuis des mi Ll.é n o i r e s . En effet, comme le disait A.
Rapoport dans [13] " ... Pendant des milliers d'années le bois et
la pierre ont déterminé le caractère des bâtiments". De nos
jours, il importe de revaloriser ces ressources en y associant
de nouvelles technologies afin de se conformer auX exigences de
délai, de coût et de qualité. Chaque zone géographique offre des
ressources en matér .iaux qu'il Lmpor te, ovcn t toute chose, au
concepteur, de connùitre les possibilités d'expoitation.
2-1) Filière terre.
La terre est l'un des plus anciens mùtériùux de construction
sur notre plùnète et l'un des plus lùrgement répùndue: on estime
que entre un tiers et lù moitié de lù populùtion mondiùle vit
aujourd'hui dans des habitats en terre.
Souvent assimilé au "matériau du pauvre", dénigré pùr les
popu Lo t i on s et les autorités, la terre est capendo n t l'un des
matériùux de construction les plus nobles qui soient. Elle est
rre : UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 5
CHAPITRE 2: REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
loin de n'avoir servi, comme le pensent certains, qu'Q la
construction d'habitations rurales ou simples: des villes entiè-
res (Jericho( Israel), Chanchan(Perou), etc.), des grands monu-
ments, des aqueducs et de nombreux palais ont été construits en
terre. Les pyramides de Saqqhara( Egypte) attestent de la
confiance que les pharaons avaient placé
durabilité des constructions en terre.
avec raison dans la
Comme toute autre matériau de construction la terre doit
faire l'objet d'une optimisation grâce aux multiples connais-
sances acquises actuellement en géotechnique et en science des
mùtériùux.
2-1-1) Connaissance du matériau
L'identification d'un sol peut être fait en déterminant les
proportions en sable-limon-ùrgile et matières organiques. Tous
les sols ne sont p a s aptes Q la construction; les bons sols
peuvent être sélectionnés par des tests tels que: La çr-anu Lo-
métrie, la plasticité, le retrait ou lù résistance Q la compres-
sion. Ce r t a i ne s insuffisances peuvent amener Q décider de La
nécessité de stabiliser la terre avant son utilisation. Il existe
des stùbilisùnts classiques: le ciment, la chaux, les pouzzolù-
nes; des stabilisants chimiques Q base de bitume et de paraffine;
des déchets industriels: cendres volantes; des stabilisants
d'origine ùnimale: lait, sùng, excrément; et d'origine végétùle:
PF'E: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DAliiS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 6
CHAPITRE 2: REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
fibres, sèves et résines.
2-1-2) Technique de mise en oeuvre
L~ terre peut être mise en oeuvre suiv~nt des techniques
v~riées:
mortier et enduits;
_boule de terre crue f~çonnée ~ l~ m~in;
_brique de terre crue compressée ou non;
béton de terre crue coffrée ~rmé ou non.
2-1-3) Domaines d'~pplication
Dcn s le b â t i merrt , les npp Lt c a t i on s de lé: terre sont présentes
~ussi bien d~ns le gros oeuvre que d~ns les compos~nts du second
oeuvre Ainsi on l' utilise d an s La r-é a l r s a t Lon des murs,
porteurs ou non, dans les piliers et ossatures, dans les toitures
voûtes et coupoles; en second oeuvre: tuiles revêtements, tuyaux,
dr~ins et canive~ux.
Vu la diversité de ses applic~tions et de l~ gr~nde quantité
disponible sur la p.l anè t e , La terre est par excellence le
matériau le plus économique.
2-2) Fil~~re pierres naturelles
Les pierres naturelles sont, ~ l'instar de l~ terre,
l~rgement utilisé d~ns le b5timent pour leur rem~rquable dureté.
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 7
CHAPITRE 2: REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
Aussi utilise t-on les c~ssures de gr~nite, de b~s~lte et même
des produi ts de leur a I t è r c t t on pour l' a s pe c t; esthétique qu'elles
présentent
2-2-1) Connaissance du matériau
Les c~r~ctéristiques physiques des pierres n~turelles sont
déterminées p a r les p~r~mètres que sont La densité, La r é s t s t anc e
il l'écrilsement, Lo dureté, I a f r Lab i Li t é , Lo perméab i Li t é , l~
porosité et lil conductivité thermique. L'~ptitude d'une pierre
il La construction est, c op e nd an t , déterminée p a r des tests
simples tels que La résist~nce il La compression, l~ dureté et
l'ilbsorption.
2-2-2) Technique de mise en oeuvre
Les pierres n~turelles se présentent en miltériilux de b~se
sous formes de: gillets, moellons bruts, de d~lles, de liluzes ou
de blocs tilillés. Elles entrent d~ns lil compos~nte de lil
milçonnerie sous formes de: moellons ordinilires hourdés ilU mortier
grossier, moellons dressés, milçonnerie composite ou de lil
milçonnerie de gillets hourdés ilU mortier de terre.
2-2-3) Application
Les ~ppliciltions des pierres sont diverses et vilriées. elles
sont utilisées en gros oeuvre dilns: les fondiltions superficiel-
les, les Soubilssements fil~nts, les murs, les chaîn~ges d'ilngle,
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 8
CHAPITRE 2: REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
les contreforts, les piliers, les voûtes et coupoles, les
Ltrrt.e aux simples et les Lt n t.c aux avec arc de décharge, les
éléments de corniche, les maçonneries de blocage et les degrés
d'escalier. En composantes du second oeuvre, on les retrouve dans
les lauzes et ardoises, dans les dalles de sol.
2-3) Filière bois
Le bois est aussi un matériau résistant largement connu dans
le monde mais dont l'utilisation dans la construction est
fortement découragé de nos jours â cause du déséquilibre
écologique créé par la désertification dans les pays sahéliens.
2-3-1) Connaissance du matériau
La maîtrise des caractéristiques du bois, des bambous, des
roseaux et les fibres requièrt la connaissance de certains
paramètres tels que: la rapidité de croissance, la densité, la
dureté, le module d'élasticité, la stabilité dimensionnelle, la
résistance aux agents destructeurs, la durabilité, les défauts.
Cependant deux tests d' ap t i tude sont primordiaux: le taux de
travail parallèle et perpendiculaire aux fibres et la teneur en
eau.
2-3-2) Applications
Les bois sont utilisés dans les fondations ( pieux), les
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE ')
CHAPITRE 2: REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
poteaux, les poutres, les ossatures de murs et de planchers, les
fermes et les pannes, les remplissages de façade, les voligeages,
les escaliers, les cales et les fourrures, les b a r do aux , les
revêtements de sol, la menuiserie et les mobiliers divers.
2-41 Conclusion
Les matériaux locaux les plus utilisés sont la terre et le
bois Q cause de leur facilité relative d'extraction et la
vulgarisation poussée des techniques d'autoconstruction dévelop-
pées Q travers le monde depuis des millénaires.
De nos jours. une odcpt.a t Lon de techniques nouvelles s' impo-
sent afin de minimiser l'utilisation de ces matériaux locaux.
Dans l'application simulée que nous devéloppons dans ce
projot, nous allons utiliser le bois en charpente et la terre
sous forme de briques de terres compressées aussi bien dans la
maçonnerie que dans la toiture en voûte .
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 10
CHAPITRE 3e, LIE g
ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES
POUR LA CONSTRUCTION D· UN LOCE
MENT DE TYPE ECONOMIQUE
INTRODUCTION
L'étude compar-c t i 'le des coûts de logements construits en
mo.tério.ux clo.ssiques et en géobéton requièrt une bo.se de
compo.ro.ison égo.le Q tout point de vue. Il s'o.giro. de montrer dans
ce cho.pitre que les diverses vo.rio.ntes de structures que nous
étudions tiennent aussi bien du point de vue résistance que
s t ab i Li. té. Après avo i r présenté le p l a n a ch i. tecturo.l de b a s e nous
étudierons deux formes de toiture combinés o.ux différents co.s de
mo.çonneries possibles. Notre démo.rche, do.ns cho.que co.s, sero. de
procéder Q une an a Lys e st ruc t ur a l e , Q un dimensionnement et Q une
détermino.tion des quo.ntités de matériaux requises.
l ) PRESENTATION DU PLAN DE BASE
Le plo.n de bo.se 0. été utilisé sur le lotissement sis Q Cro.nd
Yoff (Duk a r } pa r 10. Société Nu t t o n a l.e des Ha b i t a t Lo ns Q Loyer
Modéré(S.N.H.L.M.). C'est un type trois pièces po.r po.ire de deux
propriétés comme montré Q 10. figure l(page 12). le design sero.
fo.it pour les deux propriétés .
FIGURE 3-1: PLAN ARCHITECTURAL
-
1,
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1 •
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"",,
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ltIllill'"eJ.I1Cl.O_1I0
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CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOGEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
2) ANALYSE DES FORMES DE TOITURES
2-1)Couverture en voûte à base de brigues de géobéton
2-1-1) Technique de construction
La voûte ( figure 2 ci dessous) est obtenue par translation
de l'arc générateur. Il est nécessaire d'appuyer la voûte sur un
support vertical en pierre, en bois ou en brique. Sur ce support
le maçon trace la forme de l'arc; il peut s'aider d'un gabarit
en contre-plaqué de deux(2) centimètres d'épaisseur qui le
guidera pendant toute la construction. La voûte suit de préfé-
rence une courbe en chaînette ou une po r abo l e pour éviter
l'occurrence des efforts de tr.:lction. Cette forme est respectée
tout a u long de La construction et vérifiée à l'aide de fils
tendus qui .:lident .:lU positionnement des briques. Ces dernières
doivent être suffis.:lmmentlégères pour pouvoir tenir par simple
adhérence .:lU mortier qui doit être à prise rapide et de bonne
.:ldhérence p.:lr r.:lpport Q la terre.
FIGURE 3-2 : schém.:l de la voûte et un élément
'r~l,.' f,.. \
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 13
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOCEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
2-1-2) Analyse structurale
La référence [8] donne les équations générales des sollicita-
tions. Nous présentons (voir annexe 1) une partie de la demons-
tration de ces équations.
a) calcul du chargement suivant le DTU
Faute d'avoir des régIes d' on a l y s e propres aux structures en
géobétons, nous utiliserons celles relatives aux parpaings en
ciment, notamment les Directives Techniques Unifiées DTU qui sont
de la normalisation française.
poids propre des blocs Lateroc 10'14'29 de la SENAC : 632 kg/m 2
charge totale pondérée ~ charge permanente pondérée pd
donc pd ~ 1.35'632'0.00981 ~8.37 kN/m 2
pd ~8.37 kN/m 2
b) Vérification de la résistance et de la stabilité de la voOte
compression latérale
(n nnexe l )
où N'~: compression latérale sollicitante
r: rayon de l'arc générateur de la voOte
~k: la moitié de l'angle tendu de l'arc
~: l'angle au point de calcul de NI
N'~~8.37*7.7'1~64.4 kN/m
rre , UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 14
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOGEMEN1' DE TYPE ECONOMIQUE
pour une épaisseur de 12 cm on a une contrainte sollicitante de
o~64.4/120 ~ 0.53 MPa
La résistance moyenne des briques sur le chant publiée dans la
référence[3] est de l'ordre de 5 Mpa. Par conséquent le coeffi-
cient de sécurité est:
c= Rc/o~ 5/0.53 = 9.43
C=9.43
_ cisaillement
C'est le cisaillement dans le béton qui est le plus à craindre.
l'effort sollicitant est donné par
N'x~ = pd*L*(1-2*x/L)*sin(~k-~)
où L est la longueur du bâtiment
(annexe L)
N'x~ est maximal lorsque x=O et f=Oo
N'x~ = 8.37*7.7*sin(300) ~ 32.2 kN/m
et la contrainte sollicitante devient a = 32.2/120 ~0.26 MPa
la résistance au cisaillement dans le mortier est donnée par la
formule Rc=0.2*1*O.6*Vf'c où f'c est la résistance du mortier.
Par conséquent Rc =0.2*0.6*V30 ~0.66 MPa et le coefficient de
sécurité devient C = 0.66/0.26 ~ 2.53
C = 2.53
_ compression longitudinale
l'effort de compression est donné par
rre , UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 15
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOGEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
N'x = [pd*L*x*(l-x/L)*COs(4>k-4»]/r; (annexel)
et est maximale pour x=L/2 et 4>=4>k
N'x=[8.37*7.7*(1-0.5)]/2 = 16.1 KN/m
la contrainte sollicitante devient alors 0=16.1/120=0.13 MPa
le coefficient de sécurité devient alors c = 5/0.13=38
C = 38.4
Les coefficients de sécurité varient de 2.53 pour le ci-
saillement Q 38 pour les compressions. Nous pouvons donc conclure
que le matériau est adéquat de point de vue résistance.
La stabilité d'ensemble de la toiture est assurée d'autant que
la forme voOte permet aux élements de s'autobloquer
2-1-3) Estimation des quantités de matériaux réquises
al Briques de géobéton LATEROC 10*14*29
calcul de la surface totale développée 8
B5timent A :81 =2*(2*r*"'k*L)=2*(2*7.7*30*3.14*7.7)/180 =124 m2
B5timent B :82 =2*(2*7.7*30*3.14*5.2)/180= 84 m2
couvertures latérales des b5timents:
83 = 42 m2
S = 81+82+83 = 124.1 + 84 + 42 = 250 m2
calcul du nombre total de briques
pour une consommation de 25 briques élU m2 nous avons 6250 briques
au total.
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 16
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOGEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
b} Enduit d'étanchéité et de liaison des briques.
Quantité de mortiers pour l'enduit extérieur et intérieur
La composition de ce mortier doit être telle qu'elle assure
l'étanchéité de Lu toiture. La référence [2] a utilisé avec
succès, sur une coupole construite â l'E.P.T. un volume de ciment
pour quatre(4) volumes de sable de mer.
Le volume de mortier requis pour une épaisseur de l cm est
1 • '}. ')V=2*0.01*250 = 5 m' Salt l m' de ctme n t pour 4 m' de sable
Mortier de liaison des briques
les documents techniques de la SENAC recommande une quantité de
9.51itres/m'. Par conséquent, le volume de mortier total devient,
V ~ 0.0095*250 = 2.375 m~
La composition de ce mortier suivant la référence [2] est de :
l volume de sable latéritique( 050=2 mm} pour 2 volumes de sables
de mer et 0.67 volume de ciment pour une épaisseur des joints de
3 cm.
On a donc 0.65 ml de sable latéritique, 1.3 ml de sable de
1
mer et 0.43 m' de ciment.
Remarque il est important de noter que les compositions
susmentionées sont prises dan s la litterature et ne sont que
d'ordre indicatives. Cha qu e conception doit tenir compte des
qU'llités de m'ltéri'lux disponibles et determiner l'l composition
qui lui est spécifique
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 17
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOGEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
2-2) Couverture en fibrociment sur charpente en bois.
La charpente du b5timent A est en double versant en croupe
Qvec une aire à couvrir de 72 m" et celle des b5timents B en
appentis d'une aire de 54 m" (figure 3 ci dessous). Nous examine-
rons en détail le b5timent A et nous présenterons les résultats
d'analyse des b5timents B.
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 18
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D •UN LOCEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
FIGURE 3-3:
ertetetr-ter
Frrlndt fTlJPF R_R
schéma de la charpente
Ferrre
A
Ferme- d 'e-ëetrer
PE'E : UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL •HABITAT ECONOMIQUE 1')
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D •UN LOCEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
2-2-1) Propriétés des matériaux utilisés
Fibrociment type OGL 2.00/0.92 m épaisseur 4mm: poids au m'de
couverture = 9 kg • surface utile couverte par plaques =1.57 m'
bois rouge: masse volumique T = 700 kg/ml; résistance à la
flexion
ob = 60,82 MPa; résistance à la compression perpendiculaire aux
fibres
oc = 6.0 MPa
faux plafond en isorel de 2*1 m
2 2 2) Dimensionnement des éléments structuraux------
a) chevrons~pacés de 40 cm
chargement
charge permanente ( poids propre de la couverture et des
chevrons) D = 22kg/m';
surcharge d'exploitation L = l kN
surcharge due au vent
charge totale pondérée
sur la moitié gauche W = 0.3 kN/m'
sur la moitié droite W = -0.8 kN/m'
wf=(1.35*215 +1.5*1000)/cos(310) +1.5*300=2515N/m 2
soit wf = 2.51 * 0.4 = l kN/m
l kN/m 1.3 kN
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 20
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOGEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
_ Ana l y s e structurale
le comportement critique de cette poutre est en flexion; le
moment est donc égal Q,
M, = w,'ln'/8 où ln est la portée libre des chevrons, ,
Mf = 1* 2'/8= 0.5 kN.m
En supposant une charge concentrée de 1.3 kN au milieu de la
travée le moment pondéré devient Mc = 1.3*2/4 = 0.65 kN.m
Par conséquent Mf = Mc = 0.65 kN.m
~ Dimensionnement
le module de section est S = Mf*Km/o b = b*d'/6 où b s d est la
section du chévron et Km un coefficient qui tient compte de la
flexion deviée.
s = 0.65*1*106/60.82 = 10.68 103 ,mnr'
Nous pouvons donc choisir des bois cle section 40x60 mm
~ Quantité de bois
En choisissant des portées de 5 mètres. nous avons besoin de 77
chevrons de 5 m soit un volume de bois de
v = 5*77*0.04'0.06=0.924 m3
b) les pannes
1V = 0.924 m'
Les chevrons transmettent les efforts aux pannes qui subissent
Q leur tour une flexion déviée. En procédant de la même manière
que dans le cas cles chevrons. on obtient des sections
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL •HABITAT ECONOMIQUE 21
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOGEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
de BOxBO mm. Le volume de bois requis devient en prenunt des
portées de 5 mètres et uvec les 16 punnes( voir figure3):
v = 16*5* 0.08*0.08= 0.512 ml
cl les fermes
1V = 0.512 m'
Elles sont triungulées et sont uu nombre de deux plus qUutres
demi fermes d'urêtier{ voir figure 3 l.
Effort duns les membrures dues ûux chûrges verticûles
* churges ûux noeuds supérieurs
couverture
chevrons et pûnnes
Totul 36 kg/m' soit 354 N/m'
En considérûnt une surchûrge d'exp1oitûtion de lkN/m" et une
mujorution de 10% pour le poids propre, lu churge concentrée uux
noeuds supérieurs est
P = 1.35*0.354+1.5*1 + 0.1*( 1.35*0.354 + 1.5*1)= 2.18 kN/m'
soit P = 2.18*3*2 = 13.08 KN
* Chûrges ûux noeuds inférieurs
P = 13.08 kN
luttes et isorels 15kg/m'= 147N/m"
soit P = 1.35*0.147*3*2 =1.20 kN
Le churgement est présenté Q lu figure 3-4 ci dessous.
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 22
CHAPITRE 3 : E'IVDE DE VARIANTES DE STRUCTURES l'OUR LA CONSTRUCTION D'UN LOCEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
Efforts dans les membrures dûs au vent
surcharge du vent sur la moitié gauche q=O.3 kN/m 2->Q=2.7kN
sur la moitié droite q=-O.8kN/m 2--->Q=-7.2KN
Le chargement est présenté Q la figure 3-5 ci dessous.
FIGURE,3-4 FIGURE 3-5
Les sollicitations dans les membrures ont été déterminé Q l'aide
de la méthode graphique de CREMONA. Le résultat est
dans le tableau 3-1 ci dessous.
présenté
TABLEAU 3-1 : Résultat de l'analyse structurale des fermes
l'FE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 23
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTIaN D •UN LOGEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
N° des efforts dûs efforts Efforts Muxirnù*Barres aux charges dûs aux
verticùles* vents* - +
ENTRAITSA-4 25.4 4.1 29.54-5 16.8 2.3 19.15-6 16.8 2.3 19.16-B 25.4 _'0 a -2.8 25.4~ • u
ARBALE-TRIERS
A-l -29.4 2.7 -29.4 2.71-2 -27.2 2.1 -27~2 2.12-3 -26.4 5.5 -26.4 5.63-B -29.4 4.8 -29.4 4.8
DIAGONA-LES1-4 -8.4 -2.0 -10.44-2 11.2 '0 '0 13.5~.J
2-5 o. 91 0.0 o. 912-6 10.2 -5.7 -5.7 10.23-6 -7.8 4.9 -7.8 4.9
* valeur des efforts en kN
le tableau 3-2 ci dessous présente la désignation, la section,
l'équarrissage, la portée et le nombre de membrures composant
les fermes.
Ainsi donc le volume de bois pour le bâtiment A estimé à,
V=0.232 m"
Pour le bâtiment B, le résultat est présenté dans le tableau 3,
ci dessous. Le volume de bois est estimé à V = 0.571 m'
Les assemblages seront réalisés avec des clous et en tenon et
mortaise avec embrèvement.
TABLEAU 3-2 : Résultats du dimensionnement pour le bâtiment A
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 24
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOGEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
nOdes ChLlrge F/fr section com-!portées nombresBLlrres F (J,N) xl0 * o i a Le s tmm a l , (m) requis
ENTRAIA-4 29.5 4.85 ') ')
h h
4-5 19.1 3.18 1.5 25-6 19.1 3.18 40x60 1.5 26-B 25.4 4.23 ') 2h
ARBALE-TRIERSA-l 29.4 4.9 2 21-2 27.2 4.53 ') 2h
2-3 26.4 4.4 40x60 2 23-B 29.4 4.9 ') ')
h h
DIAGO-NALES
11-4 10.4 1. 73 1 ')h
4-2 13.5 2.25 2.6 ')h
2-5 O. ')7 0.16 40x60 2.1 ')h
2-6 10.2 1.7 2.6 23-6 7.8 1.3 1 ')
h
POUR LES DEMI-FERMES D'ARETIER
A-l 2.5 41-2 40 x 60 2.5 4A-4 2.5 41-4 1.0 44-2 3.0 44-3 1.5 4
* en mm 2
TABLEAU 3-3 Résultats du dimensionnement pour le bâtiment B
ELEMENTS EquLlrrissLlge portée nombres pLlr nombresmmxmm (m ) bâtiment totLlUX
EntrLlits 40x60 3.0 3 6ArbLllétriers 40x60 4.3 3 6pLlnnes 80x80 3.0 4 8chevrons 40x60 4.5 13 26contre fiches 40x60 2.2 3 6
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 25
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D •UN LOCEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
3) ANALYSE DES FORMES DE MACONNERIES
3-1) Ossature en Béton armé avec remplissage en
agglomérés de ciment et sable de mer.
\/UE Er"~ IJLAÏ"~
~1
1
3.0 m
1
t-_~~-L
•0.6 m
COllEE A-è
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 26
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES l'OUR LA CONSTRUCTION D •UN LOCEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
3-1-1) Calcul de l'ossature
3-1-1-11 Poutre chaînage supérieur
Les charges issues du toit se t r ansme t t e n t aux poutres p a r
l'intermédiùire des ùppuis des fermes. Seul le dimensionnement
de lù poutre lù plus chùrgée serù effectué, et le résultùt étendu
ùux ùutres poutres.
ù) Poutres ùux ùxes 1,2 et 3 (FIGURE 3-6)
Surfùce tributùire
chùrgement
couverture
chevrons et pùnnes
fermes
inclinée [(3+9)*4.S/2] = 27 m'
nor i.zo n t a Le (3*7.7) = 23.1 m'
9 kg/m'------------>9*27=243 kg
21.7S kg/m 2--->21.7S*23.1=S02.4 kg
19.5 kg/m 2---->19.S*23.1 =4S0.S kg
fùux plùfond lS kg/m'---->lS*23.1 =346.S kg
totù1 D = lS42.4 kg soit lS.13 kN
surchùrge d'exp1oitùtion L=1.16kN/m 2inc1inée soit
L=1.16*27=31.S kN
surchùrge due ùu vent moitié gùuche = 0.3*27=8.1 kN
moitié droit = -0.8*27=21.6 kN
L'ùction du vent se résume il une force de 21.2 k N f a Ls an t un
anq I e de SO ave c l "h or i z on t o L et s ou Levun t La toiture. Cette
l'FE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL •HABITAT ECONOMIQUE 27
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUC1'ION D'UN LOGEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
action se décompose en une action horizontale de 21.1 kN et une
action verticale de 1.85 kN (voir la FIGURE 3-7 ci dessous)
FIGURE 3-7: Résultante des efforts du vent sur la toiture
.J'"
J"2.
-",
La charge concentrée totale par appuis est donc égale Q:
PFl.35*15.13/4 + 1.5*(31.5-0.93)/4 = 16.6 kN
Calcul des sollicitations
DONNEES: dimensions préliminaires des poutres 200x400 mm;
la charge permanente due au poids propre et uniformément répartie
est alors: wf=1.35*0.3*0.2*2400*.00981=1.9kN/m
Les caractéristiques des matériaux sont:
béton: classe A (voir annexe 2 ); masse volumique Tb=24 00kg / mJ
résistance Q 28 jours f'c=25 Mpa;
Acier: limite d'élasticité f y=400 Mpa;
Les moments et les efforts tranchants ont été déterminés Q
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 28
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOCEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
l'aide de la méthode de HARDY CROSS et le diagramme est présenté
Q la FIGURE 3-8 ci dessous
FIGURE 3-8 : diagrammes,~.,""" -1·~IlC'"
~ ~
des efforts
/6"""" -r.-·, r.N
\1.1 ~ 3.1 f'\ 1 r·t. 4.S "'" e,· 5"1--- - --..! ------ -- ----f
13·7
i)
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 29
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOCEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
Calcul de l'armature en flexion suivant le BAEL
* Armature supérieure: le moment pondéré est Mf=80.8kN.m;
La section d'armature est donnée par la formule
B=1-0.4* (1-Vl-211) 10.8 or Il=Mf/ob*b*d";
0b=0.85*f'c/l.15=18.5 Mpa;
si nous supposons des barres de 10 mm de diamètre et des étriers
de 8 mm de diamètre et un enrobage de 40 mm alors la hauteur
utile d = 400-8-10-40=342 mm ;
11=80.8 106/18.5*200*342 2=0.184
or lljim=O. 38 par conséquent la section peut être simplement armée
cependant nous allons prévoir les barres de compression minimales
pour ténir les cadres.
B=1-0.4*(1-Vl-2*0.184)10.8=0.89
d'où A=80.8 106*1.15/(0.89*342*400) = 758 mm"
A=7.58 cm" soit 10 barres nOlO
Armature inférieure minimale: 2 barres nOlO
calcul de l'armature de cisaillement suivant le BAEL
L'espacement maximal entre les étriers est donné par l'inéquation
suivante: (0.8Ath sfy/s t ) :.: T-5bohs où
hs: hauteur utile= d =342 mm ; At: section d'étrier
T: sollicitation ultime d'effort tranchant T=21.2IcN
bo: largeur de la poutre bo=200 mm
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 30
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES l'OUR LA CONSTRUCTION D'UN LOGEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
T=21.2 kN < 0.5 bohs=34.2 kN
La resistance du béton est suffisante pour reprendre le
cisaillement, néanmoins nous allons prévoir un pourcentage
minimal d'acier correspondant à la plus grande des deux valeurs
O.ST et 4bohs soit des espacements de 400 mm entre les étriers.
Figure 3-9: schéma de ferraillage
Armo t ure oe r lé~~ Ion
coupe 0-0. 1•
11
..."J
1
B
B i 1 u1 1 ~"'\"",~,~,,~~\~\
~ COUPE A-A
---~I
,A ,i
1 1
L~---~l··---- 4.:! III1..··---- 3.2 111
1 1
1 1
1 1
2 n n 1Q-,
'~
Calcul des quantité de matériaux requises
béton: volume du coffrage V=3*(7.7*0.2*0.4) = 1.848 m)
armature: barre de 10 mm : 3*4 =12 barres de 12 m
barre de 8 mm 2*3 = 6 barres de 12 m
l'FE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 31
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOCEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
bl Poutres aux axes a, b et c
Les dimensions sont les mêmes que celles des axes 1,2 et 3 (voir
schéma de ferraillage ci dessous)
Schéma de ferraillage
Figure 3-10 : schéma de ferraillage
2 r" 10
'"
l
ArmatUre de r Le x t on
8 10 ~:, ,
r r !- I~i
" , , ;) , , ;=,
",
A,, ;--- I~UJllm, ,
, !
ii
Ai
8 ,,;
, 1;i ......i []
l : 90 400~
1
Calcul des quantités de matériaux requises
béton: volume du coffrage V = 3~(6~0.2*0.4) = 1.44 m)
Armature barre de la :
barres de 8 :
3*4 =12 barres de 12 m
3*2 =6 barres de 12m
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 32
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOCEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
3-1-1-2) PoteiluX
Seul le po t e a u av an t le chnraemen t le plus cri tique (ici le
po t.e au c-l) est c na l y s é et ses dimensions seront étendu 'lUX
ilutres poteilux de l'ossùture.
il) chilrgement
chilrge trilnsmise pilr les poutres P~27.5·2 = 55 kN
chilrge équivillente due Q l'effet du vent
Pour un vent pe rpend t cu Lo t r e au f a î t e , I a pression r é su Lt.cn t e sur
lil pùroi est p=O.95 kN/m"
Figure 3 Il : schémil des efforts résultilnts sur les poteilux
1
Lil force vertiCille
1--- d1-3 m ----1---- d2-} m ------J,
PFE: UTILISATION DES !1ATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 33
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOGEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
et puisque dl = d2 et SI = S2 , alors
pour M=21.1*1.05-6.4*1.5=12.55 kN.m,
La force de compression totale sur le poteau est:
Pf=2.1 + 55 = 57.1 kN
bl Dimensionnement suivùnt le BAEL
Suivant cette règle, les poteaux <1 compression centrée sont
justifiées en s'assurant uniquement que leur sollici t.a t i on ul time
reste inférieur <'l la valeur a [ B f' ciO. 'hb + A fy/T s]
où A est la section d'acier intervenant dans l'instabilité et B
la section définie sur le schéma ci dessous.
Figure 3-12 : schéma de lù section du poteau
B
L'élancement = 3.461 f/h=3.4613-2*0.41/0.2=38.02
qui est inférieur <'l 50 donc a=0.85/[11+0.2138.02)2/35]=0.69
on a A è: [1. 2P f/a - Bfe/l. 35] *1.15/fy=-0. 213
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 34
CHAPITRE J : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOCEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
Il suffit donc de prévoir une ûrmûture longitudinale minimûle
égûle à lû plus grande des deux vûleurs suivûntes
20 ûb = 20*0.15*0.15=0.45 cm'
S(û+b) = S(0.15 + 0.15) = 2.4 cm 2
d'où Amin = 2.4 cm 2 soit 4 bûrres nOlO
des barres nOS espacées de 120 mm
Figure : 3-13 schéma du ferraillage
1
1
30 cûdres nOS à 120 mm et 4 bûrres longitudinales nOlO
cl calcul des quantités de matériaux requises
béton: volume du coffrûge = 9*(3.6*0.15*0.15)=0.729 ml
ûrmature bûrre nOlO 9*16 = 144 m soit 12 bûrres de 12 m
barre nOS 9*lS = 162 m soit 14 barres de 12 m
PEE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 35
CHAI'ITRE ::1 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D' UN LOCEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
3-1-1-3 ) Poutres du chalnage inférieur
a} Poutres aux axes l, 2 et 3
Cette poutre supporte le poids du mur de remplissage au dessus
du mur de soubassement. Le pourcentage de vide étant estimé 6 18%
et en comptant un poids de 150 kg au mètre carré de mur, l'effort
uniformément répartie est égale 6 :
p= 1.35"150*0.00981*3*(1-0.18) = 4.9 kN/m
Le schéma de chargement, le diagramme des efforts tranchants et
du moment fléchissant sont présentés 6 la figure 3-14 ci dessous.
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 36
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOGEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
Figure ]-14 : Diagramme des efforts tranchants et du moment
fléchissant--- ~ , ~ I~~"I ,
r~~~~Ü~D l ...4\1-'1 13,l.2-
1
1
- 6,03
a
o
Le dimensionnement est effectué suivant le BAEL,ce qui a permis
d'obtenir le schéma de ferraillage présenté ;) la figure 3-15
ci dessous.
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 37
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOCEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
Figure )-15 : Schéma de ferraillage
Ar-rna t ure ete "F 1ex Ion
A, B
L:UUI--'I:::: I:::l-I:l
4.'m---i D', '
,,
Ar J!laLur e U~ r..:i~ai 1 1l::!'nlO:o'flL
1: ~Ir--- 8 a 400 rrm - 12 a 400 lm
1 L~ 1
1/,l'
1U A 11
U~ ." ? m 1
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 38
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOGEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
Calcul des quantités de matériaux requises
1béton: volume du coffrage V = 3*(0.2*0.3*7.7) = 1.386 m'
Armatures: barres de 10 =3*(4*8)=96 m soit 8 barres de 12 m
barres de 8 =3*(1*20)=60 m soit 5 barres de 12 m
bl Poutres ùu axes a,b et c
Les mêmes dimensions sont reconduites que les poutres précéden-
tes.
Figure 3-16: Schéma de ferraillage
mlJPF A..-A
r-ot jPF A- R
Do•
•
: ......
t:J !
A
Ar mot". ure ce c t sa 1 1 1errent
Armature de t'Ie.et c-n
A
•
1res400mm
L----jr-----' H ZI "IUU!ml
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 39
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D •UN LOCEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
Calcul des quantités de matériaux requises
béton: volume du coffrage v = 3*(0.3*0.2*6) = 1.08 ml
Armiltures barres de 10 = 3*(4*6) = 72 m soit 6 barres de 12 m
- barres de 8 = 3*(1*17) = 51 m soit 5 barres de 12 m
3-1-1-4) Fondation
Nous allons adopter des semelles carrées homothétiques ùux
poteaux [figure 3-17)
Figure 3-17 : schéma de la semelle carrée
Q
ua'
d
h
La validité de la distri.bution uniforme des contraintes est
admise suivant le DTU 13.1 pour autùnt que h ~ (a'-a)/4. Si cette
règle est satisfaite, il n'est plus nécessaire de vérifier le
poinçonnement du poteau et le cisaillement dans la semelle. De
même aucune armature transversale n'est requise.
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 40
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOCEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
a) Détermination de la sollicitation ul time Q sur le poteau c-l
Elle est égale 6 la somme des charges de compression issue du
poteau, de la réaction des poutres du chaînage bas et du poids
propre des poteaux.
Q = Pt + Rp + Pp
Pt = 57.1 I,N
Rp = 8.83 leN ( diagramme des efforts)
Pp = 1.35*2400*0.0098*(3.6*0.15*0.15) = 2.57 kN
d'où Q = 57.1 + 8.83 + 2.57 = 68.5 kN
b) Dimensionnement
dimensions préliminaires: a=150 mm et a'=500 mm
h~(a'-a)/4 --------> h~(500-150)/4 = 87.5 mm; choisissons
h=lOO mm
Avec un enrobage de 75 mm la hauteur totale de la semelle
devient:
La pression sur le sol étant donnée par q = Q/a' 2=274 kPa, si
nous supposons une contrainte indicative moyenne de 5 kg/cm 2(sol
alluvions anciennes, sables et graviers) et avec un facteur de
sécuri té de 1.25, nous remarquons que les dimens ions de la
semelle permettent au sol de résister suffisamment aux sollicita-
tians.
PFE: UTILISATION DES MA1'ERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL'HABITAT ECONOMIQUE 41
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D •UN LOCEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
c} Calcul de l'armature de flexion dans les deux directions
La section d'acier suivant les directions x et y est donnée par
la formule A.=Ay=A=Q(<l'-a)/(8*h*f..1l.15)A 1
A = 68.5 10J*(500-150)/8*100*400/1.15}= 86 mm 2
soit A=0.86cm' on peut mettre 2 barres nOlO dans chaque direction
Pa r' ailleurs, nous allons prévoir 4 barres nOlO comme
armature de liaison entre le poteau et la semelle
d} schéma de ferraillage
Figure 3-18 : schéma de ferraillage de la semelle
4nolO
- L--
------0.86*500=430---------------500---------------------
e) Calcul des qU<lntités de matériaux requises
1béton: volume du coffrage v = 9*(0.5*0.5*0.175) =0.396 m~
Arm<lture: barres de 10 = 9*(4*0.5+4*0.5) = 36 m soit 3 barres de
12 m
3-1-1-5} Les linteaux
a) chargement
Pour les poutres linteaux, n'intervient comme charge que le poids
de la partie du mur comprise dans un triangle équilatéral au
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 42
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOCEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
dessus de la poutre
La charge uniforme est égale à :
wf =1.35"150"0.00981"1.03"(1+0.1) = 2.26 kNlm
b) calcul de la sollicitation: diagramme des efforts
Figure 3-19
Figure 3-20
schéma du chargement des linteaux
Diagramme des efforts
.......---....;;;;::....~----'"""""
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 43
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUC'l'(JRES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOCEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
Les sollicitations étant faibles, nous allons prévoir 2 barres
nOlO pour reprendre la flexion des linteaux de section 150x150
mm.
c) Calcul des quantités de matériaux requises
béton: volume du coffrage v=8*(1.8*0.15*0.15)=0.32 ml
Armature: barre de 10: 8*(1.8*2)=29 m soit 3 barres nOlO de
12 m
3-1-2) LA MACONNERIE
La maçonnerie est constituée par des agglomérés creux de l5x20x40
pour
l'élevation et d'agglomérés pleins de 15x20x40 pour le soubasse-
ment.,
Ils sont Sllpposés dosés 6 250 kg/m'
3-1-2-1) Calcul des quantités de briques requises
a) Mur de soubassement
Surface développée, S (voir figure 6 )
S=3*(4.2*0.6) + 3*(2.9*0.6)+3*(5.7*0.6) = 29.04 m2
Avec un nombre de 13 briques au mètre carré de mur on a pour tout
le soubassement, 377 briques pleines.
b) Mur en élévation
Calcul de la surface développée S
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 44
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOCEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
, f~ç~de Est Ouest (18% d'ouverture): Sl= 2'[(7.7-0.3)'(3-
0.35) (1-0.18)= 32.2 m'
'f~ç~de Nord Sud (16% d'ouverture)
0.16)]= 25.4 m'
S2= 2*[ (6-0.31' (3-0.35) (1-
'Murs mitoyens ( d~ns les deux directions):
S3= (3-0.5)*[(7.7-0.3)+(6-0.3)]= 34.7 m'
Pùr conséquent S = SI + 82 + 83 =32.2+25.4+34.7 = 92.3 rn 2
C~lcul du nombre de brjques
Avec un nombre de 13 briques ~u mètre c~rré, on ~ un nombre tot~l
de 1196 briques creux
3-1-3) DALLAGE DU SOL
L~ forme de da Ll.aqe est composée de 8 cm de béton dosé;) 250
kg/ml
qui repose sur un béton de propreté dosé;) 150 kg/ml de 5 cm lui
même repos~nt sur un rembl~i en s~ble d'~pport liltéritique de 15
cm. L~ b~se ser~ suffis~mment comp~ctée pour que le d~ll~ge ne
présente pilS de t~ssement ~ppréci~ble p~r r~pport <'l 1~ fond~tion.
C~lcul des quantités de matériaux requises
béton dosé <'l 250 kg/m3 : volume
v = o. 08' [ (6 - 0 . 3) , (7 . 7- 0 . 3)] = 3. 374 ml
1 1béton do s é ù 150 kg/m' : volume v=0.05*[(6-0.3)'(7.7-0.3)]=2.11m'
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 45
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOGEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
sQble d'Qpport lQtéritique volume
1v= 0.15*[(6-0.3)*(7.7-0.3)]=6.33 m'
3-1-4) Enduit et joint de recouvrement
Q) Enduit
L'utilisQtion des Qgglomérés de ciment et sQble nécessite une
finition â mortier dosé â 350 kg/ml sur une épQisseur de 1 cm sur
chQque du mur.
QUQntité de mortiers requises
b)joint de recouvrement
1v= 2*92.3*0.01=1.846m'
Les joints d'Qssise et de montQnt ont une épQisseur de
1.2 cm. Soit pour 13 litres PQr mètre c a r r é de couverture, on
QurQ: v= 0.013*(92.3 + 29.04) = 1.58 ml
RemQrque: nous n'Qvons montré ici que le CQS du CQlcul du
b5timent A. Les résultQts du b5timent B seront présentés dQns les
tQbleQux économiques du chQpitre 4
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 46
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTUREE POUR LA CONSTRUC7'ION D'UN LOGEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
3-2) ELEVATION EN MUR PORTEUR DE GEOBETON
3-2-1) cas de la toiture en voûte
Figure 3-21: schéma de l'ossature en géobéton
,T11-[."U'-"2°TO'300,:~~~_... a
'I" II Il oor.eec-i sux-tznIl .'I::: .. _b
,; :A------ I------II:~-
VUE E~~ rU'üJ
!
1
'.0,
l,c.e,
COUPE" A-.4
PFE: UTILISATION DEE MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL'HABITAT ECONOHTQUE 47
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOGEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
3-2-1-1) Le Chaînage
a) mode de chargement
Le Chaînage est placé Q la base de la voûte et sur la maçonnerie.
Il encercle le haut des murs extérieurs et s'oppose ainsi au
déversement dû Q la composante horizontale de la force de
compression exercée par le poids de la toiture (figure 22). La
composante verticale de cette poussée est transmise au mur
porteur par l'intermédiaire du Chaînage.
Données: la force F de compression F=32.3 kN/m
la flèche f= 1.03 m
Les coordonnées du point C, centre de gravité de l'arc sont
données par:
x,=4a/20 = 4*3/20=1.9 m"
y,=4f/30 = 4*1.03/30 =0.43"
L'angle a est donc donnée par tana=1.03/(3-1.9)=0.93 d'où a=43°.
Les composantes horizontale et verticale de la poussée sont:
Fv= Fcosa = 32.3*cos43° = 23.6 kN/m
Fh= Fsina = 32.3*sin43° = 22.03 kN/m
b) Dimensionnement
Le DTU 23.1 définit une section d'acier minimale de 1.5 cm2 pour
les chaînages entre plancher et façades maçonnées.
Nous allons utiliser 4 barres 0°10 et des étriers n08 Q 400 mm
PTE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DE.L 'HABITAT ECONOMIQUE 48
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D •UN LOCEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
d'espacement pour une section de 200x200 mm de poutre.
c ) Schéma de ferraillage
Figure 3-22: schéma de ferraillage du Chaînage
Ar-rne tur-e de flexIon
2 " 10 A , Ci" , , i
1
,;
0, ,
1 i1
' ...n
,,
.4,
' ! 1 8: 1
1 1L 1 COUPE A-A[ , , 1 1
,3 m - --- - - ------ 3 m -----~ï- - - - - - , ,
0Ar IIldCUI e CI'" c I~d 1 t t emeru,
n 1 (OUPE 8-8
-l1
f--- ~ a 4W nm 1, --;-1ï"'_._.~ I:l a -1UU mlf\
1, i
d) Calcul des quantité de matériaux nécessaires
Poutres sur la façade Nord Sud
béton: volume du coffrage V = 2*(0.2*0.2*6) = 0.48 ml
Armature barre de 10 = 2*(4*7)= 56 m soit 5 barres de 12 m
barre de 8 = 2* [2*16(0.3+0.4)] = 44,8 m soit
4 barres de 12 m
PE'E: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL •HABITAT ECONOMIQUE 4 'l
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOCEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
Poutres sur la façade Est Ouest
béton : volume du coffrage =,
2'(7.7*0.2*0.2) = 0.616 m'
Arrnùture barres de 10 : 2*(4'8)=64 m soit 6 barres de 12 m
barres de 8 : 2*(1.4*20)=56m soit 5 barres de 12 m
3-2-1-2) La Maçonnerie
Elle est exécutée en mur porteur de géobétons disposés <'> p I a t
comme l'indique l'appiJreillage de la figure Le Cho î n a qe
vertical ilUX droit des angles est exécuté tel qu'indiquer sur la
figure 3-22 pour éviter l'occurrence de fissures préjudiciables
<'> la stabilité de la structure.
Le coefficient de sécurité requis se rapporte au rapport de
la contrainte de rupture mesurée sur un bloc il la contrainte sous
c h a r qa n ominn I e. On adopte h ab i t uellement un rapport var .i an t
entre 9 et Il pour de géobéton. La référence [3] a publié suite
<'> des essais de compression sur des briques LATEROC de la SENAC
stabilisées <'> 6% de ciment une valeur moyenne de la résistance
de 10.6 MPa.
al Calcul de la pression de sollicitation sur la brique la
plus sollicitée
La charge transmise au mur si nous négligeons l'effet des voûtes
dans le mur est Fv=23.6 kN/m.
PFE: UTILISATION DES ,'1ATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 50
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOGEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
Une brique disposée au dessus de la semelle filante reprend les
efforts de la toiture et le poids propre du mur.
Soit P = Fv + h*Pp où h est la hauteur du mur et Pp le poids au
mètre carré de mur Pp =3.37 Kg/dm'.
P = 23.6+(3.6*3.31) = 35.52kN
La contrainte nominale est donc an=P/l où l est la largeur d'une
brique.
an = 35.52/0.14 = 0.25 Mpa
le coefficient est par conséquent Fs = 10.6/0.25 = 42.4
Les briques sont donc assez résistantes
b} Calcul des quantités de matériaux requises
Calcul de la surface totale à couvrir S
*façade Nord Sud:
*façade Est Ouest
*Mur mitoyen :
SI = 2[(3.6*6) (1-0.16)]= 36.3 m'
S2 = 2'[(3.6*7.7)(1-0.18)]=45.5 m'
S3 = 3.6*(7.7+6) = 49.3 m'
Surface totale S = Sl+S2+S3 = 36.3+45.5+49.3 = 131.1 m'
Calcul du nombre de briques
Avec une estimation de 35 briques au mètre carré, on a un total
de 4589 briques .
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 51
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTIaN D'UN LOGEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
3-2-1-3) La Fondation
Elle exécutée en semelle f i Lun t e sous mur. Le calcul est effectué
pour un mètre de mur et suivant les règles du BAEL
FIgure 3-23: Schéma de la section de semelle filante
--------b'----------
a) Dimensionnement
soit la contrainte exercée sur le sol par la semelle et qa la
contrainte admissible sur le solI dépend des propriétés physique
et mécanique du solI. en reprenant ici l'exemple du sol composé
d'alluvions anciennes. sùbles et grùviers.
La sollicitùtion résultùnte est celle issue du toit et celle du
poids propre du mur.
Q =(1+0.1IP=1.1"35.52=39.07kN/m Q= 39.07 kN/m
Les inéquations suivùntes doivent être vérifiées:
hs~(b'-bl/4
b'~39.07/327 = 0.119 prenons b'= 400 mm
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL'HABITAT ECONOMIQUE 52
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUC'l'URES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOGEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
hs~(400-140)/4 = 65 mm prenons hs = 100 mm
La semelle d'ilrmilture po r unité de longueur de semelle est donnée
pilr lil formule A = Q(b'-b)/(8*hs*f y/l.15)
A = 35 mm'= 0.35 cm' Nous illlons prévoir 1 bilrre nOlO
Figure 3-24 schémil de ferraillilge de lil semelle
•
115!----------------!~,"
b) Calcul des qUilntités de matériilux requises
Béton : volume du coffrilge = périmètre * lil section
=[(6*3+7.7*3)(0.4*0.175)]= 2.88 m-,
Armilture : bilrres de 10 = 41.1*0.5=20.6 m soit 2 bilrres de 12 m
3-2-1-4) Enduit et Mortier de liaison des briques
a) Enduit:
L'enduit des briques de géobéton n'est pilS une option
systémiltique. Cette dernière dépend essentiellement des condi-
tians d'ilverse et de l'aspect esthétique voulu. Dilns le cas où
les briques sont hilutement compressées( utilisiltion des terril-
block Duplex pilr exemple) et stabilisées, un simple vernissilge
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 53
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOGEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
offre un aspect très esthétique au mur.
bl Mortier de liaison des briques
La quantité de mortier de pose est selon le document technique
de la SENAC de 19 litres au mètre carré de pose.
Pour une surface de 131.1 m3 un volume de 2.5 ml.
Ce mortier peut avoir la composition suivante:
2 volumes de sables de mer;
1 volume de sables latéritiques;
2/3 volume de ciment.
3-2-2) Cas où la toiture est en charpente de bois
Le dimensionnement du gros oeuvre dans ce cas est identique au
cas de la toiture en voûte. Nous reconduisons donc les mêmes
quantités de matériaux.
3-3) ELEVATION EN MACONNERIE MIXTE
La maçonnerie mixte consiste Q remplir l'ossature en béton armé
par des briques de géobéton posées sur le chant. La configuration
pratique est montrée Q la figure 3-25 ci dessous.
l'FE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 54
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D'UN LOCEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
Figure 3-25 schéma de la façade de l'élévation mixte
..",~, ".t'"... ~I"n .~
(1u I~ ~ Ct:..)_",",.__
1
o.•• '.'
Les dimensions de l'oss~ture sont identiques il celle du béton
armé effectué dans la partie 3-1). Quant au nombre de brique pour
le remplissage il est égal il ( 22 briques au mètre c arr é de
couverture) soit 22*131.1 = 2882 briques
Le mortier de pose est estimé il 9.5 litres par mètre celrré de
pose. Le volume totell est donc égell il
1V = 0.0095*131.1 = 1.245 m'.
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DE[, 'HABITAT ECONOMIQUE 55
CHAPITRE 3 : ETUDE DE VARIANTES DE STRUCTURES POUR LA CONSTRUCTION D 'UN LOGEMENT DE TYPE ECONOMIQUE
3-4) CONCLUSION
Somme toute, les CQlculs structurQUX effectués ont permis de
prouver lQ resistQnce et lQ sécurité qu'on peut esperer sur les
structures conçues. FQute d'Qvoir des règles normQlisées pour le
CQlcul des structures en terre nous Qvons PQrfois utilisé celles
QPplicQbles QUX pQrpQings de mortier. Les qUQntités de mortiers
ùinsi obtenues permettront de cQlculer le coût relùtif de chQque
solution à trùvers le chùpitre 4 .
PEE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 56
ETU.DE DESCOMPAREE
•. f ibn Ifffl?f'iifA ;! $#..CHAPITR E 4 1lll! Œ!!; l!!Ill'lilillllll!l\'llllllllDlIIIl3
ECONOMIQUE
aim
VARTANTES DE LOGEMENTS CONCUS
Introduction
Les études techniques effectuées dûns le chûpitre
précédent prouvent que les structures étudiées tiennent du point
de vue résist,mce et s t ab i Li t.é à condition que les spécifica
tions techniques qui s'y rattachent soient respectées. Le présent
chûpitre complète cette phase technique par une étude économique
du projet. Ainsi, <'l partir des quantités de matériaux déterminées
préalablement que nous récapitulons dans des tableaux <'l deux
entrés ( partie ct' oeuvre-matériaux consommés 1 nous calculerons les
coûts des b~timents A et B .
1) RECAPITULATION DES QUANTITES DE MATERIAUX REQUISES
Les matériaux utilisés sont décomposés dans ces tableaux en
éléments simples tels qu'on peut s'en procurer facilement compte
tenu des prix d'unité que nous possedons. Ainsi le béton sera
décomposé en ciment, sable, gravillon et eau, l'armûture en
barres dé 12 métres, le bois en volumes.
CHAPITRE 4 : ETUDE ECONOMIQUE COMPAREE DES VARIANTES DE LOGEMENTSCONCUS
1-1) Exemple de calcul des quantités de matériaux
élémentaires dans le béton
Supposons un béton de classe Al voir annexe 2) dosé â,
350kg/m"; le rapport Eau/ciment égal â 0.6 et la fraction
granulométrique égale â 3.
La quanti té de ciment dans l ml de béton est 350 kg avec un
densité de 1.162 lreference [3]) soit en volume 350/1162=0.301
ml, Le volume d'eau requis est: 0.301*0.6=0.181 ml ;
la quantité de granulat est donc: 1-(0.301+0.181)=0.519 ml
Si l'on utilise l volume de sable pour 3 volume de gravillon. on
peut récapituler les quantités de matériaux composant le mètre
cube de béton :
ciment
Eau
Sable
350 Kg
0.181 ml,
0.130 m"
Gravillon: 0.389 ml
Remarquons que ces qu.m t i t é s calculées sont celles requises qui
ne tiennent pas compte des pertes. Par exemple l'eau est par
excellence le ma tériau qui engendre le plus de perte; c' est
pourquoi en calculant les coUts des matériaux nous allons majorer
la quantité de l'eau jusqu'â 100%.
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 58
1-2)TASLEAUX RECAPITULATIFS DES QUANTITES DE MATERIAUX REQUISES
Solution 1 : toiture en voûte sur la maçonnerie porteur de géobéton
Tableau 4-1 : Quantités requises pour le bâtiment A
ELEMENT-----> Toiture Maçon nerie Dallage Fondation Chainage Total
MATERIAUXciment(en Ko) 930 523 1160 1008 387 4008sable de mer(en rna) 1.44 1.36 2.153 0.18 0.141 5.274
sable latéritioue(m3) 0.381 0.68 6.33 a a 7.391Igros oranulat(m3) . a a 1.58 0.56 0.423 2.583
brloues LATEROC 3622 4589 a a a 8211EAU(m3) 0.6 0.34 0.748 0.52 0.198 2.406.<Barre s de la a a a 2 11 13"Sarres de 8 a a a a la la
" nombre de barres de 12 m
Tableau 4·2: Quantités requises pour le bâtiment S
ELEMENT-----> Toiture Maçonnerie Dallage Fondation Chainage Total
MATERIAUXciment(en Kg) 651 535 727 549.5 460 2922.5sable de mer(en m3) 1.02 1.39 1.42 0.203 0.17 4.203
sable latérltique(m3) 0.273 0.69 4 a a 4.963gros granulat(m3) a a 1 0.609 0.511 2.12briques LATEROC 2588 4690 a a a 7278EAU(m3) 0.42 0.345 0.468 0.284 0.238 1.755
"Barre s de 10 a a a 1 12 13"Sarres de 8 a a ," -·,0. ,. 0 . 11. --,- 1.1 -
" nombre de barres de 12 m
PF:E. .: .UTILISAT-ION. DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 60
Solution 2 : toiture en charpente de bois sur ia maçonnerie porteur de géobéton
Tableau 4-3 : Quantités requises pour le bâtiment A
ELEMENT-----> Toiture Maçonnerie Dallage Fondation Chainage TotalMATERIAUXciment(en Kal 0 523 1160 1008 387 3078sable de mer (en rna) 0 1.36 2.153 0.18 0.141 3.834sable latéritlaue(m3) 0 0.68 6.33 0 0 7.01cros oran ulat(m3) 0 0 1.58 0.56 0.423 2.563briques LATEROC 0 4589 0 0 0 4589EAU(m3) 0 0.34 0.748 0.52 0.198 1.806*Barres de 10 0 0 0 2 11 13*Barres de 8 0 0 0 0 10 10Bois(m3l 1.668 0 0 0 0 1.668**Fibreel ment 72 0 0 0 0 72**faux plafond 48 0 0 0 0 48clous/ka) 10 0 0 0 0 10
* nombres de barres de 12 m** en m2 couverte
Tableau 4-4 : Quantités requises pour le bâtiment B
ELEMENT-----> Toiture Maçonnerie Dallage Fondation Chainage TotalMATERIAUX
2171.5ciment(en Ka} 0 535 727 449.5 480sable de mer (en m3) 0 1.39 1.42 0.203 0.17 3.183sable latéritiaue(m3) 0 0.69 4 0 0 4.69aros cranulattma) 0 0 1 0.609 0.511 2.12briques LATEROC 0 4890 0 0 0 4690EAU(m3l 0 0.345 0.468 0.284 0.238 1.335*Barres de 10 0 0 0 1 12 13*Barres de 8 0 0 0 0 11 11Bois(m3) 0.571 0 0 0 0 0571~rociment 54 0 0 0 0 54**faux olafond 31.2 0 0 0 0 31.2clous(ka) 10 - 0 0 ..~- --0 _·-·--~O ----W. '---.. '--
* nombres de barres de 12 mlIrllr en m2 couverte
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL •HABITAT ECONOMIQUE 61
Solution 3 : toiture en charpente de bois sur la maçonnerie en agglos classique
Tableau 4-5 : Quantités requises pour le bâtiment A
ELEMENT----- > Toiture Maçonnerie Dallage Poutres Poteaux Fondation Linteaux TOTALMATERIAUXclrnentten Ka) 0 933 1160 2014 255 139 112 4613sable de mer(en m31 0 1.26 2.153 0.745 0.094 0.051 0.0414 4.3444sable latérttlouetrna) 0 0 6.33 0 0 0 0 6.33laros cranulattrna) 0 0 1.58 2.236 0.283 0.154 0.124 4.377briques creux 0 1154 0 0 0 0 01 1154briques pleins 0 363 0 0 0 0 0 363EAU {m31 0 0.602 0.748 1.04 0.132 0.071 0.06 2.653*Barres de 10 0 0 0 38 12 3 3 56*Barres de 8 0 0 0 22 14 0 0 36Bois(m3) 1.668 0 0 0 0 0 0 1.668**Fibrociment 72 0 0 0 0 0 0 72**faux plafond 46 0 0 0 0 0 0 46clous(kq) 10 0 0 0 0 0 0 10
* nombres de barres de 12 m** en m2 couverte
Tableau 4-6 : Quantités requises pour le bâtiment B
ELEMENT-----> Toiture Maçonnerie Dallage Poutres Poteaux Fondation Linteaux TOTALMATERIAUXc1ment(en Kg) 0 952 727 2195.2 227 123 112 4336.2sable de mer(en rna) 0 1.29 1.42 0.812 0.084 0.045 0.0414 3.6924sable latéritiaue(m3) 0 0 4 0 0 0 0 4laros aranulatlm3) 0 0 1 2.436 0.252 0.136 0.124 3.948briques creux 0 1192 0 0 0 0 0 1192briques plei ns 0 318 0 0 0 0 0 318EAU(m3) 0 0.614 0.469 1.134 0.117 0.063 0.06 2.457*Barres de 10 0 0 0 32 12 3 3 50*Barres de 8 0 0 0 20 12 0 0 32Bois(m3) 0.571 0 0 0 0 0 0 0.571**Fibrociment 54 0 0 0 0 0 0 54**faux plafond 31.2 -_. ,-- ,.,. ---O' ---- O. 0 0 0 0 31.2clous(kg} 10 0 0 0 0 0 0 10
* nombres de barres de 12 m*"'" en m2 couverte
PFE: UTILISATION'DES MATERIAulILVCAUJ,IJlfNS--r;A CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 62
Solution 4: toiture en charpente de bois sur la maçonnerie mixte
Tableau 4-7: Quantités requises pour le bâtiment A
ELEMENT-----> Toiture Maçonnerie Dallage Poutres Poteaux Fondation Linteaux TOTALMATERIAUXclmentten Ka) a 79.1 1160 2014 255 139 112 3759.1sable de mer(en m3\ a 0.34 2.153 0.745 0.094 0.051 0.414 3.797sable iatéritique(m3) a 0.34 6.33 a a a a 6.67Igros oranulattrna) a a 1.53 2.236 0.283 0.154 0.124 4.327briques LATEROC a 2882 a a a a a 2882EAU(m3) a 0.169 0.748 1.04 0.132 0.071 0.06 2.22"Barres de 1a a a a 38 12 3 3 56Barres de 8 a a 0 22 14 a a 36Bois(m3) 1.668 0 0 0 0 0 0 1.668""Fibrociment 72 0 a a 0 a 0 72""faux plafond 46 0 a 0 a a a 46clous(kg) 10 a 0 0 a a a 10·
" nombres de barres de 12 m** en m2 couverte
Tableau 4-8: Quantités requises pour le bâtiment B
ELEMENT-----> Toiture Maçonnerie Dallage Poutres Poteaux Fondation Linteaux TOTALMATERIAUXciment(en Kg) a 72.8 727 2196 227 123 112 3457.8sable de merten m3) a 0.625 1.42 0.812 0.084 0.045 0.0414 3.0274sable latéritiaueim3\ 0 0.312 4 a 0 a a 4.312loro s aranulat(m3) a 0 1 2.436 0.252 0.136 0.124 3.948briques LATEROC a 2656 0 a 0 a a 2~
EAU(m3) a 0.156 0.468 1.134 0.117 0.063 0.06 1.998"Barres de 10 a 0 0 32 12 3 3 50Barres de 8 0 a 0 20 12 a a 32Bols(m3) 0.571 0 a 0 a a a 0.571""Fibrociment 54 0 0 0 a a 0 54""faux plafond 31.2 __ 0_ __ 0 0 a a a 31.2clous(kg) 10 " a 0 a a -0 a 10 ----------
" no mbres de barres de 12 m** en ml? couverte
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 63
Solution 5: toiture en voûte sur de la maçonnerie mixte
Tableau 4-9: Quantités requises pour le bâtiment A
ELEMENT---·-> Toiture Maçonnerie Dallage Poutres Poteaux Fondation Linteaux TOTALMATERIAUX
cimentien Ka) 930 79,1 1160 2014 255 139 112 4689.1
sable de mer(en m31 1.44 0,68 2,153 0.745 0,094 0,051 0.414 5,577
sable latéritique(m3) 0,381 0,34 6,33 0 0 0 0 7,051
[pro s granulat(m3) 0 0 1,53 2,236 0,283 0.154 0.124 4,327
briques LATEROC 3622 2882 0 0 0 0 0 6504EAU(m3) 0,6 0.169 0.748 1,04 0,132 0.071 0.06 2,82
*Barres de 10 0 0 0 38 12 3 3 56*Barres de 8 0 0 0 22 14 0 0 36
* nombre de barres de 12 m
Tableau 4-10: Quantités requises pour le bâtiment B
E LE MEN T--·-- > Toitu re Maçonnerie Dallage Poutres Poteaux Fondation Linteaux TOTAL
MATERIAUX
ciment(en Kg) 651 72,8 727 2196 227 123 112 4108.8sable de mer(en m3) 1,02 0.625 1.42 0,812 0,084 0,045 0,0414 4.0474sable latéritique(m3) 0,273 0.312 4 0 0 0 0 4.585gros granulat(m3) 0 0 1 2.436 0,252 0,136 0.124 3.948briques LATEROC 2588 2656 0 0 0 0 0 5244EAU(m3) 0.42 0,156 0.468 1,134 0,117 0.063 0,06 2.418*Barres de 10 0 0 0 32 12 3 3 50*Barres de 8 0 0 0 20 12 0 0 32
* nombre de barres de 12 m
._- .--".•--- ..-----y.. - -_.~-.. ..,. .. "-.7--....0-::.-:_': .---_.•,""'
. 'tf ,:{,
-_._----- - ••.• __ o.
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 64
CHAPITRE 4 : ETUDE ECONOMIQUE COMPAREE DES VARIANTES DE LOCEMENTSCONCUS
2) COUT DES BATIMENTS
Les coOts des deux deux b5timents présentés dans les tableaux
ci dessous ne tiennent pas compte des travaux de second oeuvre
comme la menuiserie. l'électricité. la plomberie et sanitaire.
le badigeonnage et la peinture. ainsi que la clôture. En effet
les coUts de ces travaux ont été supposés égaux par ailleurs. Les
coûts indirects tels l'amortissement. les f r a i s généraux sont
aussi exclus de la base de comparaison.
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 64
Tableau 4-13: solution 3; toiture en charpente de bois sur ia
maçonnerie en aggios classique
DESIGNATIONS QUANTITE PRIX UNITAIRE PRIX TOTA
FCFA FCFA
ciment(sac de 50kg) 179 1760 315040
sable de mer(m3) 9 2125 19125
sable latéritique(m3) 10 1440 14400
EAU(m3) 10 200 2000
gros granulat(m3) 9 11250 101250
Agglos pleins 681 130 88530
Agglos creux 2346 115 269790
Barres de 10 106 1500 159000
Barres de 8 68 1000 68000
fil de fer(kg) 4 700 2800
Bois(m3) 2.268 120000 272160
Fib ro ci m e ntj mv) 126 2432 306432
Faux plafond(m 2 ) 77.2 750 57900
clous 20 600 12000
Total partiel 1688427
Main d'oeuvre(30%) 506528.1
TOTAL 2194955.
Tableau 4-14: solution 4: toiture en charpente de bois sur la
maçonnerie mixte
DESIGNATIONS QUANTITEE PRIX UNITAIRE PRIX TOTA
FCFA FCFA
ciment(sac de 50 kg) 145 1760 255200
sable de mer(m3) 7 2125 14875
sable latéritique(m3) 11 1440 15840
EAU(m3) 8 200 1600
gros granulat(m3) 11 11250 123750
Brique LATEROC 5538 45 249210
Barres de 10 106 1500 159000jBarres de 8 68 1000 68000
fil de fer(kg) 4 700 2800
Bois(m3) 2.268 120000 272160
Fibro c im e nttrnv) 126 2432 306432
Faux plafond(m 2 ) 77.2 750 57900
clous 20 600 12000
Total partiel 1538767
Main d'oeuvre(30%) 461630.1
TOTAL 2000397.
PFE: UTILISATION DeS 'MATERIAUX'-LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 67
Tableau 4-15: solution 5: toiture en voûte sur la maçonnerie mixte
1544400j1 TOTA l. -'-=--'-'--:..::..:c.
DESIGNATIONS QUANTITE, PRIX UNITAIRE PRIX TOTA
FCFA FCFA
ciment(sac de 50kg) 176 1760 309760
sable de mer(m3) 10 2125 21250
sable latéritique(m3) 12 1440 17280
EAU(m3) 10 200 2000
gros granulat(m3) 9 11250 1012501
Brique lATEROC 11748 45 528660
Barres de 10 106 1500 159000
Barres de 8 46 1000 46000
fil de fer(kg) 4 700 2800
Total partiel 1188000
Main d'oeuvre(30%) 356400
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 68
•. ' .'7"".;" ' ..." '.- ',.
CHAPITRE 4 : ETUDE ECONOMIQUE COMPAREE DES VARIANTES DE LOGEMENTSCONCUS
2-2) Calcul des pourcentoges d'économies réalisés
La base de comparaison est la solution 3 qui est constitué par
10 toiture en chorpente de bois couverte por du fibrociment sur
de la maçonnerie de remplissoge dons une ossoture en béton ormé.
Cette forme de construction est en effet celle qui est générale-
ment exigée dons les dossiers d'oppel d'offre et por les
consommoteurs. L'occeptotion du "motériou terre" ou de géobéton
il quelque par t i c de li) construction permet de r é a Li s e r des
économies voriables suivant le toux de terre utilisé. L'étude des
cinq voriontes (solutions) proposées 0 permis de montrer dons le
tobleou ci dessous les économies réalisables.
Tableau 4-16 : économies réolisobles
ECONOMIES REALISABLESVARIANTES DE CONSTRUCTION
en voleurs en %
toiture en voûte sur muçonnerieporteur de géobéton 761023 34.67
toiture en chùrpente de bois surmaçonnerie porteur en géobéton 369265 16.82
toiture en charpente de bois surITIuçonnerie mixte 194558 8.86
toiture en voûte sur lamaçonnerie mixte 650555 29.63
Les voleurs sont en FCFA. Comme on le voit il partir des chiffres
plus 10 quontité de géobéton requise croit et plus 10 le
pourcentoge d'économies réolisùble croit ùvec.
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 68
!lIIbff i JC HArITRE Slli4444Il444!iillllllllil4:1l1l1Ill1lll!l4!lI!llll44!!944444l1œll44444iliilll!lll
ANALYSES ET COMMENTAIRES
Introduction
Après avoir présenté les résultats bruts des études effec
tuées. nous allons à présent analyser les avantages et inconvé
nients qu'offrent chaque solutions sur les plans r-é sLs t cnce .
confort. coût. Nous passerons en revue d'abord les théories sur
les critéres de comparaison avant de présenter un tableau dans
lequel seront résumés les degrés de satisfaction de ces critères.
l-CENERALITES
L'organisme de tout individu est constitué de manière telle
qu'il puisse affronter les agents climatiques exceptionnels:
grands vents. plein soleil. température élévée ou basse; le
brui t . Le consommateur n'acceptera donc le produit que s'il offre
la sécurité necessaire et l'assurance qu'il y ait un compromis
entre la trilogie résistance-confort-coût.
1-1) Résistance
La résistance d'un édifice est surtout mésurée par sa
durabitité qui est elle même fonction de la stabilité d'ensemble
et de la résistance des matériaux le constituant. La résistance
et la stabilité d'ensemble de l'édifice sont assurées par un
calcul aux états limites adéquat tel qu'il est montrés dans le
chapitre trois. Quant à la résistance des mo t é r i oux élémentaires.
CHAPITRE 5 : ANALYSES ET COMMENTAIRES
elle est déterminée et vérifiée pa r l' exécution des é s s a i s
normalisés. Ces essais peuvent être: la résistance aux compres-
sions, l'absorption par capillarité, la résistance 6 l'érosion,
la résistance aux cycles de mouillage et séchage etc ...
1-2) Confort
La construction doit protéger ses habitants des contraintes
physiques que leur impose l'environnement. Les principaux
facteurs d'inconfort dans les habitations sont:
_la chaleur et le rayonnement solaire;
-l'humidité de l'air en saison pluvieuse
_les vents avec pluies battantes en saison humide;
les vents de sable.
Pour assurer le confort des habitations, il s'agira donc de
vérifier s u Lvan t les normes si les exigences sont respectées
quant aux critères suivant:
_la protection thermique dans le b5timent;
_la protection accoustique des b5timents;
_la protection contre les vibrations et les chocs;
-la protection contre les affaissements miniers;
_la protection contre les influences chimiques et biologiques;
_la protection contre l'incendie et le feu;
.la protection contre la foudre.
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 70
CHAPITRE 5 : ANALYSES ET COMMENTAIRES
Les considérations théoriques sur ces paramètres sont présentées
en annexe 3.
1-3) coût
Comme nous l'avons montré à partir du tableau 4-16 le coût
de construction depend essentiellement du coût des mat é r Ln ux
élémentaires. On peut remClrquer notClmment que plus la quantité
de ciment et de l'acier est élévée pour une solution donnée, et
plus le coût de cette dernière est élévé.
2)Comparaison des degrés de satisfaction
Tableau 5-1: comparaison des dégrés de satisfaction
solution solution solution solution
1
solution
1l 2 3 4 5
résis- Assez llssez très resis- resis-
tunce bonne si bonne si resis- tant tant
des ma- precau- précau- t arrt1
tériLlUX tian tian "
PFE: UTILISATION DES l'1ATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL •HABITAT ECONOl'1IQUE 71
CHAPITRE 5 : ANALYSES ET COMMENTAIRES
résis- stilble stilb le 1 s t ab I e stilble stilble
duril- duril-tilnce et et tissez et ùssez \ et du r c-: et et
st.ùbi- bonne bonne ble ble ble
lité durilbi- durilbi-
d'ensem- lité lité 11
1
ble
résis- (l /K 1toit (l /K) toit (l/K)toit (l/Kl toit (1 /K) toit
tilnce <i =0.55 =0.64 =0.64 =0.64 =0.55
lil per- (bonne) 1 (bonne) (bonne) (bonne) (bonne)
meilbi- (l/K)m,ç 1 (1/K)m,ç (1/K)m,ç (1/K)m,ç (1/K)m,ç
lité 0.66 0.66 0.72 1 0.53 0.53= = = 1 = =11 1 1
thermi- (bonne) (bonne) (bonne) (ilssez (ùssez
que bonne) bonne)
protec-1
1tian
contre BONNE BONNE BONNE 1 BONNE BONNE 1
1
1l'humi- t
1
dité , 1
i 1 1
1
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 72
CHAPITRE 5 : ANALYSES ET COMMENTAIRES
protec- ASSEZ ASSEZ 1 ASSEZ ASSEZ ASSEZ
tian BONNE BONNE1
BONNE 1 BONNE1
BONNE1
1
1
ilCCOUS-
tique1
,
protec-1
tian
contre11
les in- 11
fluences1
BONNE BONNE 1 BONNE BONNE BONNE
chimi- 1
ques et
biologi- 1
ques1
protec- 1
tion
contre TRES 1 TRES1 1,
1 BONNEle feu BONNE BONNE BONNE BONNE
et les
incen-
dies
PFE: UTILISATION DES 1'1ATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL'HABITAT ECON01'1IQUE 73
CHAPITRE 5 : ANALYSES ET COMMENTAIRES
côut du 1433932- 1825690 21<)4955 2000397
l'''~b5timent FCFA FCFA FCFA FCFA 1 FCFA
11 i
3) Discussion
3-1) Type toiture en charpente de bois
Les facteurs qui influencent les formes de la maison sont,
selon la reference [14] : le climat et le besoin d'un abri, les
matériaux et les techniques, le si te, et les aspects sociaux:
économiques militaires et religieux. C'est dire que chaque
civilisation exprime a travers les formes qu'elle donne a son
logement, les caractéristiques socio culturelles de son milieu.
C'est pour répondre a cet te préoccupation que nous avons envisagé
d'étudier cette forme qui présente en outre la double avantage
de protection de la maçonnerie de l'absorption capillaire et
d'être connue et acceptée par tout consommateur.
Elle est conçu successivement sur la maçonnerie en béton armé
rempli par des agglomérés(solution 3) et sur des élévations en
mur porteur de géobéton (solution 2) et maçonnerie mixte. Ces
deux derniéres solutions permettent de réaliser respectivement
17% et 9% d'économie.
~.ul la solution 4 est généralement admise l même par une
clientèle profane, la nécessité d'offrir des logements a moindre
coUts, exige l'examen de la solution 2 et l'étude de l'ensemble
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 74
CHArITRE 5 : ANALYSES ET CONNEIVTAIRES
des poli.tiques j Inener en vue de son acceptation.
3-2) 'fype totture en voûte sur maçonnerte en géobéton
La forme voûtée est largement connue de nos jours ~ CQuse de
l'avantage qu'elle offre ~ minimiser l'occl1rrence de III flexion
et de III t.r ac t i on . Elle i1 donc incité èl. l'u'tilisation des
matériaux ayant l1ne faible résistance en traction. Très connue
dans les pays sahéliens, elle est cependant moins utilisée dQns
les logements
Ce type de technologie permet de réLlliser le plus fort
pOllrcent~ge d'économie( voir tableau 4-16: 35% environ}.Il est
surtout odupt é <lUX régi.ons 0 f a i bLe pluviosité c aus e des
dommages susceptible de subvenir dans le béton; dommage dont la
principille composante est la fissure.
Les CQuses d'apparition la fissure ne sont jamais connlles
ave c exac t i tude surtout si l' ouvr o çe en question nia pas été
suivi dans son évollJtion. Toutefois les observations faites sur
les fissures mc c r o s cop i que« dl o uvraqe s ex ia t an t s amènent 6
penser que l~\ mn j ori t è des fissures apparaissent aux points tels
que les joints et les Cingles des murs et qu'elles sont dues
génerlllement:
- aux cycles de gonflement et de retrait: Ils sont dû Ô. la
présence de certaines particules nrgilellses telles qlle la
mcn t.moriLl on t t e , la vermiculite et l'illite dans la terre. En
effet ces particules ont J.u copacité de retenir de l'e~u pOl1r une
PFE: UTIJ-ISATION DES l'fATERTAUX LOCAUX DANS LA CONSTlWCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 75
CHAPITRE 5 : ANALYSES ET COfllfENTAIRES
période très longlle et la restituer pendant des temps de fortes
chaleur. Les variations dilnensionnelles qui en resulte sont la
cause principale des fissl1res.
- aux tassements différentiels: moins important 6 CQuse de la
peti tesse des bô t i men t s de type économique, ils peuvent c epe ndant.
être la cause des fissures macroscopiques dans la structure par
l'effet d'induction des sollicitations ndditionnelles.
Le souci de commercialisation de ce type de b5timent exige
que le concepteur s'ùttarde sur ces désordres.
solutions sont dès lors envisageables:
Plusieurs
- enduire complètement les murs afin d'éviter l'occurrence de
mùcrofissures;
- o s sur-er lù I i c i s on des briques a ve c un mortier composé de
s ab l e et du ciment pour contrer La f a i b l e r é s i s t ance en c i.s o i Ll a-
ment des mortiers de joint;
- réùliser les J.inteùux en béton ùrmé ou avec des corDleres en
ac i.e r pour pallier Ll l.a genèse de fissures 0 partir de l'encùdre-
ment des ouvertures
- réùliser l'ossature complète en béton ùrmé et le remplis5ùge
en géobéton pOlir résoudre le problème de chaînage verticùl et
horizontùl; un ùgencement ùdéquùt des briqlJeS ùux nngles peut
ùider Q résoudre ce problème.
- ùSSUTer un dimensionnement ùc1equl1t de ILl fonclùtion.
Le principùl problème rencontré pùr cette forme de cons truc-
tian est son ùcceptùtion pùr les consommùteurs. Pour fùire face
PFE : UTILISATION DES l'1ATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DED'HABITAT ECONOM.IQUE 76
CHA-PITRE 5 : jll'lALYSES ET C01'1l1E!lTAIRES
6 ce problème, il est j.mpérieux de procéder llltérieurement ~ une
campagne d'enquête pOlIr pouvoir asseoir une politique de
marketing cohérente. Les informations 6 collecter d travers un
quo s t i cnnc i r e élaborée dun s I ù reférence [14] permettront de
savoir:
- A quel degré ln popillation est au courant de l'existence du
matériQu géobéton;
les différents points de vue que La popu l a ti o n û sur les
J_ogements en géobéton;
- le degré de motivation de la population sur l'obtention d'un
logement en géobéton;
- le statut sociùl( dévalorisant 011 non) dll géobéton;
- le degré d'importance nccardé aux aspects ùchitecturnl et
fonctionnel d'un logement en géobéton;
- comment décider sur les programmes cohérents de logements en
géobéton avec le concours des autoI·ités politiques.
Conclusjon
Somme toute les cinq solutions exurninées d~H1S ce p r o j e t ,
sùns être exhnustive permettent de répondre allX inquiétudes des
uns et des autres qllilnt 6 lQ valorisation de la construction en
géobéton. Elles donnent un choix aus s i l o r çr: que possible oux
promoteurs d'une part et aux consommateurs d'nutre part.
L 'HABI'fAT ECONOMIQUEPFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DE
<, 7, ,
_eœ_IllI1III_*Ill\lIIliC HAPITRE
CONCLUSIONS ET
g2miwgm
RECOMMANDATIONS
L'objectif de loger le plus de population aujourd'hui dans
les villes de pays en développement ne peut être atteinte sans
une revalorisation des matériaux locaux de construction. En effet
l'utilisation desdits matériaux permet de réduire les coûts de
construction. Ainsi les études techniques et économiques que nous
avons effectué ~ travers ce projet ont permis de montrer ~ partir
des chiffres les économies en pourcentage qu'il est possible de
réaliser lorsqu'on choisit d'exploiter ces matériaux dans un
projet donné. Elles varient de 9% ~ 35% selon la quantité
incluse. Les études ont notamment prouvé. grâce ~ une maîtrise
poussée des technologies de géobéton, que le choix d'une
habitation économique construite en géobéton. aujourd'hui peut
s'operer librement et sans inquiétude aucune d'autant qu'elle
offre non seulement, ~ confort égal avec la construction
classique. une accessibilité hautement avantageuse par rapport
~ cette derniére.
Au début de ce projet nous avons rappelé les types de
matériaux locaux qu'on peut rencontrer très fréquemment et les
utilisations qu'on peut en faire.
Enfin ce projet qui se veut un outil de promotion
d'habitat social ne peut être complet que si l'on joigne aux
CHAPITRE 6 CONCLUSIONS ET RECOMMANDATIONS
volets technique et économique une étude ultérieur de marketing
qui présente de façon concrète le degré d' information et le
comportement des population face aux produits construits en
matériaux locaux.
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 79
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
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en terre II: Qrchitecture et techniques de mise en oeuvre:
PFE de EPT UCAD SENECAL.
[3] - S. SOGBOSSI/ 1992; Conception de quelques utili.sutions de
structures en géobéton: PFE de EPT UCAD, SENECAL.
[4] - Principes directeurs pour l'emploi de lQ terre crue: BIT.
[5] - Règle ChQrpente en Bois 71 (CB71) DTU, EYROLLE.
[6] - Code NQtionQl du B5timent du CANADA 1985 CNRC, 1986.
[7] - TOITURE EN PAYS TROPICAL ARIDES, 1985, C.R.E.T ..
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Metric Edition.
[9] - ANDRE COIN, 1983; OSSQture des b5timents, EYROLLE, PQris.
(l0] - A. RAPOPORT, 1969; Pour une Qnthropologie de lQ mc i s on :
collection Aspects de l'UrbQnisme, DUNOD.
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[12] - MITTAC, 1987; PrQtique de lQ construction des b5timents:
EYROLLE.
[13] - Y. CA SC et R. DELPORTE; Les chQrpentes en bois.
[14] - NDIAYE DIOUF NDIAYE, jQnvier 1991; Recherche commerciQle
pOllr la promotion du géobéton comme matériQux de ...
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEt. 'HABITAT ECONOMIQUE 80
ANNEXES
ANNEXE l
Les équations générales donnant les contraintes dans un élément
de voûte.
Schéma
\t--1
'~1 -: 411 .
" t.: '\
rcl+
Ces équations sont données dans la reference [8]
a'
ere , UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 81
ANNEXES
Les contraintes dues aux charges verticales sont:
soit pd cette charge verticille on a a Lor s s a décomposition
suivùnt les directions(x,p,z)
pz = pd cos (PiI-p)
pp = -pd sin (Pk- P)
px= 0
N'p est obtenu directement des équùtions générales précédentes
En substituùnt son expression dùns celle de N'Xp on obtient
Les conditions ùux limites sont telles que N'xp=O quand x=L/2
( poutre simplement ùppuyée)
d'où fl(p)=-pd sin(Pk-p)'L
N'xl> = -pdL (l-2x/L) sin (»t-l»
En s uhs t.Lt.uon t cette é qu c t i on dans I o dernière équùtion
PFE: UTILISATION DES MATE:RIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 82
ANNEXES
génér~le ~vec l~ condition ~ux limites suiv~ntes N'x=O qu~nd x=L
on ~
f2 (p) =0
N'x = -pd (L/r) x (l-x/L) cos (~-l»
ANNEXE 2
Cl~sses de bétons utilisées
A B C
Dosùge en ciment (kg/ml) 350 1 250 150
Nombre de fr~ction du gr~nu- 3 ') 2~
l~t
Dos~ge en e~u E~u
ciment 0.6 0.75 0.75
Dom~ine d'utilis~tion béton pour béton de béton debéton ~rmé m~sse propreté
1
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 83
ANNEXES
ANNEXE 3
Protection thermique dans le bâtiment
Elle depend de la résistance à la perméabilité thermique l/K
des éléments constituants la paroi et le plafond, de la perméabi-
lité à l'air, de ses éléments et du pouvoir d'emmagasinement de
la chaleur.
l/K = l/he + l/hi + ~j(ej/hj)
où
K est le coefficient thermique de la paroi en W/m2 et oc
R=l/K résistance thermique de la paroi
l/hi=O.ll ; 1/he=0.06 en m2°C/W
ej épaisseur du matériau j
h j coeffic ient de conductibilité thermique du matériau j
Le DTU exige une valeur minimale de 0.65 m2hoC/Kcal pour les
murs et; cette valeur étant celle maximale pour les toitures.
Protection contre l'humidité
L'humidité rélative(= rapport exprimé en % de la teneur
existante en vapeur d'eau pour une température donnée et de la
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 84
ANNEXES
teneur maximum de vapeur d'eau possible pour cette même tempéra-
ture) de l'air augmente avec le refroidissement de celui ci.
Quand par refroidissement, on atteint le point de rosé, l'humi-
dité relative est de 100% c'est Q dire que la vapeur se précipi-
tera pour un refroidissement plus prononcé(= condensation).
La rosé peut sensiblement reduire la résistance Q la
perméabilité thermique des éléments de constructions et de plus
occasionner des dég5ts au b5timent.
Protection accoustique des b5timents
Le son est produit par des vibrations mécaniques. D'après le
nombre de vibrations par seconde, on distingue l'infrason, le son
audible et l'ultrason. Plusieurs expériences s'effectuent dans
les laboratoires pour determiner la fréquence du son afin de
choisir les matériaux adéquats pour prévenir le bruit dans le
b5timent. nous décrirons ici une manière type de calcul de
l'intensité du son.
si on se place Q une fréquence déterminée et si on s'inté-
resse Q la paroi de séparation entre le local émi.ssion et le
local réception ceci revient Q negliger pour l'instant les
transmissions latérales), on peut faire un bilan énergétique dans
le local réception. Si on appelle (lei l'intensité émise frappant
la paroi s, l'energie reçue par cette paroi a pour valeur W=IeS
Cette énergie se partage en trois :
l'energie transmise
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 85
ANNEXES
réfléchie p~r l~ p~roi W.=r*W,
Comme a+r) >T on c on s t a t e que si on c h a nq e La nc t urs du
revêtement d'une p~roi du côté émission, T ne ch~nge p~s donc
l'énergie tr~nsmise n'est p~s ~ffectée.
L~ reference [10] définit J'indice d t o f f c t b l i s s emerrt d'une
R=log(l/T) et l'isolement brut entre deux locùux p~r :
Db= R + 10 log (A/S) où A est l' a t r e d' ab s or p t i on é qu i vo Lent e
d'une p~roi idé~lement ~bsorb~nte la=l) et S ~ire de l~ p~roi.
L~ vc Leu r de l'isolement obtenu depend de l' a i r d' ahs orp t i on
équivo Lerrte du I cc a 1 recepteur, donc en pnr t i cu Lf.e.r de son
occup~tion, de son mobilier et de ses revêtements. Afin que tout
soit comp~r~ble, les textes reglement~ires definissent l'isole-
ment norm~lisé comme l'isolement brut du loc~l recepteur occupé
norm~lement c'est-à-dire c~r~ctérisé p~r une durée de reverber~-
tian 1 Tf' temps pour que l~ décroiss~nce du nive~u d'intensité
soit de 60 décibels) de 0.5 séconde. Il ég~l à
Dn= R + 10 log(0.32V/S) = Db + 10 log(T/0.5sec.) où Tf est donné
pn r La r e Lot i on de SABINE Trl sec.,=O.16 V/A où V est le volume du
locùl.
R v~rie en fonction de l~ fréquence et de l'ép~isseur de l~
p~roi . Il permet de cl~ssifier les m~téri~ux en fonction de leur
perméùbilité et ~ux chocs vibr~toires un Dn de 70 dbIA).
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 86
ANNEXES
Protection contre le feu et les incendies
Les règles de sécurité Qffèrent ~ l'orgQnisQtion de lQ
circulQtion et QUX mQtériQux.
Ces règles imposent le découpQge le l'immeuble en compQrtiment
de surfQce inférieur ~ 2500 ma et de longueur ~ 75 mètres. Les
règles QPplicQbles QUX mQtériQux et QUX structures sont bQsées
sur le respect de certQins critères mésurés QU cours d'essQis
effectués QU Labo r c t.o i r e s aqr é é s : IQ r é a c t t on QU feu et IQ
résistQnce QU feu.
PFE: UTILISATION DES MATERIAUX LOCAUX DANS LA CONSTRUCTION DEL 'HABITAT ECONOMIQUE 87