Cours de Techno BAC F4 PDF [PDF]

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CHAPITRE III : LES GRANULATS OU MATIERES D' AGREGATION I - GENERALITES : Les granulats constituent une matière première indispensable au bâtiment et au génie civil, sans laquelle la réalisation des ouvrages serait aujourd’hui impossible dans l’état actuel des techniques de construction. Ils forment notamment le squelette des bétons hydrauliques, l’ossature des couches de chaussées, et de leur qualité dépend en grande partie celle des logements, des ouvrages d’art et des routes. 1 - Définition : On appelle « gr anulats » les matériaux inertes, sables graviers ou cailloux, qui entrent dans la composition des bétons. C’est l’ensemble des grains compris entre 0,02 et 125 mm dont l’origine peut être naturelle, artificielle ou provenant de recyclage. Ces matériaux sont quelquefois appelés « agr égats ». Les granulats sont des matériaux granulaires de dimensions n’excédant pas 125 mm, ils sont désignés par leur plus petite et plus grande dimensions d et D, l’intervalle d/D étant appelé classe granulaire. Trois grandes familles de granulats sont ainsi définies :  Les sables, où d = 0 et 2 ≤ D ≤ 6,3 mm  Les gravillons, où d ≥ 1 mm et 2 ≤ D ≤ 90 mm  Les graves, où d = 0 et 2 ≤ D ≤ 90 mm Les fines constituent la fraction granulaire passant à travers un tamis de 0,063 mm

2-Types des gr anulats :

Classification des granulats : On peut classer les granulats selon trois références : 1- Selon la nature minéralogique :  Roches magmatiques.  Roches sédimentaires.  Roches métamorphiques.

2- Selon la forme des grains : Elle est soit naturelle, soit artificielle. La forme naturelle est en général roulée. Ces granulats proviennent des mers, dunes ; rivières, carrières, etc… La forme artificielle est issue du concassage de roches dures (roches mères).

3- Selon les caractéristiques physiques : La masse volumique est la masse d’un corps par unité de volume total y compris les vides entre les grains et le constituant (volume apparent). La masse spécifique est la masse d’un corps par unité de volume de matière pleine sans aucun vide entre les grains (volume absolu). La densité absolue est le rapport de la masse spécifique à la masse d’un égal volume d’eau à 4 ℃ soit 1000 kg, la densité absolue est donc égale au millième de la masse spécifique, c’est un simple rapport sans dimension. Cours de Technologie Générale Procédés de construction

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La densité apparente est le rapport de la masse volumique à la masse d’un égal volume d’eau à 4 ℃ soit 1000 kg. Donc un rapport sans dimension dont la valeur est égal au millième de la masse volumique. Exemple : Une masse de volume total V = 1 m3 est pleine de graviers dont la masse nette est de 1520 kg, les grains constituants occupent un volume réel Vs = 0.600 m3 (volume de matière pleine). Le volume des vides entre les grains est : Vv = V – Vv = 0,400 m3. La masse volumique de ce granulat est de : 1520 kg /m3 Sa masse spécifique est : 1520/ 0,600 = 2550 kg/m3 Sa densité apparente est : 1,52 Sa densité absolue est : 2,55 Compacité. Pour un corps poreux (ou un mélange de granulats) de volume V et dont les pores (ou vides internes) représentent un volume Vv, la compacité est le rapport du volume de matière pleine au volume total : C = (V-Vv)/V C = 1 – Vv/V Pour les granulats courants on peut admettre que la compacité en vrac est de l’ordre de 0,70 à 0,60 pour les sables et de 0,55 pour les graviers selon qu’ils sont tassés ou non. Porosité. La porosité est le rapport : n = Vv/V L’indice des vides est le rapport : e = Vv/ (V-Vv) A noter : 

On a : Vv/V = Vv/ (V-Vv)*(V-Vv)/V soit e = n*c ou encore e = n/c

Exemple : Supposons que l’on soit en présence d’un granulat alvéolaire (argile expansée par exemple). Si la masse nette d’un cube de ce granulat (non tassé) est de 460 kg, on dira que sa masse volumique est de 460 kg/m3 et sa densité apparente de 0,46. Si les grains occupent dans ce mètre cube un volume réel de 525 litre (non compris les vides entre eux) la masse volumique par grain est : 460/ 0,525 = 880 kg/m3 Et la densité absolue des grains est de : 0,88 Si dans un grain le volume des pores ou alvéoles est de 65%, la compacité d’un grain sera (rapport du volume de matière pleine au volume totale du grain) : C = 1 – 65/ 100 = 0,35 La densité absolue de la matière argileuse constituant le grain sera : 0,88/ 0., 35 = 2,52 C’est approximativement la masse spécifique de la matière pleine (argile) non compris pores et alvéoles.

4- Selon la nature des granulats : Les granulats courants On désigne sous le vocable granulats courants, ceux de la masse volumique ∈ [2; 3 tonnes/m3]. Ce sont généralement les basaltes, quartzites, grés, porphyre, diorite, granites, schistes, laitier, pour la composition des bétons, on utilise en général des matériaux naturels alluvionnaires : sables et graviers. Cours de Technologie Générale Procédés de construction

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Cependant, lorsque ces matériaux font défaut localement, il est possible d’utiliser des roches éruptives ou sédimentaires transformées en général par concassage : silex, calcaires durs, silicocalcaires. Les granulats lourds : Ils sont essentiellement employés pour la confection des bétons lourds utilisés pour la construction d’ouvrage nécessitant une protection biologique contre les rayonnements produits par exemple, dans les réacteurs et piles atomiques : la protection est d’autant plus efficace que l’épaisseur est plus grande et la densité du béton plus élevée. On utilise en particulier :  La barytine, sa densité absolue est 4,2 à 4,7.  La magnétite, sa densité absolue est 4,5 à 5,1.  Les riblons, sa densité absolue est celle du fer : 7,6 à 7,8.  La grenaille d’une densité absolue de : 7,6 à 7,8. Les granulats légers :

Ils sont pour la confection des bétons légers. Ces bétons présentent en général des résistances d’autant plus faibles qu’ils sont plus légers, mais cette dernière qualité peut, dans certains cas, être particulièrement intéressante (préfabrication, isolation, gain de poids sur fondations difficiles ou onéreuses, etc…). La densité absolue de ces granulats est généralement inférieure à 1. Exemple : Argile expansée, schistes expansés, laitier expansé, pierre ponce, pouzzolane. Les granulats très durs : Quartz, corindon, carborundum, paillettes de fonte, etc…, sont incorporés au béton pour anti-usure (sols industriels par exemple).

5- Selon la dureté du granulat : Il s’agit de caractériser la résistance d’une face d’un granulat à la rayure, c’est-à-dire à la destruction mécanique de sa structure cristalline. La dureté d’un granulat se juge par référence à l’échelle de dureté, dite échelle de MOHS, dont les degrés sont occupés par des minéraux de dureté type. Un minéral est dit plus dur qu’un autre s’il raye celui-ci. Dur eté (échelle de MOHS) 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Gr anulat de r éfér ence (minér al) Diamant Cor indon Topaze Quar tz Or those Apatite Fluor ine Calcite Gypse Talc

A noter :  Dans la pratique, on compare les duretés des granulats courants à celle de 3 matériaux Types : l’acier, le verre et l’ongle. Généralement, les principales ressources des granulats peuvent être naturelles, artificielles ou recyclées. Cours de Technologie Générale Procédés de construction

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 Les granulats naturels : sont des grains minéraux qui proviennent de roches massives ou meubles n’ayant subi aucune transformation autre que mécanique.  Les granulats artificiels : sont des grains minéraux qui résultent d’un procédé industriel comprenant des transformations thermiques ou autres.  Les granulats recyclés : sont obtenus par traitement d’une matière inorganique précédemment utilisée dans la construction. a) Les gr anulats r oulés : gr anulats natur els – gr anulats alluvionnair es : Ils sont issus de la désagrégation naturelle (exemple glissement du terrain, érosion) puis transporté (agent éolien ou aquatique). Ils peuvent être utilisés comme granulats en béton, cependant les granulats marins doivent être bien lavés à cause de sels minéraux. b) Les gr anulats ar tificiels Selon la densité, nous avons plusieurs catégories : -Les gr anulats lour ds: destinés à la confection des bétons pouvant protéger une radiation atomique -Les gr anulats r éfr actair es: utilisés pour la préparation de béton résistant aux hautes températures qui proviennent des roches réfractaires, sont de sous-produits industriels obtenus à partir de la cuisson de 1300° d’une argile riche en alumine exemple laitier granulés des hauts fourneaux. -Les gr anulats léger s: ils sont utilisés pour la préparation de béton ayant une bonne résistance thermique. -Les gr anulats cour ants concassés: ce sont des granulats issus de concassage.

3-Contr ôle des qualités des gr anulats : Qualité des granulats : La qualité des granulats peut être appréciée à travers divers essais de laboratoire : 1. Analyse granulométrique : L’analyse granulométrique est le procédé par lequel on détermine la proportion des différents constituants solides d’un sol en fonction de leur grosseur à l’aide de tamis. On appelle « refus » sur un tamis le matériau qui est retenu par le tamis, et « tamisas » ou « passants » le matériau qui passe à travers mes mailles d’un tamis. L’essai a pour but de déterminer les proportions pondérales des grains de différentes dimensions qui constituent le sol. Les pourcentages ainsi obtenus sont exprimés sous forme d’un graphique appelé courbe granulométrique. Ainsi en fonction de la dimension des grains, on distingue :        

Les cailloux & pier r es Les gr avillons gr ossier s Les gr avillons moyens Les gr avillons fins Les sable gr ossier s Les sable moyens Les sable fins Les filler s

25 mm < D 20mm< D < 25mm 12.5mm< D < 16mm 8 mm< D < 10 mm 2.5 mm< D < 5 mm 0.63 µm< D < 1.25 mm 80 µm< D < 315 µm D < 80 µm

Tableau : définition des classes de dimensions selon la norme AFNOR 18 – 540

A noter :

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 En géotechnique la classification des sols et la représentation des courbes granulométriques est différente.  1 micron = 10-6 m = 10-3 mm On distingue les granulats selon leur classe granulaire : le terme « granulat d/D » est réservé aux granulats dont leurs dimensions s’étalent de « d » pour les petits éléments à « D » pour les gros éléments. La classe des granulats est définie par tamisage à travers une série de tamis dont les mailles ont les dimensions suivantes en mm : 0, 063 – 0,08 – 0, 125 – 0,16 – 0,2 – 0, 25 – 0,315 – 0,4 – 0, 5 – 0,63 – 0,8 – 1 – 1,25 – 1,6 – 2 – 3,15 – 4 – 6,3 – 8 – 10 – 12,5 – 14 – 16 – 20 – 25 – 31, 5 – 40 – 50 – 63 – 80 – 100 – 125  Les tamis dont les dimensions sont encadrées en jaune et soulignées correspondent à la série de base préconisée. De ce fait d’une étude granulométrique, ils doivent être utilisés en plus de tout autre tamis nécessaire à l’établissement de la courbe.  On trace la courbe granulométrique sur un graphique comportant en ordonnée le pourcentage des tamisas. Les mailles D sont indiquées en abscisse.  En géotechnique la représentation des courbes granulométriques est différente. 2. Le coefficient d’uniformité des granulats : La notion de granulométrie étalée ou granulométrie serrée est mise en évidence par un coefficient d’uniformité ou coefficient de HAZEN noté CU d’où : CU= d60/ d10 dy : Dimension du tamis correspondant à y% de passants. Ce coefficient est donc immédiatement calculé à partir de la courbe granulométrique.  Si Cu < 2, la granulométrie est uniforme (ou serrée).  Si Cu > 2, la granulométrie est étalée (ou variée) 3. Essai d’équivalent de sable (NF P18 − 598) :

La propreté des sables se contrôle par l’essai d’équivalent de sable (�. �). On agite une certaine quantité de sable dans une solution lavante (disponible dans le commerce), puis on laisse reposer pendant un certain temps. La hauteur du dépôt de sable visible étant ℎ1et ℎ2 la hauteur total y compris le floculat = fines en suspension : E. S = 100 × h1/ h2 La hauteur de sable peut aussi se déterminer à l’aide d’un piston lesté que l’on dépose doucement sur le sable après avoir lu la hauteur total. Théoriquement les limites extrêmes des valeurs E. S seraient :  Pour sable pur (pas de floculat) ℎ1 = ℎ2, donc E. S = 100  Pour l’argile pure (pas de dépôt de sable) ℎ1 = 0, donc E. S = 0 Valeurs préconisées pour l’E.S : E. S < 65

65 ≤ E. S < 75

E. S < 60

60 ≤ E. S < 70

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Sable argileux : risque de retrait ou gonflement pas bon pour béton de qualité. Sable légèrement argileux : propreté admissible pour béton Sawadogo D. Patrick

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75 ≤ E. S < 85

70 ≤ E. S < 80

E. S ≥ 85

E. S ≥ 80

de qualité courante (retrait possible). Sable propre à faible % de fines argileuses, bon pour béton de haute qualité Sable très propre : pas de fines argileuses, ce qui risque en fait d’amener un défaut de plasticité du béton → augmenté le dosage d’eau ; donne des bétons exceptionnels de très haute résistance.

4. Essai de propreté du gravier (NF P18 − 591) :

Le gravier est composé majoritairement de particules graveleuses mais il est rarement exempt d’éléments fins. Suivant son utilisation, une trop grande quantité d’éléments fins dans le gravier entraîne des conséquences néfastes sur le béton ; par exemple (chute des caractéristiques mécaniques, grands risque de fissuration). L’essai de propreté du gravier met en évidence la présence d’éléments fins dans le gravier et permet de les quantifier. Cet essai est normalisé et fourni une valeur numérique prenant en compte directement de la propreté du gravier. La présente norme fixe la valeur 2% qui est le seuil de propreté acceptable du gravier, donc p ≤ 2% Le pourcentage d’impureté est = (p1-p2) ×100/ P2 Où p1 le poids initial sec du matériau et p2 son poids sec après lavage au tamis 0,5 mm

5. Essai de fragmentation dynamique et essai Los Angeles (N FP18 − 573) :

Ces deux essais permettent de mesurer la dureté d’un échantillon de granulat. L’essai consiste à mesurer la quantité d’éléments inférieurs à 1,6 mm produits en soumettant le matériau aux chocs d’une masse normalisée (pour la fragmentation dynamique) et aux chocs de boulets normalisés dans la machine LOS ANGELES (pour l’essai LOS ANGELES). Si M est la masse du matériau soumis à l’essai, m la masse des éléments inférieurs à 1,6 mm produits au cours de l’essai, le coefficient s’exprime par la quantité sans dimension : m × 100/ M Tt A noter :  Pour éviter toute ambiguïté il faut toujours indiquer clairement s’il s’agit du coefficient de fragmentation dynamique ou du coefficient LOS ANGELES.  Dans la pratique le coefficient est bon lorsque le résultat obtenu est inférieur à 35. t6. Module de finesse d’un granulat :

Le module de finesse d’un granulat est égal au 1/100 de la somme des refus, exprimé en pourcentage sur les différents tamis de la série suivante : Cours de Technologie Générale Procédés de construction

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0,16 – 0,315 – 0,63 – 1,25 – 2,5 – 5 – 10 – 20 – 40 – et 80 mm. Le module de finesse étant presque exclusivement vérifié sur les sables, les tamis concernés sont : 0,16 – 0,315 – 0,63 – 1,25 – 2,5 – 5 mm. Le module de finesse est plus particulièrement appliqué aux sables dont il est une caractéristique importante. Il faut retenir :  Plus le granulat est fin, plus le module de finesse n’est petit.  Plus le granulat est gros, plus le module de finesse n’est grand. C’est une caractéristique intéressante, surtout en ce qui concerne les sables. Un bon sable à béton doit avoir un module de finesse d’environ 2,2 à 2,8. Au-dessous ; le sable a une majorité d’éléments fins et très fins, ce qui nécessite une augmentation du dosage en eau. Au-dessus le sable manque de fines et le béton y perd en ouvrabilité.

4-Classification des gr anulats selon la dimension des gr ains : La classification des granulats se fait à l’aide d’une série de tamis, on parle de l’essai qui s’appelle l’analyse granulométrique. TABLEAU DE CLASSEMENT APPELLATION Pierres cassés et cailloux

Gravillons

Sables

Gros Moyens Petits Gros Moyens Fins Gros Moyens Fins

Fins, farines et fillers

Dimensions de la maille des tamis en mm 50 à 80 31.5 à 50 20 à 31.5 12.5 à 20 8 à 12.5 5à8 1.25 à 5 0.31 à 1.25 0.08 à 0.31 Inferieur a 0.08

5- Essai : Analyse gr anulométr ique L'analyse granulométrique permet de déterminer et d’observer les différents diamètres de grains qui constituent un granulat. Pour cela l’analyse consiste à séparer et classer à l’aide de tamis ces grains selon leur diamètre. Les grains ainsi isolés peuvent être pesés pour déterminer la proportion de chacun dans le granulat. La représentation graphique de l'analyse permet d'observer et d'exploiter ces informations très simplement. L’intérêt de la courbe granulométrique est de pouvoir juger :  Si le granulat est régulier (courbe continue) ou irrégulier (courbe discontinue).  Des dimensions extrêmes de d et D.  Du pourcentage d'éléments fins dans le sable. *Matér iel utilisé : Pour cette analyse granulométrique on utilise une série de tamis normalisée définie par leurs ouvertures de mailles en mm. Module 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Tamis 0.08 0.100 0.125 0.160 0.200 0.250 0.315 0.400 0.500 0.630 0.800 Cours de Technologie Générale Procédés de construction

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Module 31 Tamis 1.0

32 1.25

33 1.60

34 2.0

35 2.50

36 3.15

37 4.00

38 5.00

39 6.30

Module 42 Tamis 12.5

43 16

44 20

45 25

46 31.5

47 40

48 50

49 63

50 80

40 8

41 10

II - Gr avier s : 1-Définition : Le gravier est un agrégat pierreux d'origine naturelle et dont la dimension des grains est généralement comprise entre 5 et 20 mm ; le gravier provient soit des rivières, soit de l'extraction de carrière de gravier. Le gravier de rivière est essentiellement composé de grains arrondis provenant des roches tombées dans la rivière et étant entraînées par le courant. 2 - Qualités exigées : Le gravier doit répondre aux exigences suivantes :  Il ne doit pas contenir d'impuretés (Désigne toute matière étrangère) : Le gravier provenant du dragage des rivières est en général pur, sur chantier, il faut prévoir un lieu de décharge propre, près de la bétonnière.  Le grain doit être suffisamment dur et résistant : la résistance à la compression du gravier pour bétonnage doit être au moins égale à celle du ciment employé après durcissement de ce dernier; un moyen de contrôle simple peut se faire : • Un gravier de 0,5 cm à 1 cm, placé entre deux plaquettes d'acier de 5 mm d'épaisseur, doit pouvoir résister à une pression statique de 16 kg. • Un gravier de 1 cm à 2 cm de ∅ doit résister à une pression de 26 kg. • Des graviers de plus de 2 cm de ∅ doit résister au moins à une pression de 34 kg.  Le gravier doit pouvoir résister aux intempéries : si le gravier est poreux, il pourra absorber de l’eau. • La dimension des grains doit être adaptée au travail : le gravier de rivière provenant du dragage peut contenir des grains de dimensions variables. Et pour obtenir du gravier avec des grains de même dimension, il est donc nécessaire de le tamiser. • Quelquefois une couleur définie est exigée : pour certains emplois, où le gravier restera visible, il est exigé une couleur résistante à la lumière et aux intempéries.

CHAPITRE IV: LES LIANTS I- Définition : Matière qui a pour propriété (éventuellement après hydratation) de passer de l'état liquide ou plastique à l'état solide, pour lier, c'est-à-dire assembler par “collage” des matériaux inertes : sables, cailloux, granulats divers, fibres, bois, métaux, matières plastiques, etc. On distingue deux grandes catégories de liants : a- les liants hydr auliques : Liants qui font prise lorsqu'ils sont mis au contact de l'eau et qui peuvent durcir sous l'eau: ce sont les ciments et les chaux hydrauliques. Les liants à maçonner (L.M.) désignent des mortiers prêts à gâcher, de résistance moyenne ; on les utilise pour les travaux courants de briquetage et d'enduits, ainsi que pour la fabrication d'agglomérés, de dalles de ciment et de bétons de faible résistance. Cours de Technologie Générale Procédés de construction

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Les liants hydrauliques, leurs constituants et essais de résistance font l'objet des normes de la série NFP – 15 b- les liants aér iens : Liants qui durcissent lorsqu'ils sont exposés à l'air.

II- Les ciments : Ciment : Le dictionnaire de la langue française défini le ciment comme suit : 1. Matière pulvérulente formant avec l'eau une pâte plastique liante, capable d'agglomérer, en durcissant, des substances variées. (Le ciment Portland artificiel, le plus usuel, est obtenu en cuisant à haute température un mélange, homogénéisé et dosé, de calcaire et d'argile, et en broyant finement avec du gypse le clinker ainsi obtenu. Le ciment est l'un des constituants de base des bétons.) 2. Toute substance interposée entre deux corps durs pour les lier. - Au figuré, littéraire. Lien, moyen d'union. Le ciment d'une amitié. 3. GÉOLOGIE : Matière qui soude entre eux les éléments d'une roche. Technologiquement : Liant minéral en poudre à base de calcaire et d'argile qui, mélangé avec de l'eau, fait prise et permet d'agglomérer entre eux des sables et des granulats pour constituer de véritables roches artificielles, les bétons et mortiers. C'est un liant hydraulique, c'est-à-dire qui durcit sous l'action de l'eau. Principe et caractéristiques. Le ciment est utilisé pour la fabrication de : mortier, béton, béton armé, béton préfabriqué, d’ouvrages en béton érigés et surface, sous terre, et sous l’eau. Un ciment est caractérisé :  Par sa vitesse de début de prise: c'est la durée, à 20°C, entre le gâchage (hydratation du ciment) et le moment où la pâte s'affermit assez pour que l'aiguille de Vicat ne puisse plus atteindre le fond du mélange ;  Par sa résistance, mesurée en compression après 28 jours, en MPa (méga pascals) ; cette mesure sert à définir la classe des ciments : 35, 45, 55, HP (hautes performances). Les normes fixent aussi des mesures intermédiaires de dureté, après 2 ou 7 jours ;  Par son retrait (ou parfois son expansion) au cours des 28 jours de durcissement, généralement inférieur à 1 mm/mètre ;  Par ses ajouts et constituants annexes (fillers, gypse, chlorures, magnésie, soufre...).  Le ciment est obtenu par la cuisson, dans les fours rotatifs, jusqu’à un début de fusion, qui s’appelle clinkérisation, d’un mélange broyé, dosé et homogénéisé de calcaire et d’argile, dont les principaux éléments sont : o le silicate tricalcique 3(CaO) SiO₂, désigné en langage cimentier par C₃ S. o le silicate bi calcique 2(CaO) SiO₂, désigné par C₂ S. o l’aluminate tricalcique 3(CaO) AL₂O₃, désigné par C₃ A. o le ferro-aluminate tétra calcique 4(CaO) AL₂O₃ Fe₂O₃, désigné par C4AF. En général, on combine les pourcentages suivants: 90% de calcaire + 8,5% argile + 1,5% minerai de fer. Méthodes de fabrication : La plus ancienne est la voie humide, que les cimentiers abandonnent pour des raisons de coût énergétique : elle consiste à hydrater les matériaux de carrière concassés pour constituer une pâte, le cru, qui est ensuite affinée par broyage, puis soigneusement dosée et homogénéisée avant cuisson au four. La méthode généralisée est la voie sèche, plus simple et moins coûteuse : les matériaux de carrière concassés sont broyés et séchés avant d'être dosés et homogénéisés. Les principales phases de fabrication du ciment sont : a. préparation du cru. Cours de Technologie Générale Procédés de construction

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b. traitement du mélange. c. cuisson du mélange. d. broyage du clinker. Traitement du mélange : Il existe quatre procédés différents pour une raison d’économie d’énergie calorifiques. Procédé par voie sèche – est le procédé le plus moderne. Dans ce cas la matière première est préparée sans ajouter d’eau, depuis le concassage jusqu’à la cuisson. La matière, préhomégénéisée, est traitée dans des broyeurs dans lesquels elle est en même temps séchée par un courant d’air chaud. Elle est parfaitement homogénéisée dans des cuves par insufflation d’air comprimé, puis stockée en silos. Maintenant la poudre est prête pour la cuisson et les cimentiers l’appellent « farine ». Procédé par voie semi-sèche – c’est le procédé connu avant la voie sèche. Il consiste à ajouter une faible quantité d’eau, avant son introduction dans le four. Procédé par voie semi humide – c’est une amélioration de la voie humide, toujours pour économiser l’énergie. Procédé par voie humide – c’est la méthode la plus ancienne. On additionné d’eau jusqu’à 30-35% et le mélange est traité dans des broyeurs qui le transforment en pâte. Pompés dans les cuves, cette pâte est dosée et homogénéisée par agitation mécanique, combinée à un soufflage d’air comprimé. Stockées dans des bassins, où un brassage continu maintient son homogénéisation, la pâte est prête pour la cuisson. Cuisson du mélange : Le mélange, soit poudre, soit pâte, est cuit dans le four de cimenterie, qui est le principal élément d’une usine de ciment. Là-bas, il subit ses transformations pour aboutir à la formation du clinker. La matière circule à contre sens des gaz de combustion, et elle est soumise à une augmentation progressive de la température, qui provoque ses transformations et atteint environ 1500°C dans la dernière section du four – qui s’appelle zone de cuisson et où se produit la clinkérisation. Le four est un cylindre métallique, dont la longueur varie de 50 à 200 m, Il est légèrement incliné vers l’avant et il est animé d’un lent mouvement de rotation (1 à 2 tours/minute), qui permet la progression de la matière, introduite par la partie haute, vers la partie basse, ou se trouve le brûleur, alimenté au charbon, au fuel ou au gaz. Broyage du clinker : A la sortie du four, le clinker, dont la température est supérieure à 1000 °C, est refroidi par un violent courant d’air sur une grille mobile, puis stocké. On procédé alors au broyage du clinker. Pour ça, le mélange cuit, additionné ou non à des constituants secondaires et gypse, destinée à régulariser la prise pour obtenir le produit fini, le ciment qui se présente sous la forme d’une poudre extrêmement fine (30.000.000.000 de particules au Cm³).  Ciments avec constituants secondaires : Les ciments avec constituants secondaires renferment en plus du clinker et du gypse des produits laitiers, cendres volantes, pouzzolanes à raison de 10 à 20% environ. • Le laitier de haut fourneau: il est un sous-produit de la fabrication de la fonte élaborée dans les hauts fourneaux. Ce sont les résidus de la décomposition du minerai de fer. Le laitier à de nombreuses utilisations en génie civil. Celui destiné à la cimenterie subit à la sortie des hauts fourneaux une opération de trempe d’où il ressort sous forme de granulats de 1 à 5 mm de diamètre. Il est ensuite séché avant d’être broyé avec du clinker. L’opération de trempe consiste à immerger brusquement le matériau chauffé dans de l’eau. • Les cendres volantes: elles sont des résidus de combustion de charbon dans les centrales thermiques et recueillis dans les dépoussiéreurs. Les cendres volantes se présentent sous forme de petits grains de 1 à 200 µ de diamètre. • Les pouzzolanes naturelles: elles sont des roches d’origine volcanique principalement. Elles contiennent des éléments chimiques du clinker à l’état naturel appelé propriétés pouzzolaniques. Cours de Technologie Générale Procédés de construction

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• Pouzzolanes artificielles: certains matériaux tels que les argiles et les schistes peuvent après chauffage jusqu’à une certaine température développer des propriétés analogues aux pouzzolanes naturelles. On les appelle pouzzolanes artificielles. • Les Fillers: roches calcaires ou siliceuses broyées à une finesse élevée (grain de diamètre inférieurs à 50 µ : on parle parfois de même de « fumée de silice » pour certains Fillers). Les fillers en général améliorent considérablement la résistance. Fabrication des autres liants hydrauliques: il existe d’autres types de liants qui différent du C. P. A. la différence se trouve soit par les éléments naturels servant à leur fabrication, soit par leur mode de cuisson, soit par la variation en % des différents constituants au moment du broyage.  Classification des liants hydrauliques: Dans la plupart des pays africains francophones et à défaut de normes propres, la classification utilisée est la classification française. Il existe deux classifications: • L’ancienne classification (CPA 45, CPJ 35, …). • La nouvelle classification (CEM I 32, 5 CEM II 42, 5,…) La nouvelle classification est en fait l’expression d’une intégration des productions françaises de ciment au contexte Européen, ainsi qu’une amélioration des performances des ciments. La classification CEM est en vigueur depuis 1996. L’ancienne classification est en œuvres en France depuis 1979. En Afrique Francophone, l’ancienne classification (se référant aux normes NF P 15-300 et 301) reste jusqu’à présent la référence pour la classification des ciments. Nous ne parlerons donc que d’elle. Les liants normalisés sont donc conformes aux normes AFNOR P 15-300 et 301 de janvier 1979. La norme distingue les ciments d’après: • Leur classe de résistance. • Leur composition. Les types de ciments fabriqués au Maroc, sont les suivantes :  CPJ 35 & CPJ 45 – ciment portland composés.  CM 25 – ciment à maçonner.  CPA – ciment portland artificiel avec constituant secondaire.  CPAC – ciment portland artificiel avec constituant la cendre volante.  CPAL – ciment portland artificiel avec constituant laitier.  CPAZ – ciment portland artificiel avec constituant pouzzolane. Les différ ents types de ciment

Les principaux types de ciments (dans la classe 45) sont : le ciment Portland pur le ciment Portland Composé

C. P. A C.P. J.

contenant au moins 65 % de clinker , le r este étant du laitier , des cendr es, de la pouzzolane ou du " filler "

le ciment de hauts fourneaux

C. H. F

contenant entr e 60 et 75 % de laitier

le ciment au laitier et aux cendres

C. L. C

qui contient de 25 à 60 % de clinker

le ciment de laitier au clinker

C. L. K

contenant au moins 80 % de laitier

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• Le CPA contenant au moins 97% de clinker (et donc moins de 3% de filler). • Le CPJ contenant au moins 65% de clinker (j pour ajout : laitier, cendre, pouzzolane, filler). • Le CLC contenant de 25 à 60% de clinker et de 20 à 45% de cendres ou de laitier (Ciment au laitier et aux Cendres). • Le CHF contenant de 40 à 75% de laitier. • Le CLK contenant plus de 80% de laitier. 4. Utilisation des ciments : • CPJ 35 : Peut être utilisé en maçonnerie, en béton courant (non armé ou armé). Fondation, poutre de petite portée, poteau. Mais il faut dire qu’en fait son domaine d’emploi privilégié est les enduits, mortier et chape. Ce n’est pas un ciment de structure. Le CPJ 35 peut être aussi utilisé pour les blocs préfabriqués en mortier ou en béton non armé. Ex : agglomérés, hourdis (corps creux). Le CPJ 35 peut être utilisé pour la stabilisation des sols (grave ciment). Il peut être également utilisé pour les travaux en grande masse peu sollicité en traction. Ex : barrage. • CPA 45 : Pour BA sollicité (poteau, poutre, dalle) ; c’est le ciment de structure courant : o Béton armé. o Béton précontraint. o Dallage industriel. o Béton routier. o Ouvrage de génie civil. • CPA 55 R : BA très fortement sollicité (ossature porteuse) et avec prise rapide : o BA avec décoffrage rapide. o Éléments préfabriqués en BA (poutre, poutrelle, prédalles). o Béton précontraint. Les CHF et CLK sont surtout destinés aux fondations, aux travaux souterrains, milieux agressif, travaux en grande masse, travaux d’injection. Les autres ciments. On peut citer : • Les ciments alumineux (ciment réfractaire à 40% d’alumine), résistant aux milieux agressifs ; attention dégage en séchant une très grande quantité de chaleur ; prise normale mais durcissement très rapide ; de couleur gris très foncé ; recommandé en milieu froid ; ciment difficile à utiliser. • Ciment prompt prise très rapide ; prend en quelque minute, utilisée pour le scellement et réparation, ou encore en à la projection (par voie sèche, pour construction de tunnel, talus de soutènement, etc…) • Ciment blanc (souvent CPA 55 et R) • Ciment prise mer • Ciment pour eaux sulfatées • Ciment expansif ou encore à retrait compensé • Ciment réfractaire (résiste jusqu’à 2000℃), attention au choix des granulats pour les bétons fabriqués avec ces ciments (eux aussi devant être nécessairement réfractaire), ce sont en générale des ciments alumineux (forte teneur en alumine, de 50 à 80%). A noter :

 La norme NF P 15 − 010 de 1985 est le guide d’utilisation des ciments normalisés selon les ouvrages. En pratique pour tout ouvrage particulier consulter le fabricant. Cours de Technologie Générale Procédés de construction

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Les ciments sont également classés en fonction de leur résistance à la compression, calculée lors de la destruction, sous presses, d’éprouvettes de mortier de ciment âgées de 28 jours. Il existe quatre classes majeures : 35, 45, 55, ainsi qu’une classe HP, pour les ciments à hautes performances. Le ciment de classe 35 est utilisé en maçonnerie légère, ou pour des bétons ne supportant pas de trop fortes contraintes. Le ciment de classe 45 est le plus utilisé dans les constructions en béton armé, pour réaliser des structures de bâtiment. Les ciments de classe 55 et HP servent principalement pour les gros travaux de génie civil, pour des pièces en béton devant supporter de très fortes contraintes. Les recherches actuelles, menées par les cimentiers et les entreprises de travaux, permettent la mise au point de ciments dits à très haute performance, utilisés lorsque des résistances très importantes sont requises quelques heures seulement après le coulage du béton.  Prise et durcissement : Lorsqu’on réalise une gâchée d’une pâte de ciment, de mortier ou béton, on constate après un certain temps un raidissement du produit : c’est le début de prise. Ce raidissement s’accentue jusqu’à ce que le produit obtienne une résistance appréciable en fin de prise.

Les réactions qui se passent dès le début du gâchage et qui se poursuivent dans le temps sont complexes. Il se produit une micro-cristallisation. La multiplication de ces cristaux dans le temps explique l’augmentation de résistance mécanique. Les temps de début de prise peuvent varier de quelques minutes (ciment prompt) à quelques heures (CPA). Le temps de début de prise se caractérise : • Par une augmentation assez brusque de la cohésion, du seuil de cisaillement. • Par une élévation de la température. Ensuite la courbe d’évolution des résistances est continue dans le temps. Le durcissement total (résistance maximale) peut durer plusieurs années. On repère le début de cette courbe pat la résistance à la fin de prise (repère technologique). Le début de prise est normalisé : essai sur pâte pure de consistance normale à l’aide de l’aiguille de VICAT de 1 mm² de section et de 300 g. Un essai préalable permet de déterminer la teneur en eau nécessaire à l’essai, compte tenu du fait que la teneur en eau fait évoluer le temps de prise (valeur souvent comprise entre 24 et 26% → à la quantité d’eau juste nécessaire pour l’hydratation du ciment). Le début de prise est l’instant où l’aiguille n’arrive plus au fond de la coupelle. La fin de prise n’est pas normalisée : c’est l’instant où l’aiguille ne laisse plus de trace à la surface de la pâte. Le temps de prise à 20 ℃ pour les ciments courants normalisés est compris : • Entre 2ℎ30 et 4ℎ30 pour le début de prise. • Entre 4ℎ30 et 7ℎ30 pour la fin de prise. Mes ciments normalisés doivent avoir une vitesse de début de prise supérieure à : • 1ℎ pour les classes 55 et HP. • 1ℎ30 pour les classes inférieures (35 et 45).

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Le temps de prise pour les mortiers et bétons augmente avec : • L’ajout de de constituant secondaire. • L’éventement du ciment. • Plus le ciment est broyé finement plus la prise est rapide ; c’est ce qui différencie principalement un CPA 45 et un CPA45 R par exemple. • L’eau : quantité, qualité. • Sable (propreté). • Adjuvants : accélérateurs et retardateurs. • Humidité de l’air (prise un peu plus lente dans l’eau). • Température (prise très retardée par temps froid).

III- Les chaux : Liant obtenu par calcination du calcaire ; les chaux se divisent en deux catégories : chaux aériennes (aussi appelé chaux éteinte) qui fait prise sous l’action du gaz carbonique de l’aire. Et chaux hydrauliques qui fait prise sous l’action de l’eau. Catégor ies de chaux : On distingue trois catégories de chaux, la chaux hydraulique, la chaux grasse ou aérienne et la chaux maigre. La chaux maigre ne s'emploie qu’en agriculture comme engrais. a- La chaux hydr aulique : S’obtient par cuisson de calcaire ayant une grande teneur d’argile variant de 5 à 22% et qui contient de l’alumine silicique. La chaux hydraulique c’est de la chaux durcissant plus rapidement sous l’eau sans être au contact de l’air. La chaux hydraulique se divise en 4 catégories d'après la durée de la prise : Catégories Chaux faiblement hydraulique Chaux moyennement hydraulique Chaux normalement hydraulique Chaux éminemment hydraulique

% d’argile dans le calcaire 5 à 8% 8 à 15%

Durée de la prise 16 à 30h 10 à 15h

15 à 19 %

5 à 9h

19 à 22%

2 à 4h

L’utilisation de chaux hydrauliques est intéressante pour tous les travaux de maçonnerie courante : Fondations, mortiers de joints et d’enduits, etc. L’emploi avec les ciments sous forme de mortiers bâtards donne des enduits généralement moins sujets à la fissuration et plus imperméables. b- La chaux gr asse ou aér ienne :

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S'obtient par la cuisson de calcaire carbonique. L’acide carbonique s’élimine à la cuisson et la roche cuite est de la chaux presque pure (90% d’oxyde de calcium). Elle n’est pas hydraulique, elle ne durcit qu’on contact de l’acide carbonique contenu dans l’air. La chaux grasse est très appropriée comme enduit intérieur. Avant d’utiliser la chaux grasse, il faut la laisser d’éteindre au minimum pendant trois semaines. Forme commerciale : La chaux grasse est encore souvent livrée en roche afin d’être éteinte sur le chantier ; elle éteinte et vendue sous forme de poudre en sacs mentionnant chaux grasse ainsi que la marque de fabrique. C- compar aison : Si ar gile Si calcium Si ar gile - Chaux hydr aulique - Sacs de papier (en poudr e) - Extinction en usine - Conser vée à l’abr i de l’eau - Utilisée pour mor tier s, enduits

Si calcium - chaux grasse - Sacs de papier (en poudre) - Extinction en usine - Conservée à l’abri de l’eau - Utilisée pour mortiers, enduits

IV- Les plâtr e : Matière obtenue par calcination du gypse qui se mélange à l'eau et donne une pâte blanche qui se solidifie en séchant. Le plâtre est utilisé pour le revêtement des murs intérieurs, des plafonds, des cloisons, ainsi que dans la fabrication d’éléments préfabriqués. En général c’est un produit obtenu en échauffant le gypse, et d’âpres la température de l'échauffement on obtient des plâtres semi-hydratés et les plâtres anhydratés. 1-Plâtr es semi-hydr atés : S'obtiennent en échauffant du sulfate de calcaire de 125 jusqu’à 180° et en le broyant ensuite finement. La poudre blanche ainsi obtenu et grasse au toucher et colle aux doigts c’est un liant qui durci très vite lorsqu’il est additionné d’eau. Ils sont livrés en sacs de papier ou de plastique ou en barils métalliques. Ce matériau doit être conservé en un endroit très sec. Si non il s’engommage rapidement. Utilisation : Le plâtre semi-hydraté s’ajoute au mortier afin d'accélérer le durcissement, d’avoir un aspect blanc et de réduire le retrait. 2-Les plâtr es anhydr atés (ou anhydr ites) : S’obtiennent par la cuisson de gypse à des températures atteignant 1000 à 1100 °C, ces plâtres additionnés d’eau deviennent durs et résistent aux intempéries leur durcissement est légèrement plus lent que celui du plâtre semi-hydraté. Le plâtre anhydrite se vend en sac de papier de 50 kg.

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CHAPITRE V : LES MORTIERS I- GENERALITES : Les mortiers sont obtenus par mélange homogène d'une matière inerte : le sable, avec une matière active : le liant, le tout gâché avec certaine quantité d'eau. De la proportion des composants dépendent en grande partie la qualité et la résistance du mortier mise en œuvre. Le rapport quantité de liant sur quantité de mortier prend le nom de "dosage" ; celui-ci permet de classer les mortiers en plusieurs catégories : 1- Mortier normal : C'est un mortier qui contient en volume une partie de liant pour trois parties de sable normal. Avec ces proportions le liant remplit les vide du sable, c'est à dire que 1m³ de sable plus 1/3 de m³ de liant ne fournit qu'un m3 de mortier. 1m³ de sable + 1/3 liant (m³) = 1m³ de mortier. 2- Mortier maigre : 1m³ de sable + liant ≤ 1m³ de mortier. 3- Mortier gras : (Volume de mortier) / (Volume de sable) ≥ 1 II - LES DOSAGES : 1- Dosage en volume : Ce dosage est utilisé lorsqu'il s'agit d'un mortier de chaux grasse (exemple : 1 volume de chaux pour deux volumes de sable) ou encore dans le cas de fabrication de mortier en petites quantités. L'unité de mesure peut être le seau (trois seaux de sable pour un seau de ciment). Pour les ciments à prise rapide, le dosage est souvent volumique. 2- Dosage en poids : Il s'agit en principe du poids du liant inclus dans un mètre cube de mortier fini. III - LES COMPOSANTES DES MORTIERS : Les mortiers sont composés de sable, de liant et d'eau, certains mortiers dits "bâtards" sont le résultat d'un mélange de sable avec deux liants, le plus souvent chaux et ciment, ou deux ciments différents. 1- Le sable : Un sable est convenable lorsque la grosseur des grains est comprise entre 0,5 et 2 mm ; Le rôle du sable dans un mortier est :  diviser la masse du liant pour permettre la prise (liant aérien).  abaisser le prix de revient du mortier.  diminuer le retrait et ses conséquences (les fissurations). 2 - L'eau : Le choix de l'eau de gâchage a aussi une grande importance, son rôle est important puisqu'il consiste à provoquer la prise du liant mélangé au sable. a - Qualités : Elle doit être aussi pure que possible. On peut employer sans danger l'eau potable. De toutes façons, elle ne doit pas contenir de matière organiques, ni de déchets industriels de toutes natures. b - Quantité : La quantité d'eau de gâchage est variable elle dépend :  De la granulométrie du sable employé et de son degré d'humidité.  Du dosage du mortier.  Du travail à exécuter.  De la nature du mortier mise en œuvre. Cours de Technologie Générale Procédés de construction

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 De la température. Il n'est pas possible de déterminer avec exactitude la quantité d'eau nécessaire à la fabrication d'un mortier ; il ne faut pas dépasser la quantité nécessaire à l'obtention d'une pâte plastique après un bon malaxage. IV - CARACTERISTIQUES ET PROPRIETES DES MORTIERS : 1°/ Résistance à l'écrasement : Elle dépend du liant employé, du dosage, des qualités des composants. 2°/ L'adhérence au matériau mis en œuvre : C’est la liaison du mortier avec des autres matériaux. 3°/ Imperméabilité : Elle est fonction du liant employé et du dosage. L'imperméabilité d'un mortier dépend de la capacité du sable employé et du dosage du liant, il est parfois nécessaire d'adjoindre des produits imperméabilisants appelés hydrofuges. 4°/ Retrait : Pendant leur prise, puis leur durcissement, les mortiers de ciment subissent un certain raccourcissement de leurs dimensions c'est ce qu'on appelle le retrait. L'importance du retrait est en rapport avec :  ∗Le dosage.  ∗La quantité d'eau de gâchage : Celle-ci joue un très grand rôle dans la qualité d'un mortier.  ∗La qualité du liant : Un super ciment fait un retrait plus important qu'un liant dont la résistance mécanique est de 160 à 250 bars.  La fabrication du mortier : Celui-ci doit être mélangé de façon parfaite afin d'obtenir une pâte homogène.  Les précautions après la mise en œuvre. V - FABRICATION DES MORTIERS : 1- Fabrication à la main : Il faut tout d'abord, avec la pelle, mélanger à sec le sable et liant aussi parfaitement que possible et former ensuite au milieu du mélange une cuvette qui recevra l'eau de gâchage. La masse est humectée progressivement puis malaxée. Cependant il faut savoir :  Que le mélange à sec doit être fait soigneusement pour que le liant soit parfaitement réparti dans toute la masse.  Que l'eau doit être versée en plusieurs fois, parce qu'il est facile d'ajouter un peu d'eau alors qu'on ne peut pas en enlever. 2- Fabrication mécanique : La fabrication des mortiers se fait à l'aide des engins appelés bétonnières. Avec certains modèles, le mélange doit être fait à sec, puis le gâchage, elle est beaucoup plus rapide et moins pénible qu'à la main. CHAPITRE VI : BETON ET BETON ARME : I- Propriétés générales des bétons : Roche artificielle composée de granulats agglomérés par un liant (en général un ciment). Cours de Technologie Générale Procédés de construction

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Le béton permet de réaliser, par moulage, toutes sortes de pièces et de volumes qui, après durcissement, présentent une bonne cohésion et une résistance élevée, surtout en compression. Le béton diffère des mortiers par le fait qu'il contient des graviers, et non pas seulement un liant et des sables. 1- Ouvrabilité : L'ouvrabilité caractérise l'aptitude d'un béton à remplir les coffrages et à enrober les armatures convenablement et facilement. Le fait d'ajouter de l'eau devrait toujours être compensé par un rajout de ciment si l'on ne veut pas diminuer la résistance. Il faut donc savoir mesurer cette ouvrabilité. La méthode du Cône d'Abrams, est à la portée de tous les utilisateurs pour vérifier l'ouvrabilité des livraisons de béton prêt à l'emploi. 2- Mesure de la plasticité au cône d'Abrams : En générale il s’agit à caractériser par une valeur numérique la plus ou moins grande facilité de mise en œuvre des bétons. Cette ouvrabilité du béton dépond de :  la quantité d’eau.  la grosseur des grains des granulats. L’essai d’affaissement NFP- 18 − 451 : La présente norme à comme but de définir un essai des bétons frais dit : ou . *Domaine d’application : En générale cet essai s’applique aux bétons dont les granulats ont un diamètre ne dépasse pas 25mm. *Principe : -monter le béton dans les conditions déterminées. -enlever le moule, le béton s’affaisse. -mesurer l’affaissement ΔH. *Appareillage : -Le moule : +diamètre du cercle de la base sup. est : 100 ± 5mm. +diamètre du cercle de la base inf. est : 200 ± 5mm. +hauteur : 300 ± 1mm. Il est construit de manière à être indéformable : la paroi intérieure est non absorbante, non réactive aux liants, lisse et sans aspérités, le matériau utilisé est la tôle d’acier ép. ≥ 15mm. Le moule doit être muni : +aux 2/3 à la hauteur a partir de la base, de deux poignées. +à la partie inférieure de dispositif de fixation ou d’appui permettant d’être bloqué sur la surface d’appui. -La tige de piquage : Une tige en acier de diamètre 16mm, et de longueur 600mm. -L’entonnoir : Éventuellement pour introduire le béton. -La plaque de base : On l’appelle aussi surface d’appui de l’ensemble. Elle doit être plane, horizontale, rigide, et non absorbante. Elle ne doit pas recevoir de chocs ou de vibration pendant l’essai. -Portique de mesurage : Cette portique est constituée de deux montants verticaux distants d’environ 300mm relies la partie sup. sur laquelle coulisse une règle de lecture fixée par un vis. Cours de Technologie Générale Procédés de construction

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*Résultats : - 0 à 3cm : béton très ferme. - 3 à 6cm : béton ferme. - 6 à 9cm : béton normal (ou plastique). - 9 à 13cm : béton mou. -Plus de 13cm : béton très mou. II - Diverses sortes de bétons : 1 – Béton ordinaire : Un béton ne recevant que des efforts assez faibles ou agissant par son poids propre. On peut rattacher à cette catégorie les bétons dits "maigres" visant : − Le simple remplissage de volumes. − La mise en état de propreté d'un fond de fouille peu résistant, de manière à permettre la circulation des ouvriers exécutant par exemple le montage des armatures du béton armé de fondation. 2 – Béton armé : Ce béton doit s'adapter à diverses conditions : a - Dimensions du granulat : Les dimensions des pièces en béton armé sont en général faibles et la présence d'armatures nécessite que le calibre du gravillon ne dépasse pas le quart de la plus petite dimension de la pièce. b - Distance entre coffrage et armature : La distance minimale à respecter entre le coffrage et une armature doit être au moins égale au diamètre de celle-ci. En outre, cette distance ne doit pas être inférieure. − 10 mm dans les locaux non exposés aux intempéries. − 20 mm pour les parements exposés aux intempéries. − 40 mm pour les parements exposés aux intempéries et brouillards. c - Résistance à la compression : On sait que le principe du béton armé consiste à utiliser au mieux les qualités mécaniques respectives du béton et de l'acier : ce dernier résiste bien aux efforts de traction (partie inférieure des poutres posées sur deux appuis et soumises à une flexion) alors que le béton, qui possède une bonne résistance à l'écrasement, supporte les efforts de compression à la partie supérieure de la poutre. La résistance à l'écrasement du béton est importante. Le dosage normal du béton armé et 350 kg de ciment par m3 de béton. La plasticité mesurée au Cône d'Abrams peut varier de 6 cm pour des pièces d'assez fortes dimensions et peu ferraillées à 15 cm pour des pièces minces ou très ferraillées dans lesquelles la pénétration du béton est difficile et suivant la méthode de mise en place. 3 – Béton pour dallage : Le dosage à utiliser est de l'ordre de 300 kg de ciment CPJ45 ou avec 800 litres de gravillons 5/20 et 450 litres de sable. La quantité d'eau doit être juste suffisante pour que le damage puisse être effectué sans reflux latéral du béton et avec obtention d'une surface fermé. (Soit un affaissement au Cône d'Abrams de 5 cm environ). 4 – Bétons caverneux Cours de Technologie Générale Procédés de construction

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Le béton caverneux est un béton dans lequel on réserve volontairement des vides dont l'importance globale est de l'ordre de 30% mais qui, individuellement, doivent être aussi gros que possible. Ils répondent à certaines préoccupations particulières : - Diminution de la conductibilité thermique du béton (de l'ordre de 1/3, mais au prix d'une certaine diminution de l'isolation phonique). - Diminution de la quantité de matériaux nécessaires. - Diminution du poids (dentiste environ 1,9 à 2 au lieu de 2,3 à 2,4). - Diminution de la porosité.

CHAPITRE VII : LES ADJUVANTS : I - Définition : Produit chimique que l'on incorpore en faible proportion dans les bétons et mortiers, afin de modifier, d'améliorer ou de compléter certaines de leurs caractéristiques. II - Catégories et rôle des adjuvants : 1 - Rôle des adjuvants :         

améliorer la maniabilité ou la consistance. réduire la teneur en eau. améliorer la durabilité. accélérer la prise et le durcissement. améliorer l'imperméabilité. améliorer la résistance aux frottements réduire le retrait de la pâte. produire une expansion (augmentation du volume). améliorer l'adhésivité d'un nouveau béton sur un ancien.

 diminuer la chaleur d'hydratation.  améliorer la résistance aux attaques chimiques.  produire une teinte ou une couleur. 2 - Les différentes catégories d'adjuvants :  Adjuvants agissant sur le délai de prise et de durcissement : o -les accélérateurs : qui raccourcissent le délai entre l'hydratation des liants et leur prise ; ce sont soit des chlorures (de calcium, de sodium), soit certains alcalis (soude, potasse, ammoniac) ou leurs sels (sulfate de potasse ou de soude). Les dosages indiqués par les fabricants doivent être strictement respectés. o -les retardateurs : ils agissent en sens inverse, allongeant le délai entre l'hydratation des particules d'un liant et le début de sa prise. Également incorporés à très faible dose, ce sont soit des hydrates de carbone (sucres, glucose, amidon, cellulose), soit divers acides ou sels d'acides, ou encore l'oxyde de zinc, ou des phosphates alcalins.  Adjuvants agissant sur la plasticité et la compacité : o –les plastifiants : produits sous forme pulvérulente, qui améliorent l'ouvrabilité et la maniabilité des matériaux : ce sont la bentonite, la chaux grasse, les fillers calcaires (calcaire broyé), les pouzzolanes, les cendres volantes. En général, ils jouent aussi le rôle de rétenteurs d'eau, limitant ainsi les risques de dessiccation prématurée des mélanges. Cours de Technologie Générale Procédés de construction

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o -les fluidifiants : dits réducteurs d'eau, produits qui permettent d'abaisser, à ouvrabilité égale, le taux d'eau de gâchage de 10 à 15%, et donc d'améliorer les qualités mécaniques en diminuant le retrait: incorporés à cette eau de gâchage à raison de moins de 1% du poids de ciment, ils facilitent le mouillage des particules de liant, empêchent leur floculation en grumeaux, et jouent un rôle de lubrifiant dans les mélanges : ce sont surtout des savons de résines ou détergents de synthèse. o -les entraîneurs d'air : liquides qui ont pour effet de créer d'innombrables petites bulles d'air qui améliorent la plasticité par réduction des frottements; par ailleurs, ces microbulles d'air constituent autant de petites chambres de compression en cas de gel : les entraîneurs d'air ont donc aussi un rôle antigélif. Ce sont en général des sulfonâtes, ou des savons alcalins d'acides gras.  Adjuvants améliorant la résistance aux agents externes : o -les antigels (ou pare-gel) : qui protègent le matériau contre les effets du gel jusqu'au durcissement (interruption de la prise et du durcissement, et éclatement par gonflement). On utilise souvent le chlorure de calcium, ou l'aluminate de sodium, jouant le rôle d'accélérateur, en les associant avec un entraîneur d'air. o -les antigélifs : à ne pas confondre avec les antigels, ont pour rôle de protéger les bétons durcis contre les effets du gel : les antigélifs les plus courants sont les entraîneurs d'air.  Adjuvant améliorant l’imperméabilité : o -les hydrofuges : destinés à améliorer l'étanchéité des bétons et mortiers en réduisant les possibilités de pénétration capillaire de l'eau. 3- Dosage et efficacité des adjuvants : La majorité des adjuvants pour béton viennent sous forme liquidé, cela permet une meilleure dispersion d’adjuvant à travers le mélange et, par le fait même, une meilleure homogénéité du béton. La façon de doser les adjuvants est généralement fonction de la nature de ceux-ci, les adjuvants minéraux employé en poudre sont dosés par masse, on exprime .alors le dosage en kilogramme d'adjuvants par mètre cube entre de béton à produire. On dose les adjuvants liquides par volume et on exprime habituellement le dosage en millimètres par 100 kilogrammes de ciment. Les fabricants d’adjuvants fournissent pour leur produit les dosages recommandés.

CHAPITRE VIII : IDENTIFICATION ET RECONNAISSANCE DES SOLS IDéfinition : Les sols, sont des agrégats minéraux qui peuvent se désagréger en éléments de dimensions plus ou moins petit sans nécessiter un effort considérable. Ils résultent de l’altération chimique (oxydation, …), physique (variation de température, gel, …) ou mécanique (érosion, vagues, …) des roches. Les roches (silice, calcaire, feldspath, …) sont des matériaux durs qui ne peuvent être fragmentés qu’aux prix de gros efforts mécaniques. II-

Les éléments constitutifs d’un sol : Un échantillon de sol est constitué de trois phases - une phase gazeuse, -Une phase liquide, -Une phase solide

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II-1- La phase Gazeuse : En Génie Civil, le gaz contenu dans le sol est généralement de l’air pour les sols sec ou un mélange d’air et de vapeur d’eau pour les sols humides. Lorsque tous les vides sont remplis d’eau le sol est dit saturé. II-2- La phase liquide : Au sein d’un échantillon de sol fin (dimensions 5mm. d- Poids spécifique de l’eau contenu dans le sol (γ w) :γ en pratique, γ w

w=

Ww Vw

= 100g/cm3 = 9.81 kN/m3 = 10kN/m3

IV.3.1.2- Densités : a - Densité humide :

γ

γw

b - Densité sèche :

γd

γs

c –Densité des grain : G = γ w γw

IV.3.1.3- Porosité (n) ; indice des vides (e) : a - Porosité : C’est le volume des vides contenus dans un échantillon donné ramené au volume total de Cours de Technologie Générale Procédés de construction

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l’échantillon. 𝑛 =

Va+Vw V−Vs Vs = V V = 1 − V n € (0 ; 1)

On définit la compacité. 𝐶 =

Vs V = 1−𝑛

b - indice des vides : C’est le volume des vides contenus dans un échantillon donné ramené au volume des grains solides de l’échantillon. 𝑒 =

Va + Vw = V−Vs Vs Vs e € (0,1 ; 5)

IV.3.1.4- Teneur en eau (ω) ; Degré de saturation (Sr) : a- Teneur en eau : s’exprime en %

La teneur en eau est le poids de l’eau contenue dans l’échantillon divisé par le poids des particules solides contenues dans le même échantillon.

ω =

Ww Ws

𝑥 100 ω€ (0 ;ω sat )

on peut déterminer la teneur en eau au laboratoire avec un four capable de chauffer a 110 degré + ou - 5ou sur le chantier avec un nucléo densitomètre ou l’appareil spleedy. Qualités des sols en fonction de la teneur en eau : SOLS Exceptionnels (tourbeux)

W {%} 100 à 1000

Très mauvais

>45

Mauvais

45 - 30

De qualité moyenne

30 - 20

Bons

20 - 12

Très bons

< 12

Les plus compacts (surconsolidés)

~3

b- Degré de saturation (Sr) : C’est le volume occupé par l’eau ramené au volume totale des vides. Sr =

Vw Vw+Va

Sr € (0 ; 1)

Sr = 0 sol sec ; Sr = 1 sol saturé Un sol est dit saturé lorsque le vide est entièrement occupé par l’eau. c- Teneur en eau de saturation (ω sat ) : (ω sat )

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γw

e

ω = (ω sat ) = 𝑒. γ s = G

1

1

=γ w. (γ d+ γ s)

Remarque : le comportement des sols grenus dépend presque uniquement de leurs état de compacité lâche ou serrée ( sol grenus : valeur de e ). Alors que le comportement des sols fin dépend beaucoup de leur teneur en eau. Le poids volumique apparents, l’indice des vides et la porosité sont les caractéristiques de la compacité d’un sol. IV.3.2- Analyse granulométrie : La granulométrie ou analyse granulométrique d’un sol est sa décomposition en diverses fractions selon les dimensions ou les diamètres des grains qui le composent. Une fraction granulométrique est constituée par l’ensemble des particules dont le diamètre est compris entre 2 valeurs extrêmes. La composition granulométrique d’un sol est l’ensemble des fractions de ce dernier. La granularité est la distribution dimensionnelle des grains d’un granulat. L’analyse granulométrique consiste à déterminer la granularité, et permet de tracer la courbe granulométrique du granulat étudié. Le fuseau granulométrique est la zone délimitée par deux courbes granulométriques enveloppe non sécantes. Le tamisât est le poids de matériaux qui passe à travers les mailles d’un tamis. Le refus est le poids d’un matériau retenu sur le même tamis. Pour les grains de diamètre supérieur à 80 m, on utilise la granulométrie par tamisage ; Pour les grains de dimension inférieure à 80m, on utilise la sédimentomètrie. Les résultats sont présentés sous forme de tableau comprenant une colonne pour les diamètres limites des fractions et une autre pour les poids des particules de chaque fraction. Analyse granulométrique d’un échantillon d’un sable sec : 2000g D tamis 5 2.5 1.25 0.63 0.31 5 0.16 0.08 fines

Refus(g )

refus %

Refus cumule s (g)

0.3 7.0 21.3 42.2 76.8

6 140 420 844 1536

93.8 97.3 100

1876 1956 1999

% Refus cumule s

Tamisât %

modul e

99.5 93.0 78.7 57.8 23.2

38 35 32 26 26

6.2 2.7 0

23 20 -

Ces mêmes résultats sont représentés sous la forme d’une courbe granulométrique avec : -en ordonnée, à l’échelle arithmétique les pourcentages pondéraux cumulés des tamisât. -en abscisse, à l’échelle logarithmique, les diamètres des particules. Cours de Technologie Générale Procédés de construction

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Calcul : La courbe granulométrique permet ainsi de connaître le pourcentage pondéral que représente chaque fraction granulométrique comprise entre 2 φ quelconques par rapport au poids total de l’échantillon du sol. On définit 3 diamètres caractéristiques ainsi que 2 coefficients pour caractériser la courbe granulométrique : -D 10 : φ correspondant à 10% de passant -D 30 : φ correspondant à 30% de passant -D 60 : φ correspondant à 60% de passant -le coefficient d’uniformité C u = D 60 / D 10 -le coefficient de courbure C c = (D 30 )² / D 10 *D 60 N.B : Ces coefficients sont significatifs dans le cas de sols dont moins de 10% des particules sont < 80µm. IV.3.2.1 Le coefficient d’uniformité C u Le C u permet d’exprimer l’étalement d’une courbe granulométrique. D 60 et D 10 sont, respectivement, les diamètres effectifs correspondant à 60% et 10% de passant sur la courbe granulométrique. C u varie, habituellement, de 1 à plus de 200. Occasionnellement, il peut dépasser 1000. Selon la valeur de C u , on distingue 5 classes de granulométrie : - Cu≤ 2

granulométrie très serrée

- 2 < Cu ≤ 5

granulométrie serrée

- 5 < C u ≤ 20

granulométrie semi-étalée

- 20 < C u ≤ 200

granulométrie étalée

- 200 < C u

granulométrie très étalée

IV.3.2.2. Le coefficient de courbure C c Le C c permet de décrire la forme de la courbe granulométrique entre les diamètres effectifs D 10 et (D30)²

D 60 : Cc = D10∗D60

Si pour un gravier C c est compris entre 1 et 3 et C u > 4 alors on dit que la granulométrie est bien graduée. - Si pour un sable C c est compris entre 1 et 3 et C u > 6 alors on dit que la granulométrie est bien graduée. * Une granulométrie bien graduée indique la présence d’une grande variété de diamètres de particules. -

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-

Si C c > 3 ou C c 2.00 m

Rigole Tranchée

. h ≤ L /2

IV. LA DESCENTE DES CHARGES : IV.1 Définition : Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

On appelle descente de charges, le principe de distribuer les charges sur les différents éléments que compose la structure d'un bâtiment. C’est-à-dire la transmission et la sommation des charges du point haut d’un ouvrage vers la fondation qui les disperse dans le sol. On distingue plusieurs type de charges : - Les charges permanentes notée G : C’est le poids propre de tous les matériaux et des équipements fixes d’un ouvrage. (Tableau des charges permanentes) - Les charges d’exploitations notée Q : Ce sont les charges qui dépendent des personnes, du mobilier, des installations mobiles. La valeur minimale est fixée pour les charges uniformément reparties en fonction du type d’utilisation des locaux. (Tableau des charges d’exploitations) -Les autres charges : *Charges climatiques (vent ; neiges ; pluie ; grêle) *Poussées des terres ; * Variation de la température ; *Séismes et autres accidents.

Remarque : Dans un souci de simplification, on considéra dans un premier temps que : -toutes les liaisons existant dans la structure sont des appuis simples (poutre/poteau, poutrelles/poutres, dalles/poutres), -il n'y a pas de continuité entre les travées successives de poutres ou dalles. La descente de charges se mène comme un calcul isostatique c'est-à-dire en procédant à un découpage purement géométrique. IV.2 Transmission des charges : IV.2.1 Charges surfacique : les charges surfaciques sont supportées par les planchers (dalle pleine, planchers a poutrelles, plancher a prédalle …). - Une pleine peut être supportées par deux ou par 4 poutres (appuis). Soit Lx le petit cote et Ly le grand cote de la dalle * lorsque :

Lx

LY

≤ 0.40 alors la dalle est supportée par deux appuis. La

dalle est considérée ne porter que dans le sens de la plus petite cote Lx. * lorsque :

Lx

LY

> 0.40 alors la dalle est supportée par quatre appuis en

adoptant un découpage suivant les lignes de rupture disposées à 45 degrés dans les angles. Schéma : - Les plancher a poutrelles sont toujours supportes par deux côtes (de préférence le plus petit cote). Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

Schéma : IV.2.2 Charges Linéaires : Les charges linéaires sont les charges des poutres et les murs. Les poutres reçoivent les charges des murs et les planchers (dalle pleine ou planchers a poutrelles…)

IV.2.3 Charges ponctuel : Les poutres transmettent les charges aux poteaux. - une poutre a une travée : schéma et calcul des réactions sur les poteaux. -Une poutre a deux travées : schéma On majore de 15 % les changes permanents et d’exploitations sur les appuis centraux. -Une poutre a trois travées : schéma on majore de 10 % des charges G et Q pour les appuis voisin des appuis de rive. Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

En fin, les poteaux ou les murs sont transmettent les charges aux selles ou aux radiers. IV.2.4 Règles de calcul aux états limites : Un état limite est celui qui satisfait strictement les conditions initiales imposées sous l’effet des actions exercées qui peuvent être des forces ; des moments de flexions ou des couples. On distingue actuel 2 états limite. - état limite ultime (ELU) : N u = 1.35G + 1.5Q. A l’ELU on a : * état limite d’équilibre statique (stabilité des constructions au renversement). * état limite de résistance (béton en compression acier en traction). * état limite de stabilité de forme (non flambement dans le cas des poteaux). - état limite de service : (ELS) : N s = G + Q. À l’ELS on a : * état limite de compression du béton (contrainte de calcul de compression du béton). * état limite de déformation (limitation des flèches des poutres, planchers). * état limite d’ouverture des fissures (limitation des contraintes de l’acier). Remarque : les éléments en béton armé sont généralement calcules a l’ELU. IV.2.5 Tableau de calcul des charges : Exercice : 1- descente des charges sur une semelle filante. 2- descente des charges sur une semelle isolée. CHARGE : G niveau Élément considéré N0 étanchéité terrasse N0 poutre N1 poteau N1 Murs N2 plancher N2 poutre N3 poteau N3 Murs N4 longrine N4 potelet N5 semelle

L

I

h

Poids unité

Tota l

cumul

CHARGE : Q L l Charge m2

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total

cumul

V. FONDATION SUPERFICIELLES : hypothèse et mode de fonctionnement : - les charges verticales sont uniformément reparties et centrées sur la semelle. -les pressions sur le sol sont supposées uniformes. -Une semelle est flexible lorsque h ≥ 2d 0 -une semelle est rigide lorsque : 𝑑 ≥

-Une semelle est homogène lorsque

a′ − 𝑎

a

4

b

=B A

largeur de la semelle a la bas : a’ ; épaisseur du mur : a ; hauteur utile : d; hauteur total : h ; débord de la semelle : d 0 - la transmission des charges verticales qui agissent à la partie supérieure de la semelle est assurée par des bielles de compression. - l’armature transversale de la semelle a pour fonction d’équilibrer les efforts de traction dans le béton. - les dimensions des selles de fondations peuvent êtres calcules : * a l’ELU. Donc N u = 1.35 G + 1.5 Q selon le DTU 12 - 13 * a l’ELS. Donc N S = G + Q selon le BEAL 81 (CCBA) - le dosage minimal du béton doit être de 300 kg/m3 V.1 Predimensionnement des semelles : le pré dimensionnement consiste à déterminer la surface de contacte de la semelle avec le sol, de façon à ce que la contrainte de calcul du sol ne soit jamais atteinte.

𝑆≥

Nu q

S : surface du sol N u : effort de la structure sur le sol a l’ELU : Nu = Pu + 1.35 go (fondation comprise). q : contrainte de calcul du sol ou contrainte admissible. V.1.1 DIMENSIONNEMENT LES SEMELLES FILANTES : les semelles sont des fondations réalisées sous les murs porteurs. La seule dimension a horizontal a déterminée est la largeur de la fondation. Les charges N u sont calculées à l’ELU pour un mètre de mur. - la largeur minimale de la fondation est obtenue : 𝐵 ≥

de B sont arrondi à 5 cm -la hauteur semelle :

B−b 4

≤ d ≤ B - b et ℎ ≥ d + 5 𝑐𝑚:

Pu+1.35 go q

les valeurs

d : hauteur utile, b : largeur du mur et h : hauteur totale de la semelle. - section des aciers transversaux. A st =

Nu (B−b) 8dσe

contrainte de l’acier (400 Mpa ou 500 Mpa).

: σe =

fe

1.15

et fe est la

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- section des aciers longitudinaux : c’est la section des aciers de répartitions 𝐴𝑠𝑙 =

Ast 4

Exemple : on donne G = 0.40 MN ; Q = 0.2 MN ; la contrainte ultime du sol est q u = 0.6 Mpa ; poids volumique du béton 2500kg/m3 = 2500daN/m3 ; l’épaisseur du mur est 20 cm. Dimensionne la semelle et on utilise des aciers HA 400. Correction :

Pu = 1.35 x 4000 + 1.5 x 1500 = 7650 daN la contrainte de calcul ultime : 𝑞 = - la largeur 𝐵 ≥

Pu+1.35 go

donc B ≥

q

qu

2 Pu q

0.3

=

2

= 0.15 𝑀𝑝𝑎 76500

= 0.15 x 1000000 = 0.51 m .ont choisi une

valeur supérieur pour tenir compte du poids de la semelle. Donc B = 60 cm. - on détermine la hauteur utile d :

10+40 2

= 25 𝑐𝑚

60−20

≤ d ≤ 60 – 20 alors on choisit d =

4

- on détermine la hauteur totale h : h = d + 5 cm ; h = 25 + 5 = 30 cm. - vérification : Nu = Pu + 1.35 go on calcule le poids de la semelle go : go = 1 x 0.6 x 0.3 x 2500 = 450 daN. Il faut que 𝑞 ≥

= 0.15

Nu B

alors

Nu B

=

7650+1.35 x 450 0.6

- la section des aciers transversaux : σe =

400

1.15

= 347.82 Mpa ; A st =

= 13762.5 daN/m2 = 0.137 Mpa < q

A st = 82575

Nu (B−b)

: σe =

8dσe

8 x 0.25 x 347.82 x100000

fe

1.15

= 0.000118703 m2 = 1.18

cm2 - choix du diamètre des barres : à partir du tableau ont choisi 4 barres de HA 8 car 1.18 < 1.51 N/cm2 - la section de aciers de répartitions : 𝐴𝑠𝑙 =

Ast 4

=

1.18 4

= 0.296 cm2

on choisit 2 barre de Ha6 pour des raisons de disposition constructive ont choisi plutôt 3 barres de HA6. - dessin du plan de ferraillage.

V.1.2 DIMENSIONNEMENT SEMELLES ISOLEES : les semelles sont des fondations réalisées sous les poteaux. Dans ce cas il faut déterminer la largeur B et la longueur A d’une semelle rectangulaire. A

Les dimensions de la semelle sont homothétiques à celles des poteaux : B

=b

- les dimensions de la semelle : 𝑆 ≥ b

Nu

b

Pu+1.35go

B = √ (𝑎 . q ) =√ (𝑎 .

q

).

Nu q

𝑎

et S = A x B a

Nu

a

Pu+1.35go

Et A = √ (𝑏 . q ) =√ (𝑏 .

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q

)

- la hauteur utile d : la condition imposée pour les semelles rigides doit être vérifiée dans les deux directions donc d max ≥ max ( - la hauteur totale h : h = d max + 5 cm. - la section des aciers. * la largeur parallèle o l’axe (ox) on a : A x = partir de Ax * la largeur parallèle o l’axe (oy) on a : A y = partir de Ay.

A−a B−b 4

,

4

);

Nu (B−b)

: d 1 = hauteur utile à

Nu (A−a)

: d 2 = hauteur utile à

8d1σe

8d2σe

Remarque : dans le cas de bâtiment construit contre un bâtiment existant on ne peut pas crée de semelle symétrique car il est interdit d’empiété sur le terrain voisin. Cette fondation risque de pivoter si on ne prend aucune précaution, d’où la mise en place d’un butons ou une longrine de redressement afin de bloquer la rotation.

Exercice : Un poteau de section 20x30 cm transmet une charge Pu = 380 kN, la contrainte de calcul du sol est q = o.8 Mpa. Le poids volumique du béton est 2500kN/ m3 et on utilise des aciers FeE 500Mpa. 1- dimensionner la semelle 2-determiner le ferraillage 3- dessine le plan de ferraillage de la semelle. Exercice : on donne Charges : G = 0.365 MN, Q = 0.175 MN et le poids volumique du béton = 2500kN/m3 Matériaux : acier FeE= 500 Mpa Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

la semelle est réalisée sous un poteau de section 20x20 et la contrainte ultime du sol est IV.1.3 les radiers. Lorsque la force portante du sol est très faible, et que les semelles tendent à se rencontrer. Le radier est une sorte de plancher renversé réalisée sur une surface égale ou supérieur à celle du bâtiment. Il peut être constitue par une simple dalle, épaisse ou par des poutres longitudinales et transversales liant les porteurs soutenants une dalle plus mince. On a recours à une dalle champignon renversée lorsque la disposition des poteaux écarte la solution du raidissement par nervures. Les fondations sur radier général sont d’une part une diminution des risques de tassement, et d’autre part l’excellente liaison des bases de l’ouvrage. En revanche, cette solution est a rejeté lorsque la résistance du sol de fondation n’est pas uniforme. Cependant, on réalise les radiers dans les cas suivant : - lorsque le sol est peu résistant et homogène, - lorsque la surface de la construction est petite par rapport à son volume (gratte-ciel), - lorsqu’on veut obtenir un sous-sol étanche pour une construction assise sur une nappe d’eau souterraine (réalisation d’un cuvelage) Schéma et coupe d’un radier :

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VI. LES FONDATION PROFONDES : VI.1 Définition : une fondation est dite "profonde" lorsque le rapport H/B > 6. Les fondations profondes permettent de reporter les charges au-delà des couches de surface lorsque celles-ci sont incompétentes, en sollicitant des formations plus profondes. Elles peuvent être massives (puits) ou élancées (pieux). Ce type de fondation est utiliser lorsque les fondations superficielles ne sont plus possibles, ce qui peut provenir des raisons suivantes : -Défaut de portance du terrain en surface ou en qualité trop médiocre. - Implantation au-dessus des carrières, non reconnues donc non consolidables. - Implantation au-dessus des zones de dissolution de terrain. Ainsi dans tous ces cas soit on arrive à atteindre les couches consolider ou on laisse les fondations flotter et assurer la stabiliser de la structure par le biais des frottements.

VI.2 principe de fonctionnement : Les fondations profondes transmettent les charges au sol par pointe ou par frottement. La fondation présente une surface d'appui d'assise égale à sa section. Cette surface engendre une réaction du sol appelé terme de pointe. Lorsque la fondation présente une dimension verticale importante, la surface de contact entre les flancs de la fondation et le terrain peut être le siège de frottements. Suivant le mode de réalisation ce frottement peut être significatif. Les efforts mobilisés au niveau de ce contact constituent le frottement latéral.

VI.3 Différentes types de fondations profondes : selon la technique d’exécution et le type de matériaux utilise ; on distingue : les puits, les pieux, les micros pieux et, les colonnes ballastées qui se trouvent à la marge des techniques de fondations et de traitement de sol.

VI.3.1 Les puits : Les puits se placent en limite des deux domaines de fondations. Ils se rattachent, par le principe de réalisation, aux fondations profondes, mais sont généralement calculés suivants les règles des fondations superficielles. Autrefois, la réalisation des puits était systématiquement manuelle. Couramment, les puits sont réalisés au tractopelle pour des profondeurs n'excédant pas 5 m. Ils sont bétonnés pleine fouille et ne comportent pas d'armature. On Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

retiendra que l'assise d'un puits et rarement plane du fait de l'action de rétro du godet et que le curage du fond du puits demeure un exercice quelque peu illusoire. Compte tenu du mode de mise en œuvre et des profondeurs relativement faibles, le frottement latéral est généralement négligé. On ne considèrera que le terme de pointe. Éléments techniques concernant les puits : - Ils sont bien adaptés à des descentes de charges ponctuelles (poteaux...) - Ils sont fréquemment reliés par un réseau de longrines BA qui supportent les murs et retransmettent les charges vers les puits. - En zone sismique, ils doivent être butonnés dans les deux directions. - La technique du puits est fréquemment employée, notamment dans le cadre de chantiers de faible à moyenne envergure. - Certaines entreprises ont développé des techniques spécifiques permettant de remplacer le béton des puits par du ballast compacté. Il s’agit alors de puits ballastés, fondés sur le principe de substitution du matériau « sol » incompétent par un matériau de meilleure qualité et compacté en place.

VI.3.2 Les barrettes (extrapolation des puis) : La technique du puits est limitée par le rayon d'action des engins de terrassements. Afin d'étendre cette technique, des engins spéciaux ont été construits. Ces engins permettent la réalisation d'excavations de petites sections (largeur 50 à 120 cm) jusqu'à des profondeurs importantes (plusieurs dizaines de mètres). On parle alors de barettes. L'excavation est bétonnée très rapidement après la réalisation du puits et des dispositions de stabilisation des parois de la fouille sont à prévoir. On utilise notamment des boues spéciales (boues benthoniques) capables d'exercer une pression sur les parois de la fouille et retarder leur éboulement (effet thixotropique). Ce dispositif permet de reporter les charges de fondations directement sur un bon sol exactement suivant le schéma du puits. La totalité de la charge est transmise par la base de la barrette. Les dimensions habituelles des barettes sont de l'ordre de 2,5 m x 1 m. Elles peuvent être groupées afin d'augmenter la capacité portante. La capacité portante d'une barrette peut atteindre plusieurs centaines de tonnes. Exemple : le tour de Montparnasse est fondé sur des barrettes descendues à 62 m de profondeur.

VI.3.3 Les pieux : Le pieu est la réponse technique à l'éloignement en profondeur du sol porteur. Au-delà d'une certaine profondeur, les moyens mécaniques classiques ne sont plus opérants et il faut utiliser du matériel spécifique. La technique de pieux est plus adaptée des chantiers d'envergure. La mise en Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

œuvre est plus facilement adaptable à des conditions variées, et, enfin, la technique de pieux autorise, dans de nombreux cas, l'utilisation des forces de frottement latéral. Le principe est de concentrer les charges sur des points singuliers, où l'on met en œuvre des ouvrages spéciaux, et de les transmettre vers le sol d'assise de bonne résistance. On note que la trame d’infrastructure doit être en accord avec l’organisation de l’ossature en élévation, afin que les points de descente de charges coïncident avec les lieux d’implantation des pieux. On distingue deux catégories principales de pieux :

VI.3.3.1 Les pieux battus : Il s'agit d'éléments préfabriqués (acier, béton ou bois) qui sont enfoncés dans le sol au moyen d'un dispositif de battage. Le battage est poursuivi jusqu'à l’obtention d'un couple de valeurs (enfoncement, énergie) correspondant à la résistance recherchée.

VI.3.3.2 Les pieux forés ou pieux moules dans le sol : Les pieux forés sont des ouvrages mis en place à l'intérieur d'un trou réalisé préalablement par la technique de forage. Ces pieux peuvent être réalisés selon les différentes systèmes : - le système franki : ce système présent un éventail de possibilités qui permet d’adapter l’appareillage en fonction du sol rencontré. * en terrain dur ; l’enfoncement du tube est provoqué par percussion au moyen d’un mouton, sur un bouchon en béton mou. *En terrain aquifère, lorsque l’eau risque de détériorer le tampon du béton mou, on place une pointe en béton durci, que l’on frappe avec l’interposition de pièces de bois destinées à amortir le choc. * En terrain sature d’eau, le tube constitue une enveloppe a l’intérieure de la quelle se glisse un pieu en béton arme. - le système compression : on emploi se système sur des terrains en remblai ou de faible consistance , lorsque les eaux ne sont pas abondantes. Il permet d’établir des fondations sur puits flottants. Ce procéder consiste à perfore le sol par la chute d’un pilon et à remplir le puis ainsi réaliser par un béton dose environ à 400 kg/m3 - le système simplex : ce système ressemble au système franki. L’enfoncement est réalisé par battage du tube dont l’extrémité comporte un sabot en fonte. Le tassement du béton est exécuté par pilonnage au moyen de mouton. La longueur de ces pieux est limite à 20 m. - le système express : ce système permet la réalisation des pieux atteignant 20 m de longueur et Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

un diamètre de 47.5 cm. Le battage du pieu permet d’un tube métallique dont la pointe est constituée par un sabot en béton arme. Le béton est pratique après levage du piston. Le béton est introduit par la goulotte dans le fond de l’ouvrage. -le système zeissl : ce système permet la réalisation des pieux en béton vibre, moule dans le sol. Il est réalisé par l’enfoncement du tubage jusqu’au bon sol suivit du bétonnage du pieu et en fin l’extraction du tubage. Schémas de support de cour :

VI.3.4 Les micropieux : Les micropieux sont définis dans le DTU comme des pieux forés de diamètre inférieur à 250 mm. Du fait de leur petit diamètre, ils ne travaillent pas en pointe. Leur portance ne dépende que du frottement latéral. La réalisation des micropieux commence par la confection d'un forage (diamètre courant 140 mm) réalisé avec des machines de petites dimensions. Une armature de forte section (en général un tube métallique) est mise à poste dans le puits. On injecte un coulis de ciment par l’intermédiaire d’un tube introduit dans le forage.

VII. DISPOSITIONS PARTICULIERE : VII.1 AMELIORATION DES SOLS EN VUE DES FONDATIONS : un mauvais sol peut être amélioré à partir des méthodes suivantes : - les injections de ciment ou d’argile, permettent de consolider (rendre plus stable et solide) certains couches de terrains. - les puits de sables, construits dans le terrain, transmettent les charges reçues sur les couches profondes. - les drainages, constitues par des tuyaux ou par des couches filtrantes.

VII.2 LES JOINTS : Les joints de structure sont des éléments importants dans l’étude de cheminement des charges. On en définit deux types : VII.2.1 Les joints de ruptures : le joint de rupture est prévus quand il y a des risques de tassement différentiels dû à des différences importantes de charges, nature de sol, de types de fondations. Ils coupent les fondations.

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VII.2.2 Les joints de dilatation : les joints de dilatation sont prévus pour les bâtiments de grande longueur. Le BEAL afin de simplifier les calculs, permet de ne pas prendre en compte les effets du retrait et de la température si la distance L entre les joints de dilatation est inférieure à 25 m. les joints de dilatation ne traversent pas les

fondations. Remarque : les ouvrages très exposés aux chocs thermiques tels que les balcons et les corniches seront recoupes par des joints complémentaires appelés joints diapason. Ce ne sont pas des joints de structures.

VII.3 FONDATION SUR SOL EN PENTE : Dans ce cas les fondations se trouves a des niveaux différentes et les semelles supérieures peuvent exercées une poussée sur des semelles inferieur qui ne sont pas dimensionnées en conséquences, ou risque d’amorcer un glissement d’ensemble. Afin de résoudre se problème il existe deux solutions.

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- soit respecter une pente de 2 pour 3 entre les deux semelles.

- soit exécuté des redans en gros béton entres les deux semelles.

VII.4 PROTECTION DES FONDATIONS CONTRE L’HUMIDITE : - Si le sol de fondation est perméable (sable, graviers …) et non immerger. Les eaux de ruissellement ‘infiltres rapidement sans soumettre le mur périphérique a une importante humidité permanente. Dans ce cas, il n’y a pas de précaution particulière à prendre, l’arase réaliser entre le mur de soubassement et le plancher du rez-de-chaussée suffit.

- si le terrain de fondation est peut perméable (limon, argile …). Les eaux de d’infiltration peuvent s’accumules au près des murs enterrés. Dans ce cas, la réalisation d’un drain périphérie est nécessaire. Il entour complètement la construction dans le cas d’un terrain plat, ou profitant de la pente, on peut éviter un côté. Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

Un drainage comporte obligatoirement : *une trancher drainante remplit de matériaux perméable (sable, gravier…) *un drain place toujours à la surface supérieure de la fondation. * des regardes de visite à chaque changement de directions et au point haut. * des dispositifs d’évacuation des eaux recueillies par les drains.

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES PIEUX

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PIEUX FRANKI PIEUX A TUBE BATTUE

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PIEUX A FORE MOULE

PIEUX

PIEUX FONCE

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PIEUX METALIQUE BATTUS INJECTE

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CHAPITRE : X –PROCEDES DE CONSTRUCTION DES FONDATIONS I.1 DEFINITIONS : La fondation d’un bâtiment constitue la partie de cet ouvrage qui repose sur un sol d’assise, et à laquelle sont transmises toutes les charges supportées par le bâtiment. Autrement, la fondation est l'ensemble des ouvrages enterrés qui transmet au sol le poids de la construction. Elles assurent également la stabilité d’un bâtiment par une répartition correcte des charges. I.2 FONCTIONS DE LA FONDATION D’UN BATIMENT : La fondation, assure l'équilibre entre la pression engendrée par la sollicitation (descente de charge de la construction) et la résistance du sol (contrainte admissible). La fondation transmettre les charges qu’elle reçoit de la superstructure à la couche résistante du sol. Une fondation de dimensions trop faibles au regard de la résistance du sol est susceptible de poinçonnement. I.3 - LES TYPE DE FONDATIONS : On distingue trois types de fondation : - fondations superficielles : * semelles continues sous mur. * Semelles isolées sous piliers. * Plots et longrines. - fondation par radier général. - fondations profondes. * Sur puits. * Sur pieux. I.4 PROCEDEE DE REALISATION DES FONDATIONS SUPERFICIELS : Les fondations superficielles sont utilisées lorsque : - le sol capable de la portance nécessaire se trouve à faible profondeur. - La résistance des couches au cisaillement est suffisante. - La déformabilité du sol est faible. Ce procédé est économique dans le cas où le sol porteur est accessible par des moyens courants de terrassement (profondeurs du sol comprises entre 1 m et 4m au plus). Les fondations superficielles sont constituées par des semelles ayant une plus grande largeur que l’élément supporté (murs) de façon à ce que le taux de compression du sol ne dépasse pas son taux de compression admissible.

1-4-1 Semelles filantes sous mur porteurs :

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Les semelles filantes peuvent être réalisées en maçonnerie ; en moellons ; en béton damé ou en béton armé. 1-4-1-A- Fondations en briques - Au fin fond de la tranchée on dépose une première assise de briques sur une couche de sable rude. - Sur toute cette largeur de basse on maçonne au moins 2 assises. - On rétrécit ensuite progressivement chaque ensemble de deux assises jusqu’à ce que l’on obtienne l’épaisseur du mur voulue. - La tangente aux recoupements ne peut être inclinée de plus de 60° par rapport à l’horizontale. Ce qui dépasse l’angle de 60° subit des forces de traction : une maçonnerie de briques ne peut y résister. 1-4-1-B- Fondations en moellons : Les fondations en moellons remplissent généralement toute la largeur de la fouille. - Au fond de la tranchée on met une couche de béton de propreté. - Ensuite on met une couche de mortier de 3 à 4 cm d’épaisseur puis on pose les moellons en les bloquant et les liaisonnant convenablement avec du mortier.

1-4-1-C- Fondations en béton damé : La coupe de la fondation en béton damé à la forme d’un trapèze isocèle dont les angles à la basse ont au moins 60°. Le béton peut être coffré ou coulé directement entre les deux parois de la fouille. Il doit être de consistance « terre humide » et soigneusement damé lors de la mise en place. Ce béton est parfois légèrement armé pour constituer un chaînage qui peut être nécessaire si le sol n’est pas homogène. 1-4-1-D- Fondations en béton armé : On utilise les semelles en béton armé : -Pour répartir plus uniformément les charge (conséquence de leur plus grande rigidité). -Pour limiter le poids des fondations (fondations plus résistantes donc moins épaisses). -Pour réduire la pression exercée sur le sol en élargissant la semelle (ce qui nécessite une armature pour résister aux efforts de traction produits à la base de la semelle). On coule d’abord un béton de propreté de béton maigre de 5 à 10 cm d’épaisseur. On coule ensuite la semelle en béton armé soit entre des Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

planchers formant coffrage, soit directement entre les parois de la fouille.

I-4-2-Semelles isolées sous poteaux : Les semelles isolées de forme pyramidale ou rectangulaire peuvent être réalisées en béton ou, le plus souvent, en béton armé. Les efforts de traction dus à la flexion de la semelle se manifestent selon 2 directions perpendiculaires. Ces efforts impliquent la pose d’une armature selon ces 2 axes. Cette armature est formée d’une ou de plusieurs nappes. Le béton (350kg/m3) doit être fortement damé et vibré. Il est généralement coulé entre les parois des fouilles, réalises au moment du terrassement, aux cotes requises. Au pare avant, la nappe de ferraillage avait été disposée sur des cales à béton. Les cales sont disposées sur une couche du béton de propreté (150kg/m3) d’épaisseur environ 5 cm dans la fouille en puits. La face supérieure de la semelle, destinée à recevoir le coffrage du poteau, doit être prévue avec un redent de 5 cm environ. La liaison de la semelle au poteau est assurée par une talonnette et une armature d’attente comprise dans le ferraillage des fondations.

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I-4-3 - fondation par plots et longrines préfabriquées : Un plot en béton est une semelle carrée ou rectangulaire massive, en gros béton, non armé ou peu armé. Une longrine est une poutre en béton armé qui sert de fondation aux murs. Les fondations par plots et longrines préfabriquées sont formées par un ensemble porteur constitué : - De points d’appui isolés sur le sol de fondation (les plots). - De longrines qui se reposer sur les plots. Les longrines supportent les murs et servent de chaînage au niveau des fondations. Elles peuvent aussi servir : - Soit à supporter le plancher. - Soit à limiter le dallage sur les rives du bâtiment. Ce système est fréquemment employé, notamment sur les chantiers comprenant un grand nombre d’habitations semblables. Les longrines sont alors préfabriquées en série aux longueurs souhaitées. Ce système présente les avantages suivants : - minimum de terrassement (uniquement pour les plots). Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

- Rapidité d’exécution.

CHAPITRE XI : PROCEDES DE CONSTRUCTION DES OUVRAGES EN ELEVATIONS II.1 LES MURS. Les murs sont des éléments porteurs verticaux, de section droite, très oblongue. Les cloisons, en revanche, n’ont aucune fonction portante. En général : Murs > 15 cm > Cloisons Les murs doivent remplir certaines fonctions et en permettre d’autres. Ils doivent notamment : a) clore visuellement. b) Permettre l’ensoleillement. Nous allons créer des baies pour les fenêtres c.-à-d., des Ouvertures ayant une surface > 1/6 de celle de la pièce. c) Permettre la circulation des personnes et parfois des véhicules. Nous allons créer des baies pour les portes. d) Apporter un aspect esthétique acceptable Nous veillerons donc aux formes et couleurs harmonieuses, dans le respect du site, par des type d’enduits colorés et d’appareillages de brique appropriés. Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

e) Porter les charges permanentes Poids propre, plancher et couverture, ainsi que les surcharges sur Plancher et les surcharges climatiques. f) Isoler thermiquement l’habitation. Nous pourrons améliorer l’isolation thermique à l’aide des murs creux et d’isolant d’épaisseur suffisante. g) Isoler phonétiquement l’habitation Nous devrons veiller à obtenir une masse suffisante du mur Pour empêcher la pénétration des bruits extérieures dans l’habitation et la transmission des bruits des chocs. h) Isoler l’habitation contre la pluie La pose d’un enduit hydrofuge assurera une étanchéité absolue à la pluie. Les remontées d’humidité seront stoppées par un écran étanche. i) Résister à la poussée du vent Dans un site exposé, un mur peut subir une pression de 70daN/m². La pose d’un chaînage renforcera la résistance du mur. j) Résister au feu. k) Dureté dans le temps. l) économique et esthétique. II-1-1- Les différents types de murs. Les murs des bâtiments traditionnels, constituent l’élément porteur intégral des planchers et assurent le contreventement de la construction. Dans les immeubles de conception moderne les murs sont en quelque sorte des cloisons aux caractéristiques bien définies s’incorporant dans une ossature porteuse .cette ossature en béton armé ou en construction métallique, fait parfois appel aux murs pour réaliser son contreventement. Il plus avantageux de construits les petites bâtiments avec des murs porteurs ca la construction d’une ossature en béton coûte très chère. Elle demande une abondante main d’œuvre qualifiée et nécessite des matériaux onéreux : fer et le ciment. A. Murs de façade : Le plus souvent parallèles à la rue, ils comportent des ouvertures : portes et fenêtres. S’ils sont porteurs, ils ont à supporter le poids des différents planchers et de leurs surcharges. B. Murs pignons- Murs mitoyens : Le plus souvent perpendiculaires aux murs de façade, ils ont généralement la forme de la toiture (droite ou en pointe). Comportant moins de baies que les murs de façade, ils supportent les conduit de fumée et les gaines de ventilation. Dans les agglomérations il n’est pas rare qu’un pignon appartienne à deux propriétaires. Il est alors mitoyen. C. Murs de façade arrière : On ne recherche pas pour ceux-ci l’esthétique indispensable aux murs de façade sur rue. Souvent parallèle aux premiers, ils supportent les même charges et parfois des conduits de fumée et gaine diverses.

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D. Murs de refend : Il est souvent nécessaire de « refendre » les bâtiments trop longs ou trop larges de diminuer la portée des planchers, supporter les conduits de fumée et parfois soutenir la charpente ; on construit alors des murs dits « de refend ». Ils ont en outre un rôle de raidisseur puisque, rejoignant les deux murs de façade, ils sont parfaitement liés avec eux. E. Murs d’échiffre : Ils sont destinés à et clôture la cage d’escalier et parfois supportes les escaliers F. Murs de clôture : Construits pour délimiter les propriétés, les murs de clôture sont constamment exposés aux intempéries. Ils doivent être recouvert d’un couronnement ou chaperon. Ce chaperon est destiné à empêcher les eaux de pénétrer dans le mur. L’épaisseur des murs de clôture varie en fonction de leur hauteur et leur longueur, des renforts ou contreforts qu’ils peuvent recevoir, ainsi que des matériaux employés à leur réalisation. La hauteur de ces murs dépend des règlements locaux, de leur situation et de leur destination. Les murs préfabriqués sont le plus souvent composés de poteau en béton armé, de section variable. Ils ont l’avantage d’être montés beaucoup plus rapidement, leur faible épaisseur permet une meilleure utilisation du terrain, ils peuvent être mis en place par des « armatures » et ils sont récupérables mais ils ne sont pas esthétiques. La poussée du vent sur un mur de clôture peut paraître négligeable. Mais certains cas, il est prudent de placer de distance en distance, des contreforts qui augmentent la stabilité de l’ouvrage. G. Les murs de soutènement Les murs de soutènement sont destinés à supporter latéralement une poussée des terres ou le renverser. L’inclinaison est en rapport avec le talus naturel formé par les terres qu’il doit soutenir. H. Les murs de cave

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Ils supporter tout le poids du bâtiment et ses surcharges, et constituent une partie ou toutes les fondations de celui-ci. Ils sont soumis aux poussées latérales des terres appuyées contre leur parement extérieur. Ce dernier point les rend comparables aux murs de soutènement. Ces murs sont construits le plus souvent en maçonnerie de moellons durs et résistants à l’humidité ou en béton arme.

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II.2 MACONNERIE DE BRIQUES ET DE BLOCS : La maçonnerie est dite « non portante » lorsqu’elle est utilisée comme remplissage dans une ossature en béton armé ou en métal. Les seules charges qu’elle supporte sont son poids propre et éventuellement le poids des appareils accrochés aux murs. La maçonnerie est « portante » lorsque des charges autres que son poids propre peuvent être appliquées à la maçonnerie. Les brique et les blocs sont posés à plein bain de mortier .tous les joints horizontaux et verticaux sont remplis de mortier, les joints ont une épaisseur uniforme de 8 à 12 mm. Généralement, les maçonneries de parement sont exécutées avec rejointoyage ultérieur. Les murs sont exécutés d’aplomb et bien plans, et les assises doivent être horizontales. II-2-1- Les appareillages : L’appareillage est la façon dont les briques sont disposées dans un mur ou une cloison. Un appareillage doit : -assurer une bonne liaison à la maçonnerie. -assurer une bonne répartition des charges. -donne un effet esthétique dans le parement des murs. II-2-2-Condition d’un bon appareillage : L’appareillage de la maçonnerie doit satisfaire : - les joints verticaux sont décalés entre assises contiguës. - il est conseillé de ne pas maçonner avec des morceaux de dimensions moindres que celles d’un demi-élément. - aux croisements et aux jonctions, il faut que l’appareillage assure la liaison entre murs perpendiculaires. - l’emploi de différents types de matériaux dans une même maçonnerie doit être évité. Exemple d’appareillage : appareil croisé : - les assises de boutisses et de panneresses alternent. - les boutisses se superposent. - D’une assise de panneresses à l’autre les panneresses sont décalées Latéralement d’une demi-brique. - Les joints verticaux sont décalés d’un quart de brique entre les assises successives de boutisses et de panneresses. -les murs de plus d’une brique dont l’épaisseur comporte un nombre impair de demi-brique font apparaître dans une même assise la panneresse dans un parement et la boutisse dans l’autre. - les trois –quarts de brique nécessaires à la réalisation de l’appareillage se trouvent après la première

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II-2-3 Épaisseur des murs : L’unité de l’épaisseur d’un mur de brique est la panneresse. Si la largeur d’une brique est de 9 cm et longueur est de 19 cm, tandis que l’épaisseur du joint est de 1 cm, l’épaisseur ; * d’un mur d’une demi – brique sera de 9 cm. * d’un mur d’une brique sera de 19 cm. * d’un mur d’une brique et demie sera de 29 cm. * d’un mur de deux briques de 39 cm. Il convient de rappeler que les dimensions d’une brique normalisée doivent tenir compte de l’épaisseur des joints : la panneresse doit être égale à deux boutisses plus l’épaisseur du joint. Sinon, il est impossible d’exécuter correctement une maçonnerie d’une largeur ou de deux briques.

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II.3 CONCEPTION DES MURS EN BLOCS : II-3-1 MURS EXTERIEUR II-3-1-1 MURS COMPOSITE LAME D’AIRE Le mur composite ou double mur est constitué : - d’un parement extérieur en brique ou autre matériau décoratif. - d’un vide intermédiaire de 5 cm. - d’une paroi intérieure en blocs maçonnés. Afin d’obtenir une bonne isolation thermique, les épaisseurs 19 cm et 24 cm sont indiquées (voir fig. 4.4.4.1A) C’est le type classique de mur utilisé pour les habitations, villas, immeubles, écoles, clinique … le rôle essentiel du vide intermédiaire est d’empêcher le passage par contact de l’humidité. II-3-1-2 Mur composite sans lame d’aire : Il comprend : - un parement extérieur en briques ou autre matériau décoratif. - Une paroi intérieure en blocs de 19 ou 24 cm d’épaisseur. II-3-1-3 mur en blocs plein maçonnés : À l’extérieur et suivant la destination du bâtiment, les blocs restent apparents où reçoivent une protection contre les intempéries. Quel que soit le type de mur choisi, il est indispensable de placer un feutre bitumé (roofing) à sa base pour arrêter l’humidité ascensionnelle.

II-3-1-4 liaisons béton- maçonnerie : II-3-1-4-1 Dispositions constructives : Le retrait hydraulique du béton lourd est de l’ordre de 0.5 mm par m.

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D’autre part, il est sensible aux variations de température. Pour un refroidissement de 10° C, le raccourcissement du béton est d’environ 0.1 mm par mètre. Ce mouvement est réversible et un réchauffement entraîne la dilatation du béton. Ces mouvements peuvent créer des contraintes importantes dans la maçonnerie.

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Il faut notamment veiller : a) sur le plan conception : - à réduire au maximum les dimensions des éléments en béton, de façon à réduire la masse du béton. - à les soustraire aux influences climatiques. - à les désolidariser de la maçonnerie. b) sur le plan exécution : - à les munir d’un ferraillage suffisant destiné à contrarier le retrait. - à les fabriquer avec un béton de plasticité correcte. 4-2-2 Cas d’application : Ces principes trouvent leur application dans la jonction de la maçonnerie avec des éléments tels que : toitures, terrasses, acrotères, allèges, planchers, poutres réparation, chaînages, linteaux…. - Toiture-terrasse : Les toitures –terrasses en béton seront posées sur les maçonneries avec Interposition d’un feutre bitumé (roofing) ou de tout autre matériau élastique. Elles seront isolées extérieurement par un isolant spécifique ou béton de pente isolant. Des joints de dilatation doivent être prévus dans le cas de dalles grandes dimensions.

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-Acrotères : Les acrotères, poutre de couronnement et corniches en béton, sont isolés au même titre que les toitures. - Allèges : On désolidarise les allèges du gros- œuvre en garnissant les logements des allègue, avant coulage du béton, de plaques d’agglomérés ou de fibres végétales ou de bandes de polystyrène expansé. -Planchers : Les planchers qui s’appuient sur les murs extérieurs sont isolés thermiquement par des blocs de 7 cm d’épaisseur. L’interposition d’un feutre-bitumé (roofing) entre plancher et gros-œuvre est conseillée. Il en est de même pour les murs intérieurs. (Voir fig.1.1.2.2). -Murs ossatures : Tandis que dans la construction traditionnelle le mur est un élément porteur, la tendance actuelle de l’architecture est de construire les bâtiments au moyen des poteaux et des poutres. Les murs ne trouvent une fonction que dans les étages situés sous le niveau du sol. Parfois encore, ils sont employés à la réalisation des contreventements. Les murs de façade sont souvent remplacés par des panneaux de façade ou des murs rideaux. Ceux-ci, entièrement préfabriqués, plein ou vitrés, sont accrochés à l’ossature dans le but d’offrir une protection thermique et phonique suffisante. Les avantages principaux de cette conception sont : - Le gain de la surface habitable. - La légèreté. - La faible quantité d’eau apportée dans la construction. Ce type de construction est plus adapte à la construction des grand immeubles tandis que le système de construction avec murs porteurs est moins cher pour les petit bâtiments. II.2 LES CLOISONS : II.2.1- DEFINITION : Les cloisons sont des parois de faible épaisseur dont la fonction est uniquement séparatrice et non portante. Leur rôle principal est de diviser l’intérieur d’un bâtiment. Elles sont liées aux murs de la construction mais leur structure ne leur permet pas de jouer un rôle de raidisseur, ni de stabilisateur. II.2.2- DIFFERENTES TYPES DE CLOISONS : a) Cloisons légères entre poteaux : - En carreaux de plâtre entre poteaux : épaisseur 4 à 6 cm, enduits ou non d’après le carreau employé. Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

- En brique plâtrières creuses : épaisseur avec enduit : 5 cm .maintenue entre poteaux de bois. - En briques pleines posées sur le champ qui donnent une cloison finie de 7 cm d’épaisseur environ. b) Cloisons sans poteaux : L’industrie produit des agglomérés de ciment dont l’épaisseur est de 7.5 cm , qui fournissent une cloison de 10 cm enduit compris. c) Cloisons amovibles : Il s’agit de cloisons légères amovibles, permettant de transformer suivant les besoins la distribution intérieure d’un appartement, d’un magasin ou d’un bureau. Citons parmi celles –ci : - les cloisons en fibres de bois agglomérées. - les cloisons en coupeaux agglomérés. - Les cloisons en amiante ciment - Les cloisons par panneaux métalliques. d) les cloisons translucides en brique de verre : Elles sont constituées par des briques de verre posées sur du mortier armé ou du plâtre. II.2-3- LIAISONS CLOISONS- STRUCTURES POR TANTES : Étant encadrée par des planchers bas et hauts, et latéralement par des colonnes ou des murs, la cloison est dépendante du comportement de ces éléments. 2 - 2 - 3-1 Comportement de la structure portante : Dans les immeubles à plusieurs étages les structures en béton armé ne sont pas totalement rigides. Deux facteurs influencent en effet leur comportement : - le fluage, caractéristique propre au béton. - Les variations de température, cause externe. a) fluage du béton : Le fluage du béton est une déformation lente de celui-ci dans le temps, sous L’effet de la charge permanente. Il se prolonge pendant plusieurs années et son ampleur finale est trois fois plus élevée que la déformation instantanée qui se produit lors de la mise Sous charge. La flexion excessive des planchers ou des poutres due au fluage peut provoquer des désordres dans les cloisons. Ces désordres se traduisent par des fissures caractéristiques : horizontales ou à 45 (en escalier).dans les cas extrêmes, l’ouverture Des fissures peuvent attendre un centimètre. b) variation de la température :

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Les dilatations des colonnes extérieures apparentes, entraînées par les variations de température, sont préjudiciables à la bonne tenue des cloisons. Les toitures sont également sujettes à forte dilatation. Dans le cas de la toiture-terrasse, l’étanchéité (produit noir) peut amener facilement la dalle porteuse à une température de 100°C. Si celle _ci n’est pas isolée de façon efficace, il en résultera des déformations importantes qui entraîneront des désordres dans les cloisons et les murs des derniers étages. 2-2-3-2 précautions à prendre : Les précautions à prendre pour assurer la bonne tenue des cloisons intéressent aussi bien les éléments porteurs que les cloisons elles-mêmes. a) éléments porteurs : Deux aspects sont à prendre en considération : la charge et la raideur des éléments porteurs. -charge : dans le calcul de la charge d’un plancher, il faut tenir compte : 1- des points morts de ce plancher. 2- des charges permanentes. 3- de la surcharge d’utilisation. - raideur : il faut que les planchers et les poutres qui supportent des cloisons aient Une raideur suffisante. La hauteur a une influence déterminante sur la flèche : Plus, la hauteur du plancher ou de la poutre sera grande par rapport à la portée, plus la flèche sera faible. b) cloisons : Deux règles fondamentales doivent être observées : -créer des sections indépendantes dans les cloisons de longueur supérieure à 8 mètres. - dissocier les cloisons de la structure portante. Cette dissociation est obtenue de différentes manières : - la première rangée de blocs est posée sur un matériau compressible de 2 cm d’épaisseur. - Le joint supérieur est fermé une matière adhésive ayant une certaine plasticité. - La séparation de la cloison des colonnes est réalisée par jointoiement vertical avec un produit adéquat 2-2-3-3 Maçonnerie armée : Il est parfois nécessaire de renforcer une cloison (manque de place pour un mur plus épais, charges sur la cloison, etc.….) dans ce cas, on arme la cloison. La résistance de la maçonnerie en compression, en flexion et en traction peut être sensiblement augmentée en armant celle-ci. La présence des armatures diminue également les risques de fissures provoquées par les variations dimensionnelles des murs (gonflement, retrait). Les murs simples en maçonnerie de brique avec armatures préfabriquées légères espacées de 20 à 40 cm présentent une résistance d’environ 20% supérieure à celle d’un mur identique non armé. Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

Lorsque la maçonnerie est armée dans ensemble, une assise au moins sur deux comporte des armatures. Deux types d’armatures sont utilisés : a- armatures préfabriquées : Elles sont en général composées de 2 fils longitudinaux de 4 à 10 mm de diamètre reliés une diagonale de 4 mm de diamètre. Les armatures sont logées dans les joints horizontaux de la maçonnerie.

b- Armatures de béton armé : Des armatures pour béton armé peuvent également être logées dans la maçonnerie, soit horizontalement, soit verticalement.

II.4 – LES ELEMENTS PORTEUR EN BETON ARME : 2-4-1- Principe d’exécutions des porteurs verticaux : (poteaux et voiles) Il faut réaliser au préalable des talonnettes qui serviront de buttées afin d’assurer la stabilité horizontale des coffrages. Le coffrage de chaque élément est implanté, à partir des axes repérés sur des chaises. Le poste de travail et ses accès sont protégés contre les chutes de hauteur, tant à l’extérieur du coffrage qu’à l’intérieur. Il est souhaitable d’avoir un coffrage Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

dépassant la plateforme de travail. La stabilité du coffrage est de grande importance (béquilles ou jambes de force parfaitement bloquées). a. Murs banchés : Ceux sont des murs réalisés en béton, généralement non armé coulé dans un coffrage appelé banche. b. Voiles : Ce sont des éléments verticaux ou inclinés en BA, dont l’épaisseur est très faible par rapport à la longueur et la hauteur. On les rencontre aussi bien dans le bâtiment que dans les autres ouvrages de génie-civil (ponts, dalots, tours, silos, etc.) ; Comme les poteaux, ils sont destinés à résister à des efforts. c. Poteaux : Les poteaux se distinguent des voiles par leurs sections de formes très variées (carrée, rectangulaire, polygonale, circulaire, T ou double T et autres) et dont les dimensions diffèrent les unes des autres. 2-4-2 Principe d’exécutions des porteurs horizontaux : (chainage ; poutre) a. Les chaînages : Les chaînages sont des éléments de liaison entre les différents composants du gros œuvre (murs, planchers, poteaux, panneaux fabriqués). Ils servent à solidariser les éléments verticaux (murs, poteaux, panneaux) et horizontaux (planchers). Ils sont généralement réalisés en béton armé. Ils ceinturent les murs en maçonnerie porteuse et en maçonnerie de remplissage (entre ossature BA) : à chaque étage, au niveau des planchers, au couronnement des murs. Ils résistent essentiellement aux efforts normaux de traction et ont un rôle de répartition des charges. Ils sont couramment réalisés dans un coffrage simplement constitués de deux joues (avec écarteurs et serre joints), ou moulés dans des blocs en forme de U de même nature que la maçonnerie. La section A des armatures doit satisfaire aux conditions suivantes : À ≥ 1,57 Cm2 et A ≥ 0, 5S/100 avec S section transversale du béton du chainage.

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b. Les poutres Les poutres peuvent être coulées sur place ou préfabriquées. Les numéros et section des différentes poutres sont repérés sur les plans. Les opérations de mise en œuvre se résument comme suit : - fabrication mise et place du coffrage, - mise en place des armatures, - bétonnage, (Il faut toujours veiller à la stabilité et à la solidité du coffrage avant de coule le béton)

- décoffrage. Les poutres de planchers sont généralement coulées en partie jusqu’à niveau inférieur du plancher. La partie supérieure étant coulée lors du bétonnage du plancher ; à cause de la complexité de réalisation du coffrage en une pièce. Les étais judicieusement espacés sont disposés, stabilisés (avec l’aide de béquilles, et du fond de coffrage et même d’éléments de la construction déjà réalisés) puis réglés à l’aide des cales s’il ne s’agit pas d’étais métalliques. L’on procède ensuite à la mise en place des armatures (cadres et cales à béton compris), puis à la mise en place des joues du coffrage suivi du bétonnage. Les joues peuvent être décoffrés au bout de 24 h, mais le fond de coffrage doit être maintenu jusqu’à l’obtention d’une valeur suffisante de la résistance du béton (résultat d’écrasement en laboratoire) Dans tous les cas, en cas de décoffrage précoce, il est conseillé de maintenir en place des étais à des points judicieusement choisis. Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

Les poutres constituent généralement un réseau plan dans le bâtiment et sont dites principales ou secondaires. Cette distinction se voit facilement par la différence de leur hauteur. La règle veut que deux poutres qui se croisent hors appuis (poteau) soient de hauteurs différentes. C. le linteau : C’est une pièce de bois, de pierre, de béton ou de métal fermant la partie supérieure d’une ouverture. Il support la maçonnerie au-dessus des ouvertures. Les linteaux sont fréquemment à l’origine de l’apparition des fissures dans les joints des briques ou des blocs voisins. En effet : a) les linteaux sont le plus souvent en béton armé et donc un matériau autre que celui de la maçonnerie, il en résulte des mouvements différentiels. b) aux appuis des linteaux, il se produit des charges concentrées plus élevées que les charges supportées par les autres parties des murs. c) ces charges concentrées se manifestent aux angles linteau mur, c’est- à – dire aux endroits faibles de la maçonnerie, puisque celle-ci est déforcée par l’existence de la baie voisine. On peut éviter c’est fissures en prenant certaines dispositions : * la longueur d’appui des linteaux portants sera comprise entre 25 et 20 cm. * On utilisera de préférence des linteaux préfabriqués ayant au moins 15 jours d’âge de façon à ce qu’une partie du retrait hydraulique du béton se soit déjà produite avant le mis en place. * Dans le cas où l’on a recours aux linteaux coulés sur place (grandes bais par exemple), ceux devront être suffisamment armé pour compenser le retrait hydraulique du béton. Il est conseillé également de couler les appuis sur une épaisseur de façon à désolidariser le linteau de la maçonnerie. d. Les dalles (le dallage) Les dalles sont des plates-formes situées juste au-dessus des fondations. On distingue les dallages sur terre-plein et les planchers sur vide sanitaire. Il y 2 types de dallages : les dalles porteuses, les dalles non porteuses. - Les dallages porteurs sont solidaires aux fondations par des renforts en U. Ils sont un peu plus chers et sont à éviter pour des constructions de plus d’un étage à cause des tassements différentiels. Par contre, ils sont indiqués pour éviter les fissurations des dalles au niveau des murs. - Les dalles non porteuses sont les plus fréquentes et sont indépendantes des murs périphériques mais n’évitent pas les tassements au bord de ces murs. On peut résoudre ce problème en plaçant au préalable des parpaings contre le mur du soubassement tous les 1,5 m. Il est conseillé de réaliser le dallage avant de poursuivre les travaux de Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

superstructure afin d’assurer une plateforme assainie pour faciliter leur exécution. La dalle est réalisée sur un support débarrassé de la terre végétale. On réalise le dallage en suivant les étapes suivantes : - fond de fouille : grossièrement dressé, - forme : couche d’hérisson en gravier plus de 5 cm environ de sable et faisant office de tampon, - étanchéité : feuille polyane, - dalle : 8 à 13 cm (voire plus selon les spécifications) dosée à au moins 250 kg de ciments par m3. Autrement on peut réaliser le dallage plus simplement de la façon suivante : - forme : remblai compacté de couche de 10 cm, - hérisson et sable : remplacés par béton de propreté, - dalle armée ou non. Remarque : A plus de 15 m2 de surface, il faut envisager des joints de retrait tous les 4 ou 5 m en plaçant des lattes huileuses de bois ou contre plaqués à retirer dès le début de la prise. Ces joints sont à reboucher à l’aide d’un mortier ou d’un mastique de bitume. Le revêtement sur le dallage est exécuté généralement plus tard mais, mieux avant le faux-plafond pour éventuellement bien caler le niveau de ce dernier. Selon les besoins, ce revêtement peut être : -

En simple chape lissée et bouchardée (glissements) en mortier de ciment dosé à 600 kg / m3 ; En carreaux de grès cérame, porcelaine vitrifiée ou autre.

2 – 4 - 3 Le coffrage : Le coffrage est une structure provisoire, utile pour maintenir le matériau (béton) en place, en attendant sa prise puis son durcissement. Il est constitué d’une peau en contact avec le béton, d’une ossature qui supporte la peau et des équipements de sécurité. – la peau est en bois, en métal, en matières plastiques ou en carton. – L’ossature est en bois ou en métal et doit résister aux efforts engendrés par la mise en œuvre du béton (poids propre, poussée du béton, surcharges éventuelles, effets dus au vent). a- Types de coffrages Nous distinguerons trois types principaux de coffrages Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

1. Les coffrages horizontaux (pour la réalisation de plancher) généralement supportés par un étaiement 2. Les coffrages verticaux (pour la réalisation de voiles ou de poteaux) 3. Les "moules" (pour la réalisation de pièces préfabriquées) Les coffrages diffèrent selon les matériaux et les techniques employées, nous trouvons couramment : • • • • • • • • • •

Panneaux manu portable (peau de coffrage en contre-plaqué bakélisé sur cadre métallique) Coffrages carton (pour les poteaux) Banches métalliques modulaires ((norme NF-P-93-350)) Coffrages en matières plastiques (panneaux manuportable) Coffrages traditionnels en bois de sapin (planchette) Coffrages traditionnels en contre-plaqué balisé Coffrages résine et fibre de verre Coffrages perdu (Pré dalles bacs acier...) Coffrages "outil" métallique (fabrication spéciale) Peaux architectoniques

b- Choix du coffrage Les éléments a prendre en comptes pour le choix d'un type de coffrage sont : • • • • • • • •

Économie : Compromis durabilité/amortissement L'adaptation aux formes prévues et la modularité La facilité de mise en oeuvre et de réglage La disponibilité dans l'entreprise ou sur le marché de la location Le poids du coffrage, nécessitant ou non des moyens de levages La sécurité des salariés lors des phases de coffrages, de ferraillages et de bétonnages Le parement a obtenir (béton brut, soigné, enduit, lasure, architectonique..) Les spécifications éventuelles du contrat

c- Points à surveiller lors du coffrage : • • • • •

Stabilité : et en particulier le contreventement Les déformations due a la poussée du béton Qualité des parements : réduction des flèches, bullage limité, étanchéité (peu de fuite de laitance) Réglage : horizontalité et verticalité Sécurité Protection, passerelle de service, échelles, garde-corps

d- Cas des coffrages de grande hauteur :

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Pour la réalisation de constructions de grande hauteur (piles de pont, silos, cheminées, antennes, tours...) il sera mis en œuvre des techniques spécifiques comme par exemple : • • • •

Les Les Les Les

coffrages coffrages coffrages coffrages

grimpants auto-grimpants semi-grampants glissants

e- LE décoffrage : Le décoffrage est effectué lorsque la résistance du béton est suffisante. L’opération doit être régulière et progressive pour éviter des sollicitations trop brutales. Les délais avant décoffrage sont augmentés par temps froid. II.5 – LES PLANCHERS : Ce sont des plateformes, éléments plans et horizontaux destinés à recevoir les charges d’exploitation. Ils séparent les différents niveaux (étages). Ils peuvent être en terre battue sur un support en bois, en béton armé ou précontrainte, en structure mixte, métalliques ou en bois. 2-5-1- Les différents types de planchers : a- Les planchers à base de poutrelles et entrevous (en B.A à âme treillis métallique et à poutrelles pleines) : C’est types de planchers, très couramment réalisés au BURKINA-FASO sont surtout coulé sur le chantier, mais ils appartiennent à la famille des « planchers préfabriqués ». Ils se différencient essentiellement à travers les caractéristiques spécifiques des poutrelles. Ils sont constitués : - Les poutrelles : ce sont des éléments porteurs du plancher qui peuvent être des poutrelles a âme treillis métallique ou des poutrelles en béton armé en forme de T. - les éléments de coffrage : les entrevous (corps creux ou hourdis) s’appuient sur des poutrelles. Ils servent essentiellement de coffrage perdu à la table de compression à l’exception de certains entrevous de hauteur plus importante qui peuvent jouer un rôle porteur. Après mise en place d’un ferraillage complémentaire, une dalle de répartition est coulée place. Dimension des entrevous : hauteur (8, 12, 16, 20, 25 et 30 cm) et la longueur 40 cm 50cm et 60cm. b- les planchers à base de poutrelles en béton précontraint avec ou sans terre cuite : Dans ce type de planchers l’élément résistant est une poutrelle en béton précontraint. Il est constitué d’éléments suivants : Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

• Poutrelle en terre cuite et béton pré contrainte • Les entrevous de coffrage • La dalle de répartition et son ferraillage. N.B. : Pour les éléments non coulés sur place, il est recommandé de prévoir la reprise de bétonnage dans les hypothèses de calculs. Les poutrelles et les entrevous ayant été mis en place sur le chantier, on pose les armatures de la table de compression. Cela permet de limiter les fissures de retrait de la dalle. Un béton dose a 350 kg/m3 est coulée sur cet ensemble. Les armatures sur appuis (chapeaux) assurent la continuité mécanique des éléments. La dalle de compression ou de répartition coulée en œuvre (sur place) permet de rendre l’ensemble monolithique.

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c- les planchers à poutrelles coulées sur place

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Ce type est le plus courant au BURKINA-FASO. Les armatures sont façonnées, mises en place et l’ensemble est coulé sur place. La méthode d’exécution est la suivante : - mise en place des étais et du coffrage support sur des repères d’espacement régulier (donc en rangés espacées de 50 cm :( entrevous de 5O × 20 × 16 ou 15 Cm) ; - mise en place (classement) des entrevous ; - mise en place des armatures de poutrelles ; - mise en place du ferraillage de la table de compression ; - coulage du béton (des poutrelles et de la table de compression ou répartition de 4 ou 5 Cm) ; - décoffrage à une date ultérieure adéquate. Pour les cas des éléments des poutrelles préfabriquées, les opérations sont les suivants : - repérage et ‘ implantation des éléments, - disposition des poutrelles, - remplissage des vides entre les poutrelles par des entrevous, (hourdis) - mise en place du ferraillage complémentaire (le quadrillage), - coulage du béton, - décoffrage à une date ultérieure adéquate. Remarque : l »épaisseur requise du béton doit être matérialisée avant le début de sa mise en œuvre par de repères (traçages ou piquets). d- les planchers à pré - dalles en béton armé avec ou sans raidisseurs et en béton précontraint. Les prédalles sont des plaques de faible épaisseur généralement 4 à 6cm dans les quelles sont inclus les aciers porteurs de plancher. Elles jouent un rôle de coffrage pour le béton complémentaire et d’armature. L’épaisseur totale du plancher porteur fini est au moins le double de l’épaisseur de la pré dalle. Elles sont posées sur le chantier. Un ferraillage complémentaire est réalisé au-dessus des joints et une table de compression étant coulée sur le chantier. La sous face des pré- dalles peut rester brut pour recevoir des parements (coffrage apparent et définitif). Elle peut être aussi munie de panneaux isolants de 25 à 60mm d’épaisseur. La face supérieure doit être suffisamment rugueuse pour favoriser la reprise de bétonnage. Ils sont constitués de : • Les pré - dalles en béton armé simple • Les pré - dalles en béton armé avec treillis • Les pré - dalles en béton précontraint • Le ferraillage complémentaire et la dalle de répartition

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La mise en œuvre se fait comme suit : - stockage sur des chevrons en bois, bien superposés - levage, manutention à l’aide d’un palonnier ou par élingues entretoisées ; - crochet de levage en acier doux judicieusement sur la surface ; - mise en place des prés dalles sur des étaiements par files de basting réglé par niveau de 1,60 à 1,80 m et stabilisés par entretoises venant buter sur mur ; - armatures de répartition et de liaison au droit des joints entre dalles ;

pré

- acier placé en chapeau sur les appuis pour assurer la continuité (treillis soudés éventuellement) ; - coulage, vibration et réglage de la surface du béton. e- Les planchers en béton armé, coulés en œuvre : Ce qui distingue fondamentalement ce type de planchers des autres types étudiées c’est que les éléments porteurs sont réalisés directement sur chantier et en principe il y a 3 types de planchers en béton armé coulée en œuvre :

- Plancher dalle Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

Ils présentent la caractéristique de donner un plafond parfaitement plan en sous face, ce qui les prédestine essentiellement à la réalisation de plancher d’habitation en particulier dans des immeubles à trame répétitive permettant la réutilisation rapide des coffrages. Ce sont des dalles qui permettent selon leur épaisseur et ferraillage de supporter de grandes charges d’exploitation. Pour leur exécution, on suit les phases suivantes :mise en place des étais avec stabilisation éventuelle par entretoises ; - mise en place des fourchettes en tête d’étais pour le décintrage rapide ; - mise en place des poutrelles de capacité portante élevée servant raidisseurs aux panneaux coffrant ;

de

- mise en place du ferraillage ; - réglage fin ; - coulage du béton ; - décoffrage selon la résistance caractéristique du béton. - Plancher pré nervuré à poutres apparentes Ils sont constitués de poutres principales en béton armé espacé par exemple de 5 à 6m qui supportent des poutrelles secondaires en béton armé espacés par exemple de1.5 à 2.5m sur lesquelles repose les hourdis en béton armé lui-même de 8 à 12 cm d’épaisseur dimensionnés pour recevoir de forte charges ces planchers sont essentiellement utilisés dans l’industrie. - Planchers champignons : autre application des planchers- dalles Ils sont constitués d’une dalle (ou hourdis) fortement armée reposant sur des piliers par l’intermédiaire d’un chapiteau, confèrent à l’ensemble la forme de champignon. De même que les planchers nervurés à poutres apparentes, les planchers champignons sont réservés à des cas particuliers, de fortes surcharges ou de grandes portées .La complexité de leur dimensionnement et de leur réalisation sur chantier, les exclue des travaux courant des gros œuvre. f- Les planchers -dalles alvéolées : Est formé d’éléments alvéolés en béton armé ou en béton pré contrainte ces éléments peuvent assurer la totalité de la résistance, ou encore être associé à un béton coulé sur chantier (dalle de compression rapportée) la sous face est prête à recevoir l’enduit de peintre ; elle est plane dépourvue d’aspérités sauf dans le cas où une dalle complémentaire est coulée en œuvre sur le chantier ce plancher est dite également Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

« Fini de faces » Règles générales : Selon la qualification de la main d’œuvre du chantier, il sera indispensable de mettre en place un enduit sous face pour les planchers à entrevous. L’épaisseur sera fonction de l’aspect final avec tout de même un minimum de l’ordre de 1 cm. La qualité des entrevous peut aussi influencer cette épaisseur. Pour les dalles pleines, l’aspect sera fonction de la qualité du coffrage du béton mise en place. Pour une qualité soignée il n’est alors indispensable de réaliser un enduit sous face.

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2-5-2. Les planchers et la résistance mécanique Un plancher chargé est soumis à un phénomène de flexion au cours duquel sa face inférieure résiste à des contraintes de traction sa face supérieur par Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

contre est soumise à des efforts de compression. 2-5-3 Les planchers et l’isolation thermique a- Isolation thermique intégrée dans le plancher L’isolant thermique est présent dans l’épaisseur du plancher sous forme d’un intercalaire entre poutrelles ou entre nervures dans le cas de plancher à base de poutrelles l’atténuation du pont thermique sous le talon des poutrelles est obtenue par une languette (pièce mince de forme plat) isolante faisant corps avec l’entrevous. b- Isolation thermique rapportée sur le plancher Un isolant thermique sur le plancher permet d’obtenir une isolation continue, sur la surface brute du plancher on pose donc un isolant thermique (fibres minérales ou végétales, béton de granulats légers, verres cellulaires…) qui se présente sous forme de plaques et sur ce matériaux est coulée une dalle indépendante en béton armé. La mise en place de cet isolant sous dalle flottante rapportée sur chantier relève de la technique dite traditionnelle et demande beaucoup de précision et de précaution. c- Isolation thermique rapportée sous le plancher C’est la technique dite du « faux plafond » l’isolant est en effet collé ou fixé sous le plancher porteur ou bien supporté par des profils métalliques sous les quelles sont accrochés les éléments du faux plafond. Celui-ci permet de cacher les défauts d’aspect du gros œuvre, de rendre accessible les canalisations électriques et d’obtenir une esthétique en plafond par l’utilisation des panneaux décoratifs 2-5-4 Les planchers et l’isolation acoustique Il y a bien souvent un écart considérable entre la qualité de la réalisation et le souhait initial d’une bonne isolation acoustique et sa réalisation. Les solutions utilisées par habitude ou tradition sont bien souvent insuffisantes. Les solutions suivantes sont courantes (notamment la dernière) et conseillés en planchers : - Plancher dit « loi de masse » - Plancher à dalle flottante - Planchers dit à paroi double avec faux plafond 2-5-5 Les toitures- terrasses ou Terrasses : Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

La terrasse est une plate-forme avec possibilité de circulation. Le dernier plancher d’une construction est couramment appelée toiture-terrasse. Dans ce cas l’étanchéité devient la principale condition à remplir. Elle doit être exécution avec beaucoup de précautions. a- Éléments constitutifs de la toiture terrasse : -Plancher terrasse : de même conception que les planchers d’étage courant sous réserve des charges et surcharges ; armatures renforcés pour tenir compte des efforts dus aux expositions. - forme de pente : en béton de gravillon, dosage 300kg/m3 d’épaisseur minimale de 4cm, bien taloché au-dessus. Des armatures en maille, sont enfoncées de 2cm au droit des entrées d’eau. Les joints de 10 mm à 30cm des acrotères et de tout élément saillant sont remplis par un feutre bitumé épais, recouvert par une bande en feutre de 20cm de largeur, joint déterminant des éléments dont la plus grande partie en diagonale ne dépasse pas 18m. - couche pare- vapeur : constitué par une couche d’enduit d’application à chaud et un feutre. - isolation thermique : par panneau de polystyrène expansé semi rigide épaisseur 3cm, de qualité spéciale pour cet usage couverture par une feuille de polystyrène à large recouvrement. - Étanchéité et protection : par une couche de gravillon (de rivière) d’épaisseur 4cm. avec des drains en cailloutis au droits des boites à eau. Un relevé multicouche protégé par solin (enduit de plâtre) est suspendu dans le mortier dosé à 400kg/m3 d’épaisseur minimale 3cm. Le Joint de dilatation, constitué par 2 rives en béton armé, est obturé par des soufflets en plomb de 3mm pris entre deux couches d’étanchéité. -Les pentes : les pentes et le quadrillage des joints sont dessinés soit sur un plan spécial à la même échelle que le plan de terrasse. Soit sur un croquis à petite échelle à coté de ce dernier. Pour déterminer les pentes, on trace les fils d’eau joignant les descentes aux angles ou aux points émergents singuliers de la construction on détermine ensuite le point le plus élevé en fonction de la pente minimale demandé par l’entrepreneur de l’étanchéité (1cm/m en général) se point haut sera valable pour toute la terrasse et les pentes seront en conséquence légèrement variables. L’épaisseur minimale de la forme de pente est de 2cm sauf dans le cas où l’isolation thermique est en polystyrène expansé elle sera alors de 4cm au moins pour éviter que le matériau ne s’abime à la chaleur dégagée par le coulage de l’asphalte ou la soudure de multicouche au droit des chutes EP on prévoira un défoncé de 45*45 profondeur 2cm. Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

-L’acrotère : est un élément décoratif qui est défini par l’architecte et on vérifiera que la hauteur est suffisante pour placer les bandeaux destinés aux relevés d’étanchéité. Il sera exécuté en béton armé son épaisseur de 8 cm au moins et il sera armé en acier doux au pourcentage de 100kg/m3 avec des armatures disposées dans les trois directions de façon à coudre le béton efficacement. Cette pièce est souvent préfabriquée.

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-Les rôles essentiels du plancher terrassent : Le plancher terrasse assure la protection contre : La pluie, le gel, le vent, la grêle, le soleil, le bruit, les vibrations, etc. Le plancher terrasse joue un rôle porteur. Les toitures terrasses sont facilement sujettes à des fissurations. La solution technologique consiste à réaliser en panneaux de dimensions réduites espacés par des joints convenablement traités. De façon générale, l’étancheité dans le batiment est réalisée par application de produits bitumineux. Un des plus courants est le flikote qui est une sorte d’emultion surstabilisée et qui se présente donc sous forme liquide. Pour les toitures , les feuilles paxaluminium sont les plus couramment utilisées, suivies de l’irène verte et du gerflex qui a l’avantage d’attenuer l’effet des chocs. Pour chaque produit il faut veuiller selon le cas à mettre le nombre de couches necessaires ou executer les recouvrements comme il se doit. Acrotère et bandeau en béton armé

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II.6 LES ESCALIERS EN BETON ARME 1. Généralités Les escaliers sont des ouvrages constitués d’une suite de marches et un ou des paliers permettant de passer à pieds d’un niveau à un autre d’un bâtiment ou de tout autre ouvrage. Les dimensions des escaliers dépendent du nombre d’utilisateurs et du type du bâtiment.

Fig. 22 Illustration des différentes parties et caractéristiques d’un escalier classique

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2. Les différentes formes d’escalier On distingue : • les escaliers droits, • les escaliers à volées droites, avec palier de virage ou avec tournant à marches rayonnantes, • les escaliers à quartier tour nant, • les escaliers hélicoïdaux. 3. Terminologie de construction et caractéristiques : Un escalier est déterminé par : sa montée (hauteur à gravir) h ; son emmarchement (largeur utile) e ; son giron g ; sa hauteur de marche h. • Marche : partie horizontale qui reçoit le pied ; elle peut être rectangulaire, trapézoïdale, arrondie, etc. • Contremarche : partie verticale entre deux marches. • Nez de marche : l’intersection entre la marche et la contremarche. • Hauteur de marche (h) : différence de niveau entre deux marches successives ; h = 13 à 17 cm et même 22,5 cm (escalier à usage technique ou privé). • Giron (g) : distance en plan entre deux contremarches ; il a une valeur constante de 28 cm au minimum. • Montée : C’est la hauteur totale de l’escalier (différence de niveau entre les deux planchers reliés par l’escalier). Elle est en général de l’ordre 2,7 m. Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

Pour que l’escalier puisse être monté facilement, on doit avoir entre ces deux quantités la relation (relation de Blondel) : 2 h + g = 60 à 64 ; (h et g en centimètres). Connaissant H et C (figure 30), on obtient le nombre de marches et leurs dimensions. Si n est le nombre des contremarches, on a : h = H / n et g = C / (n – 1). Fig. 30

• Palier : C’est la plate-forme constituant un repos entre deux volets. • Volée : L’ensemble des marches qui réunissent deux paliers s’appelle une volée. • Limon (figure 31) : C’est la poutre qui porte la volée du côté du vide. Fig. 31

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• Emmarchement : C’est la largeur de la marche. Elle varie entre 0,6 et 1,2m. Cette valeur peut être dépassée dans les immeubles sans ascenseur. • Jour d’escalier (figure 31) : C’est la distance entre les projections horizontales de deux limons consécutifs. Il n’est pas indispensable. • Échappée (figure 30) : C’est une distance suffisante (d’au moins 2,20 m) entre la partie de la construction située au-dessus de l’escalier et la marche qui se trouve à l’aplomb de cet obstacle, afin qu’on ne risque pas de se heurter la tête en montant l’escalier. • Paillasse : C’est la dalle située sous l’escalier. • Rampes (NF P01-012) : Les rampes, garde-corps et mains courantes permettent d’assurer la sécurité de l’usager. Les dispositions constructives, pour les escaliers droits à paillasse porteuse coulée en place : il faut se prémunir contre les poussées au vide notamment à l’intersection de la volée et palier supérieur. Il faut aussi, aux appuis des aciers de chapeau de section supérieure ou égale à 0,15 Al (figure 35). Fig. 35 Appuis de chapeau

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4. La mise en œuvre des escaliers en béton armé 4.1 Construction des escaliers droits La paillasse porteuse de l’escalier peut être coulée sur place ou pré fabriquée. Dans le premier cas, il faut prévoir sur les appuis, des aciers de chapeau de section supérieure à 0.15 fois la longueur de la paillasse. Dans le cas de paillasse pré fa briquée, il faut veiller à ce que la portée de la poutre puisse s’ajuster sur les becquets. Le recouvrement entre les crochets de la paillasse et des becquets doit être au minimum de 3cm. Les ferraillages des points d’ancrage entre la paillasse pré fabriquée et les becquets doivent être spécialement dimensionnés pour permettre une bonne suspension et un bon ancrage. Pour les escaliers droits à limon porteur, le limon central est souvent préfabriqué. Des encoches sont réservées durant la préfabrication du limon pour recevoir les marches préfabriquées. 4.2 Construction des escaliers hélicoïdaux On distingue dans cette gamme : les escaliers hélicoïdaux à marches préfabriquées et ceux à volets dits « mono bloc ». Dans le premier cas, les marches préfabriquées sont munies d’un anneau constituant le coffrage du noyau central. Ainsi, une fois qu’elles sont empilées et bien étayées, on pose le ferraillage du noyau dans la réservation centrale formée par les anneaux et le noyau peut être coulé. Les volées monobloc quant à elles sont coulées, soit par blocs de 5 ou 6 marches, soit par demi hauteur ou par hauteur complète d’étage. Elles sont composées d’un fût de béton plein (noyau) ou évidé (servant de coffrage au noyau), d’une paillasse (en général à redans) et d’un palier supérieur ou d’aciers d’attente de liaison haute.

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III - CHARPENTE : La charpente est constituée de pièces de bois ou d’autres matériaux assemblés formant une d’ossature qui supporte de la couverture. 3. 1. CHARPENTES EN BOIS Il existe trois types de charpente en bois : Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

a- La charpente en bois traditionnelle qui est composée d’un assemblage d’éléments en bois constituant des fermes, elles-mêmes soutenant des pannes et des chevrons en bois. b- La charpente en bois industrialisée, dénommée fermette. Préfabriquée et plus légère que la charpente en bois traditionnelle, elle ne comporte ni pannes ni chevrons, la couverture est directement posée sur ces fermettes. Les fermettes sont de faible épaisseur (36 à 47 mm environ) et sont reliées par des pièces de contreventement et d’anti flambement. Ce type de charpente permet des portées plus importantes que la charpente traditionnelle. c- La charpente en bois lamellé-collé. Cette technique permet de constituer des équarrissages introuvables naturellement par collage de lamelles de bois avec des mises en forme particulières. Les portées possibles sont très importantes Le mot charpente désigne un assemblage de pièces de bois ou de métal, servant à soutenir ou élever des constructions.

* Chevrons : Les chevrons répartissent le poids de la toiture sur les

pannes. Ils sont disposés dans le sens de la pente avec un entraxe de 0,50 m. Ils supportent les lattis ou voligeage. - Équarrissage 8 x 10 cm. Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

* Pannes : Les pannes constituent les éléments de liaison des fermes.

C'est par elles que transitent les charges des chevrons vers les fermes. - Entraxe en projection horizontale 2,00 à 3,00 m. - Équarrissage 8 x 22 cm à 10 x 25 cm. * Fermes : Les fermes constituent les éléments essentiels d'un

comble. Ce sont elles qui transmettent le poids général de la couverture aux porteurs verticaux.

3.2. Les charpentes métalliques II s'agit pour l'essentiel de charpentes en acier mais elles peuvent également être réalisées en alliage d'aluminium pour obtenir des charpentes plus légères. L'utilisation des charpentes métalliques pour certains types de constructions repose sur les particularités suivantes : - avantages * leurs qualités mécaniques de résistance, de fiabilité et de tenue ; * leur facilité de fabrication et de mise en œuvre ; * leur légèreté ; *leur coût. -inconvénients : * les combles sont rarement aménageables,

* la charpente ne contribue pas à l'architecture intérieure En revanche, elles entraînent des contraintes particulières pour les protéger de l'élévation de la température lors d'un incendie. On protège l'acier en le recouvrant de peintures intumescentes, de flocage, de plâtre ou de laine de roche ou en l'isolant à l'aide de coffrages de protection. Les profilés constituant les charpentes métalliques sont assemblés par l'intermédiaire de goussets, pattes, équerres et à l'aide de boulons haute résistance (HR) à serrage contrôlé, par rivetage ou par soudage. L'attention doit surtout être portée à la phase chantier où l'on peut rencontrer des erreurs de montage telles que : * défaut de contreventement ; * inobservation, lors de soudage sous intempéries, des précautions adéquates à prendre ; * emploi de boulons ordinaire à la place de boulons HR (d'aspect identique, seul le marquage permet de les différencier) ; Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

* serrage des boulons HR ne respectant pas l'ordre prescrit.

3.3. Les charpentes légères à poutrelles en I Les poutrelles à section en I de ce type de charpente sont constituées de deux membrures de section rectangulaires et d'une âme mince. Leur portée dépasse rarement 10m. Le procédé le plus couramment rencontré est la poutre NAIL-WEB qui est réalisée avec des membrures en bois massif et une âme ondulée en tôle, les dents de cette âme étant enfoncée par pressage dans les membrures (voir ci-contre).

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IV. LES COUVERTURES II s'agit des toitures de pente supérieure à 15%. Les matériaux de ces couvertures sont nombreux, la mise en œuvre de la plupart d'entre eux est normalisée à travers les DTU La manière la plus classique de classifier les matériaux de couverture est de retenir les dimensions des éléments : couvertures en petits élément d'une part et en grands éléments d'autre part.

4.1. Les couvertures en petits éléments Suivant leur nature et dimensions unitaires, il faut compter de 7 à 80 éléments au mètre carré. Par ailleurs, leur mise en œuvre implique une main d'œuvre qualifiée. Ces deux éléments entraînent des coûts de pose relativement élevés.

4.1.1 .Les ardoise naturelles Elles sont découpées dans une roche schisteuse (le phyllade) qui a comme particularité d'avoir une structure lamellaire entièrement orientée dans un même plan. La roche est débitée en plaques de faibles épaisseurs dans lesquelles sont découpés les éléments de couverture. Les gisements se trouvent en Anjou (Angers-Trélazé), dans les Ardennes, en Bretagne, dans les Alpes et également dans les Pyrénées. Les ardoises sont la plupart du temps de couleur gris-bleu, plus rarement violettes ou Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

verdâtres mais toujours avec un fond gris et cette teinte dépend du gisement. Les ardoises sont posées de telle manière qu'il y ait un recouvrement de trois épaisseurs quel que soit le point de la couverture. Elles sont toutes fixées à leur support soit par clouage soit par l'intermédiaire de crochets en acier galvanisé ou inoxydable ou encore en cuivre.

4.1.2. Les tuiles on distingue trois grandes famille - Les tuiles à emboîtement ou à glissement, également appelées tuiles mécaniques. Fabriquées en terre cuite ou en béton, il en existe deux grandes familles de format : les tuiles grand moule dont le nombre au mètre carré est inférieur ou égal à 15 et les tuiles petit moule pour lesquels ce nombre est strictement supérieur à 15.

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- Les tuiles plates en terre cuite ou en béton. Elles se posent de manière similaire a l’ardoise à la différence quelle sont munies d’un nez qui les permet de s’accrocher aux liteaux. En général de forme rectangulaire, leur nombre au mètre carré vari de 40 à 80 elles ont des dimensions qui sont d’environ 16x27 cm.

- Les tuile Canales : exclusivement en terre cuite leur origine remonte de l’antiquité, elles ont une forme tronconique demi-ronde. De longueur 25 à 60 cm, leurs largeur évasée est de 16 à 21 cm leur nombre au mètre carre vari de 20 à 40.

- pour les toitures en ardoise : * Outre la mise en œuvre, il convient également de prendre garde à ce que les ardoises proviennent bien du même gisement car leur couleur varie en fonction de celui-ci

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* Les ardoises qui ont des inclusions de pyrite (sulfure de fer) oxydable entraînent des coulures de rouille sur les toitures. La norme NF P 32-302 réparti les ardoises en trois classes A, B et C en fonction, notamment, de l’importance de ces inclusions. * La fixation par crochet, bien qu’inesthétique, est préférable au clouage car e - pour les toitures en tuile : * Contrairement aux ardoises et d’une manière générale, toutes les tuiles ne sont pas obligatoirement fixées. Cela permet aux tuiles non fixées de jouer un rôle de fusible en cas de tempête : elles sont emportées par le vent et permettent au restant de la couverture de ne pas être arrachée. Si toutes les tuiles étaient fixées, la dépression créée par une tempête risquerait d’emporter la totalité de la couverture. Ce sont les DTU qui fixent, en fonction de la pente et de la région climatique, le nombre et la répartition des tuiles à fixer ainsi que les cas particuliers, il en existe néanmoins, où toutes les tuiles doivent être fixées. 4.2 LES COUVERTURE EN GRAND ELEMENTS : Les plaques sont nervurées et, selon la forme de ces nervures, on peut en distinguer deux types. - Les plaques de grande longueur à nervures longitudinales Plus connus sous le nom de bac acier, ce système est constitué de plaques nervurées en acier galvanisé, dont la longueur des éléments peut aller jusqu’à 8m pour une largeur de 0,6 à 1,10m. Les nervures longitudinales sont destinées à améliorer la tenue en flexion ; les éléments reposent directement sur les pannes. Pour la mise en œuvre, le DTU 40.35 fait la distinction entre « toiture froide » et « toiture chaude » La « toiture froide » est caractérisée par la présence, entre la plaque nervurée et l’isolation, d’une lame d’air ventilée avec l’air extérieur. Dans ce cas l’isolant est suspendu sous les pannes. La « toiture froide » est caractérisée par la présence entre les plaques nervurées d’une Lame d’air entre la plaque nervurée et l’isolant. Toutefois, lorsque qu’une lame d’air existe, elle n’est pas ventilée avec l’extérieur et est réputée immobile. Ainsi, dans la configuration « toiture chaude », on peut rencontrer une isolation posée sur pannes, ou posée entre pannes ou encore une isolation posée entre deux plaque nervurées à trame parallèle (système plus couramment appelé double-peau). - Les plaques de grandes longueurs ondulées Les matériaux employés pour la tôle ondulée sont l’acier galvanisé, l’acier inoxydable, le zinc ou l’aluminium. Les plaques sont disponibles en Cours de Technologie Générale Procédées de Construction SAWADOGO D.PATRICK

différentes longueurs pouvant aller jusqu’à 3,00 m pour une largeur d’environ 0,9 m. Les ondes ont un pas de 76 mm pour une hauteur de 18 mm. Ce type de plaque prend également appui directement sur les pannes - Couvertures en feuilles et longues feuilles métallique : Les matériaux utilisés pour ces feuilles sont le zinc, le cuivre, l’aluminium, l’acier galvanisé ou inoxydable ainsi que le plomb. Les éléments de ces couvertures ne sont pas nervurés. Les feuilles ont une largeur de 0,50 à 1 m et leur longueur est de 2 m. tandis que les longues feuilles ont une longueur qui peut aller de 15 à 20 m. et qui correspond à la longueur du rampant des toitures courantes. Les longues feuilles permettent ainsi d’obtenir des couvertures sans recouvrement transversal des éléments La faible épaisseur des éléments (de 4 à 10/10 de mm) ainsi que l’absence de nervures implique que leur pose doit se faire sur un support continu (voligeage, parquet ou panneau de particules).

Les types de recouvrement des tole

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4.3. Le choix d’un matériau de couverture : Ce choix ne doit pas seulement se faire en fonction d’habitudes locales, il est également dicté par la pente et l’exposition de la toiture, la longueur des rampants ainsi que la région climatique (zone) concernée. Ainsi, afin de savoir si un matériau est adapté au projet, il convient de consulter les DTU de mise en œuvre qui indiquent la pente minimale admissible pour le matériau concerné en fonction notamment de la zone climatique dans laquelle on se trouve. Les feuilles et longues feuilles métalliques sont parfaitement adaptées aux faibles pentes mais peuvent également être utilisées en pente verticale. Les ardoises s’accommodent également de presque toutes les pentes sous réserve d’adapter leur mode de fixation. En revanche, les tuiles se posent dans une fourchette de pente plus réduite, centrée autour de 45

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V LES ELEMENTS DU SECOND ŒUVRE : 5.1 Les parements : Les parements extérieurs n’ont pas seulement un rôle esthétique ; ils protègent l’ouvrage contre l’infiltration de l’eau de pluie ; ils sont exposé aux chocs thermiques, les dispositions qui tendent à accentuer ce choc thermique sont à proscrire : à cet égard, les revêtements de couleurs foncées sont à éviter pour les façades ensoleillées. Les fissurations et décollements sont à craindre lorsque les revêtements scellés, rigides sont mis en œuvre sur des maçonneries à bas module d’élasticité : de telles dispositions sont à éviter. En règle générale, les murs en maçonneries doivent recevoir, en partie supérieure, une protection contre la pluie. Le phénomène de fissuration des maçonneries provient souvent, dans le cas d’association de maçonneries au béton armé, des dilatations et retraits différentiels. 5.2 Rôles de l’enduit On demande à un enduit : • de protéger l’intérieur d’une habitation des intempéries et plus particulièrement de l’humidité ; • de masquer les imperfections de la structure et des remplissages • de donner aux façades un aspect agréable et uniforme pour être peintes ou recevoir un revêtement décoratif. L’exécution des travaux d’enduit exige certaines précautions pour éviter les désordres nuisibles aux rôles demandés. - Principaux désordres Défaut d’adhérence L’enduit sonne creux et se décolle à la longue en donnant à la surface un aspect mamelonné. Ceci peut venir essentiellement : • d’une surface lisse sans aspérité suffisante pour permettre l’accrochage de l’enduit ; • d’une surface souillée ou mal décapée de ses revêtements antérieurs (plâtre, peinture ou hydrofuge de surface, etc.) ; • d’une exécution sur une surface sèche, non ressuyée ; • d’un support poreux et avide d’eau (mauvaise exécution des parpaings). Fissuration de retrait

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Présence de fissures dans toute l’épaisseur de l’enduit, les premières apparitions se font aux endroits où les contraintes sont élevées (angles rentrants). En dehors d’une préparation de surface insuffisante, il faut considérer le retrait provoqué par l’emploi d’un liant non approprié. Un dosage trop riche, le granulat ne peut compenser le retrait naturel. Fissuration de faïençage Elle est formée d’un réseau de fines fissures généralement superficielles. L’aspect de ce réseau rappelle un appareillage disgracieux pour un enduit. C’est un retrait superficiel dû : • au taloche ou lissage excessif accompagné d’un saupoudrage, la laitance qui apparaît en surface est alors trop riche, elle forme une fine pellicule qui se fissure. • à une insuffisance de protection de l’enduit pendant le durcissement, le vent et le soleil déshydratent la surface et provoquent des fissures superficielles qui peuvent pénétrer dans l’épaisseur de l’enduit. Insuffisance d’étanchéité La pluie et l’eau de ruissellement imprègnent l’enduit puis la maçonnerie, il est facile de s’en rendre compte au séchage après précipitation, on voit apparaître en surface les formes des joints du support. En dehors des fissurations, elle peut provenir : • d’une application défectueuse par manque de vigueur dans la projection ; • d’une épaisseur finie trop faible ; • d’un nombre de couches insuffisant. Préparation du travail Pour éviter le défaut d’adhérence, il est recommandé : • de piquer les surfaces lisses de manière à créer de petites alvéoles peu profondes mais rugueuses qui faciliteront l’accrochage de l’enduit. Il est possible, pour améliorer la tenue de l’enduit sur un vieux béton, d’incorporer en supplément un grillage noyé dans l’épaisseur. • de brosser énergiquement les surfaces afin de les débarrasser de toutes souillures (huile de décoffrage, plâtre, carbonate de calcium, etc.), puis de mouiller abondamment sans aller jusqu’au ruissellement, l’importance de l’humidification dépend de la nature du support, de toute façon 2 à 3 arrosages espacés de 15 mn suffisent. Pour éviter les fissurations, il est conseillé : • de ne pas exécuter les enduits par forte chaleur ou grand vent. • d’utiliser un liant à faible retrait donnant une pâte onctueuse, grasse et facilement maniable.

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L’enduit achevé, il est recommandé de le protéger des intempéries plus particulièrement du soleil et du vent, en arrosant la surface le matin et le soir pour éviter le choc thermique dû à la différence de température entre l’eau et la surface ensoleillée. Exécution de l’enduit L’épaisseur d’un enduit est comprise entre 1,5 à 2,5 cm, elle est obtenue par application de 3 couches successives à dosage régressif pour lesquelles les compositions suivantes sont conseillées : 1- GOBETIS Fonction : Couche mince d’accrochage au support dépourvue de filler. Temps d’application : une fois le tassement du bâtiment fait (1 mois au moins après la maçonnerie) Épaisseur : 2 à 5 mm Dosage en ciment : 500 à 600 Kg de ciment de la classe 35 par m3 de sable sec Granulométrie du sable : 0,25/3,15 Particularité : humidification du support avant application indispensable 2 - CORPS DE L’ENDUIT Fonction : Couche épaisse dressée, pour l’imperméabilisation et la planitude. Temps d’application : 48 h minimums après le gobetis Épaisseur : 8 à 12 mm Dosage en ciment : 400 à 500 Kg de ciment de la classe 35 par m3 de sable sec ou mieux au mortier bâtard dosé à 300 kg de ciment et 200 kg de chaux. Granulométrie du sable : 0,1/3,15 Particularité : Sensible à un séchage trop rapide (soleil et surtout vent) 3 - COUCHE DE FINITION Fonction : Couche de parement pour la décoration et protection de surface Temps d’application : 4 à 7 jours après le corps d’enduit Épaisseur : 5 à 7 mm Dosage en ciment : 300 à 400 Kg de ciment de la classe 35 par m3 de sable sec ou mieux mortier bâtard dosé à 150 kg de ciment et 200 kg de chaux. Granulométrie du sable : 0,1/0,2 Particularité : humidification du support avant application indispensable. Ces deux couches sont exécutées avec un sable 0/3 à granulométrie étalée et contenant 10 à 15% de «fillers ». Il est bon de rappeler que les dosages exprimés sont valables pour du sable sec, si ce dernier est humide, il foisonne, augmentation de volume variable de 15 à 30% qui a pour conséquence de provoquer un surdosage. Cours de technologie procédé de construction

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∑ = épaisseur 25 à 20 mm

Exemple : Un sable humide à 3% a un volume supérieur de 15% à celui de l’état sec ce qui, pour un dosage à 500 kg, donne un surdosage de 500 x 15/100 = 75 kg soit au total 575 kg. Remarque : Les chaux hydrauliques actuelles ont des qualités mécaniques voisines de celles des ciments, la confection d’un mortier bâtard revient à mélanger deux ciments ; il est donc souvent préférable, pour la réalisation des 2è et 3è couches, d’utiliser uniquement la chaux comme liant.

Finition des enduits

Phases de retournement d’un enduit

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- Les autres enduits Il y’a beaucoup de sortes d’enduits en maçonnerie. L’enduit tyrolien C’est l’un des meilleurs enduits (1 volume de ciment pour 3 volumes de latérite fine et 7 volumes de sable). Il est très employé, car utilisant pour l’essentiel des produits locaux (ciment et sable). Il donne, par son épaisseur et son aspect, une « belle peau » à la construction. Il a tendance à accrocher la poussière, mais sans conséquence, celle-ci ayant à peu près la couleur du tyrolien… L’enduit coquillé Il est également très employé, utilisant lui aussi des produits locaux : ciment, sable, coquillage écrasé. Il est auto lavable, et sa durée de vie est très longue. Il est recommandé de faire le dosage suivant : ciment à 350 ou 400 kg pour 1 m3 d’agrégats, 2 brouettes de coquillage écrasé 5/10 et 10/15 à proportion de 50% chacun, et 2 seaux de 20 l d’eau. Il est à noter qu’un dosage très fort en CPA favorise la fissuration. Les enduits en terre Ils sont problématiques parce qu’on ne doit pas les utiliser sur des blocs stabilisés si on ne les stabilise pas eux-mêmes. Si c’est la même terre qui est utilisée que dans les blocs, on mettra 1,5 fois plus de stabilisant que dans les blocs. 5.3. Les chapes : Une chape est un ouvrage fait de mortier qui recouvre les dalles ou planchers. Lisse, elle permet de donner au sol une excellente planéité et une bonne régularité de surface ainsi que de mettre le sol au niveau souhaité. Elle reçoit ensuite directement les revêtements de sol : carrelages, moquette, linoléums… La réalisation d'une chape est un préalable indispensable à la pose du revêtement de sol (carrelage, parquet, moquette, …). Cours de technologie procédé de construction

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Il existe différents types de chape, mais en construction de maison individuelle, les plus courantes sont : - la chape dite " rapportée " réalisée en mortier de 3 à 5 cm d'épaisseur tiré à la règle. Ce type de chape est réalisé en mortier de ciment. - la chape flottante, d'une épaisseur de 3,5 cm environ, qui présente la particularité d'être réalisée en mortier de ciment ou en anhydrite et d'être posée sur un isolant dont les bords sont relevés le long des murs de façon à éviter la transmission des vibrations vers les murs. Ce type de chape est à recommander lorsque l'on recherche une bonne qualité d'isolation phonique. - la chape autonivelante : la chape autonivelante est un produit novateur de la gamme Système Sols de Lafarge Bétons. C’est une chape ciment, fluide et prête à l’emploi, préparée industriellement en centrale à béton et mise en place par pompage et par des applicateurs agréés et formés dans le respect des règles de l’art. L’autonivelance du produit offre une parfaite planéité, supprimant ainsi les travaux de remise à niveau du sol. Elle ne demande pas de temps de séchage supplémentaire par rapport à une chape en ciment traditionnelle et autorise une mise en charge à 7 jours pour montage de cloisons légères.

5.4. LES REVÊTEMENTS DES PLANCHERS ET DES MURS Ce sont les différentes finitions destinées à agrémenter et décorer l’intérieur d’un local, résister à l’humidité et aux agents chimiques, résister à l’usure et être d’un entretien facile. On distingue les revêtements sur lesquels l’homme se déplace (ou revêtement de sol) de ceux qui assurent une protection des surfaces verticales (revêtements muraux ou placage). a. Les revêtements de sol pour habitation Il est possible de faire les distinctions suivantes qui permettront de préciser la nature des produits à utiliser. • L’utilisation de la pièce (chambre, séjour, cuisine, bains…etc.) ; • Les conditions climatiques et régionales du lieu d’implantation de la construction. On ne parlera que des matériaux susceptibles de recouvrir la totalité de la surface du sol d’un logement et de remplir intégralement les conditions cidessus énoncées. Il existe deux grandes catégories :

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• éléments préfabriqués classiques en céramique, grès, ciment, pierre…etc. • éléments modernes en matière plastique. a. Éléments classiques Ce sont des matériaux pleins et durs qui transmettent très bien les bruits d’impact, il est donc indispensable de placer, sous la forme de sable, une matière absorbant ces vibrations (feutre bitumé, fibre de verre…etc.) qui aura l’avantage de réaliser une dalle flottante. Ils sont posés à bain de mortier bâtard avec ou sans joint ; il arrive qu’une surface carrelée, convenablement exécutée, se déforme sous l’action de la dilatation et du retrait, les légères aspérités sont éliminées par ponçage et le matériau employé doit pouvoir supporter ce travail sans détérioration superficielle. Pour les carreaux de petites dimensions (2,5 x 2,5 ou 5 x 5) ils sont, au préalable, collés à l’envers sur un support en papier fort pour obtenir une surface de pose variable de 0,20 à 0,50 m².

Fig. 60 Revêtement de sol et plinthe

c. Éléments en matière plastique C’est un matériau de plus en plus employé et il est difficile d’énumérer tous les produits commerciaux ; la pose, à chaud ou à froid, s’effectue bord à bord à l’aide d’une colle spéciale. On distingue : • les carreaux de 30 x 30 ou 40 x 40 • les bandes continues de 0,50 et 0,70 de largeur. Ils ont une épaisseur variable de 3 à 5 mm. Le support de pose ne doit pas comporter d’aspérités, ces dernières entraînent, très rapidement, la destruction de la couche superficielle Cours de technologie procédé de construction

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résistante, il est donc recommandé d’égaliser la surface avant de commencer le travail. d. Les revêtements en pierre Il faut distinguer : • les dalles pré taillées susceptibles d’être polies (pierre calcaire, marbre, granit, ardoise) d’épaisseur variable de deux à cinq centimètres, la pose se fait au mortier sur forme en sable de 3cm. • Les pavés en grès ou granit qui sont placés sur une couche de sable de 10 à 15 cm et assemblés au mortier dosé à 300 Kg. e. Les placages ou revêtements verticaux Outre la décoration, ils assurent la protection des surfaces verticales contre toutes projections liquides (eau, graisse), ils doivent être inaltérables et d’un entretien facile. Les produits classiques : carreaux de faïence, de porcelaine, de céramique vitrifiée, les émaux, etc. sont posés bord à bord au mortier de ciment ou bâtard ; actuellement, la pose au ciment colle est de plus en plus pratiquée. Les éléments de petites dimensions sont plaqués de la même manière que les revêtements de sol. Il existe dans le commerce des produits en matière plastique qui remplissent bien les conditions demandées, la pose à la colle est uniquement employée. 5.5 FAUX PLAFONDS Le plafond est la surface limitant le haut d’un local. Cette surface peut être : • la sous face du plancher supérieur ou d’une toiture habillée ; • un plafond indépendant exécuté au-dessous du plancher ou de la toiture qui masque la sous face et réduit la hauteur du local. En plus du rôle esthétique, le plafond peut avoir les fonctions suivantes selon les cas : isolation thermique ; isolation ou correction acoustique ; protection incendie ; passage de réseaux (VMC, chauffage, etc.). a. Plafonds enduits Sous une dalle en BA, quand la sous face est de bonne qualité géométrique, un simple enduit de lissage de 3 à 5 mm convient. Sous un plancher poutrelle entrevous, l’épaisseur de l’enduit plâtre est de 10 à 15 mm b. Plafonds suspendus

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Quand le plancher possède des retombées (poutres apparentes : solives bois, poutrelles métalliques ou encore poutres béton armé), on réalise un plafond rapporté afin d’obtenir une surface sans décaissé. Il existe de nombreux modèles ; le plus courant est fait de feuilles de contreplaqué en bois. Ces feuilles sont suspendues à l’ossature par des vis, des crochets, ou fixées directement (clous). Elles sont disposées horizontalement en dessous des traverses. Chaque élément repose sur trois appuis minimums. Le traitement des joints est réalisé par des tiges de bois de faible épaisseur appelées couvre-joints, posés juste au niveau de la jonction de deux feuilles. Première famille de solutions On projette du plâtre sur un support lui-même fixé en sous face de plancher : • le support peut être un lattis de bois ou métallique, • le support est une surface horizontale réalisée avec des éléments spéciaux en terre cuite suspendus à l’aide de crochets métalliques : figure 61 (DTU P 68-202). Fig. 61 Types de plafonds

Cette technique est actuellement peu employée car elle nécessite un personnel qualifié. Cours de technologie procédé de construction

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Deuxième famille de solutions On suspend sous le plancher des feuilles de contreplaqué vissées sur une structure en bois ou acier, elle-même suspendue sous le plancher. Les plaques possèdent un parement fini (pour la correction acoustique par exemple) ou sont directement préparées pour recevoir la peinture (plaque de plâtre à peindre : figure 62. Fig. 62 Plafond suspendu

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CHAP XII : Procédés de construction des ouvrages spéciaux  LES ROUTES I - Généralité : une route est une voie terrestre destinée à la circulation hors agglomération. C’est une voie carrossable et aménagée hors agglomération. C’est aussi l’itinéraire à suivre pour aller d’un endroit à un autre.

II- Terminologie de la route :

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-L'emprise : surface de terrain appartenant à la collectivité et affectée à la route et à ses dépendances. Elle peut, en outre, comporter certains excédents. Elle coïncide généralement avec le domaine public. - Assiette : partie de la route située entre les limites extérieures des fossés latéraux et concernée par les travaux de déblais et ou des remblais. -Plate-forme : surface de la route qui comprend la chaussée, les accotements, sans les fossés et talus (déblais ou remblais). - Chaussée : surface aménagée qui supporte la circulation des véhicules. Son rôle est de transmettre au sol de fondation les efforts Cours de technologie procédé de construction

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résultant de la circulation : • efforts verticaux dus à la charge des véhicules • efforts horizontaux dus au freinage et à l'accélération des véhicules - Accotement : zone latérale de la plate-forme qui borde extérieurement la chaussée. L'accotement peut être constitué par un trottoir. Il peut être aménagé en piste cyclable et cavalière. - Fossé : dépression creusée dans le terrain pour l'écoulement des eaux. On peut construire des fossés aux pieds des remblais ou au sommet des déblais... - Rampe : Section de la route qui monte. - Pente : section de la route qui descende - Palier : section de la route horizontale - route en remblais : route construite au-dessus du terrain naturel (T.N) - route en déblais : route construite en-dessous du terrain naturel -Talus : forme inclinée que l'on donne aux terres pour éviter les éboulements. - La larguer de la plate-forme d'une route comprend : la chaussée, les accotements et, éventuellement les terre-pleins. -largeur de la chaussée : La largeur minimale d'une route est au moins égale à 3,50m. Les routes à chaussée séparées, larges chacune de 7,00 m ou de 10,50 m selon les cas, doivent comporter un terre -plein séparatif de 5,00 m de largeur et deux accotements de 1,00 m à 4,00 m chacun.

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III- Les différents types de routes : 3- 1 -On peut classer les routes selon leur importance : a - Le sentier : c’est une voie de communication très sommaire tracée par le passage répété des piétons et des animaux. b - La Piste : c’est une voie de communication suffisamment large pour laisser passer au moins un véhicule à moteur. Elle est plus longue et plus large que le sentier car destinée à des communications de plus longue distance. c - La Piste améliorée : Elle est le stade le plus élevé d’aménagement de la piste. Elle est faible pour la circulation en toute saison. On distingue deux types. Piste améliorée Largeur d’emprise Largeur de la piste Vitesse de référence Praticabilité

Type A 20m 6m 80km/h

Type B 15m 5m 60km /h

Pas de coupure

Coupure momentané en temps de pluie

d-Les routes en terre : dès que le seuil de 25 à 40 véhicules par jour est dépassé il faut transformer la piste en route en terre. Elle est plus grande que la piste améliorée et elle comporte un système de drainage des eaux : On distingue deux types : La route en terre ordinaire et la route en terre moderne Type de route Largeur d’emprise Largeur de la chaussée Vitesse de référence

RTO 20m 7m 80km/h

RTM 20m 10,6m 100km/h

e - La route revêtue : Une route est dite revêtue quand la couche de roulement a été traitée spécialement pour résister à un trafic important. Elle a un certain nombre de caractéristiques La largeur d’emprise 30m ; La largeur de la plateforme 7 à 9m et la Vitesse de référence 100km/h. Cours de technologie procédé de construction

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3-2 -On peut classer les routes en milieu urbain de la manière suivante : -Les routes nationales ont une importance nationale et sont assujetties à un trafic élevé. Ces routes (revêtues ou en terre) sont construites, aménagées et entretenues aux frais de l'État. - Les routes départementales (revêtues ou en terre) sont soumises aux financements des départements, et parfois par des subventions de l'État. -Les routes communales (revêtues ou en terre) sont administrées par les mairies. -Les autoroutes sont des routes exclusivement réservées à la circulation rapide et accessibles seulement en des points spécialement aménagés. Elles ne comportent ni passages à niveau, ni carrefours. Les autoroutes comportent généralement 2 chaussées à sens unique, séparées par un terre-plein central. Sa capacité est supérieure à 2.200 véhicules par jour. Les autoroutes sont caractérisées par : • La circulation rapide, • Accessibles en des points spécialement aménagés, • Ne comportent aucun carrefour à niveau, • Les propriétés limitrophes des autoroutes ne jouissent pas directement du droit d'accès aux autoroutes pour éviter les accidents. -Les routes express servent à : • Faire des déviations autour des agglomérations, des grands itinéraires et de certaines routes importantes. La différence entre l'autoroute et la route express est que cette dernière peut comporter des carrefours à niveau. D'autre part, les caractéristiques géométriques sont généralement plus modestes pour les routes express.

3-3 - On peut classer les routes en milieu rural de la manière suivante : - Les chemins ruraux primaires qui desservent les villages et les centres d'activité économique, et les relient aux réseaux des routes départementales et nationales. Les chemins ruraux primaires ont une largeur de 7,00 m à deux voies de circulation de 3,50m. - Les chemins ruraux secondaires desservent les hameaux et les lotissements, les relient entre eux ou aux routes départementales. Ces Cours de technologie procédé de construction

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voies de communication sont à une ou deux voies de communication. - Les chemins ruraux tertiaires desservent essentiellement les parcelles soumises à l'exploitation agricole et forestière. Ils sont réalisés en une voie de communication de 3,00m.

IV - les éléments constitutifs d’une chaussée : 4 - 1- le corps de la chaussée : Le corps de la chaussée est composée d'un ensemble de couches : - La couche de fondation qui répartit les pressions sur le terrain naturel ; - Éventuellement, sous cette couche de fondation, la sous-couche qui s’oppose aux remontées des terres argileuses ou qui joue le rôle de filtre. - La couche de base qui amortit les actions du trafic transmises par la couche de roulement. - La couche de roulement ou couche de surface, constitue la couche protectrice et imperméable. Elles doivent assurer en même temps la rugosité, qualité essentielle pour la sécurité des usagers. - Deux accotements encadrent la chaussée et assurent le trafic des piétons ou des vélos et peuvent servir d'aires de stationnement afin de dégager la chaussée. Les accotements des chaussées départementales et communales sont d'environ 1,00 m à 2,00 m et 2,75 m à 3,25 m pour les routes nationales. Les accotements de 4,00 m sont prévus pour les autoroutes. La pente des accotements est de 4 à 5 % dirigée vers le fossé. En cas d'adoption de pistes cyclables, l'accotement peut varier de 2,00 m à 2,50 m par sens de circulation.

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4 – 2 - Zone de récupération et zone de dégagement de sécurité. Les abords de la chaussée contribuent à la sécurité et à la maintenance de la route. La création des accotements revêtus permet à un conducteur de rétablir son véhicule suite à une panne. Le dimensionnement de cette zone de récupération est fonction des vitesses pratiquées et du type de voies et des possibilités : sa lageur varie de 0,25m à 2,50 et à 4,00 sur autoroute.

4 - 3- Les dévers : Le dévers ou pente transversale permet de favoriser l'évacuation des eaux de surface. Dans les rayons de courbure faible, il contribue à l'équilibre dynamique des véhicules. Cette contribution reste limitée et sa valeur est plafonnée (généralement à 7%). Au-delà de cette valeur, d'autres problèmes surviennent et notamment des difficultés constructives.

4 - 4- Les enduits routiers : Cours de technologie procédé de construction

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a – les liants hydrocarbonés : un liant hydrocarbonés est une substance constituée essentiellement d’atomes de carbone et d’hydrogènes. Il permet d’englober les matières inertes comme le sable et les graviers. On distingue trois familles de liants hydrocarbonés. - les liants naturels : c’est le bitume naturel ou roche asphaltique. - les bitumes (artificiels) proviennent du raffinage et du traitement du pétrole brut. - le goudron provient de la pyrogénation de la houille. Un liant hydrocarboné est un matériau adhésif contenant du bitume ou du goudron ou les deux. Mélanger avec les granulats on obtient des matériaux enrobes. Un enrobe ou enrobe bitumineux ou grave bitume est un revêtement de voirie compose de granulats concasse, de sable fin et de liant. L’enrobe est généralement a chaude. Un enrobe à chaude est fabrique à une température inferieur a 180 degrés dans un centrale d’enrobage, il est transporté a chaude sur le chantier d’épandage pour former la couche supérieure de la route. En dessous de 130 degrés un enrobe a chaude devient difficile à relier. b- Enduits superficiels : On appelle enduits superficiel l’épandage alternatif d’une ou plusieurs couche de liants hydrocarboné avec gravillon. Il existe trois types d’enduit superficiel. * Enduit monocouche double gravillonnage : L'inconvénient de l'enduit monocouche simple est que tout excès de gravillons se traduit par des rejets. L'intérêt de la monocouche double gravillonnage est de répandre une première couche de gravillons avec un dosage plus faible que le "pouvoir couvrant" de façon à ce que chaque gravillon trouve "sa place" pour se coller sur du liant. On vient ensuite répandre une deuxième couche de petits gravillons pour venir 'bloquer" les gravillons plus gros de la première couche. Les rejets occasionnés par ce deuxième gravillonnage sont sans conséquence pour la circulation, car on estime que les bris de pare-brise interviennent avec des gravillons supérieurs à 8 ou 10 mm. (Ce qui ne dispense pas d'enlever l'excès de petits gravillons avec une balayeuse aspiratrice).

* Enduite bicouches : La bicouche est la superposition de deux monocouches. On l'utilise en général Cours de technologie procédé de construction

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lorsque l'on est en présence d'un support hétérogène, la première couche ayant pour objectif "d'homogénéiser». La première couche est constituée de gravillons 6/10 ou 10/14 alors que la deuxième est réalisée avec des petits gravillons 4/6 ou 2/4 avec l'existence d’une "discontinuité" entre les deux coupures granulométriques (par ex. 10/14 +4/6 ou 6/10 + 2/4). Au niveau des liants, on donne souvent la préférence à l'émulsion de bitume. * Enduit monocouche inversé : Encore appelé "enduit sandwich", on le réalise en répandant une première couche de gravillons "à sec" puis une couche de liant, et enfin une couche de petits gravillons. Cette solution est utilisée dans le cas de supporte hétérogènes (plaques de ressuage notamment). c- enrobes denses : on appelle enrobe dense un mélange de sable et de bitume. Il peut être fin ou moyen selon les classes granulaires. L’enrobe dense présente une meilleur étanchéité car plus compact et homogène. b- béton bitumineux : un béton bitumineux est constitué par un mélange de granulat concasse de classe granulaire rigoureuse et de bitume. Du faite de la qualité des constituants, le revêtement en béton bitumineux est un matériau homogène et compact de bonne résistance qui s’adopté a toutes classe de trafic.

4- 5- Les différents types de chaussées : - les chaussées souples : couche de matériaux bitumineux inférieure à 15 cm, parfois limitée à un enduit, sur une assise composée d'une ou de plusieurs couches de matériaux granulaires non traitées (épaisseur de 30à 60 cm). - Les chaussées bitumineuses épaisses : couche de roulement bitumineuse sur des couches de chaussée composées de matériaux traités aux liants hydrocarbonés. L'épaisseur des couches facilitent la diffusion des efforts verticaux en les atténuant dans les couches d'assise. - les chaussées à assise traitée aux liants hydrauliques : assise traitée aux liants hydrauliques de 20 à 50 cm avec une couche de roulement en matériaux hydrocarbonés, ces chaussées sont qualifiées de semi-rigide. – Les chaussées à structure mixte : couche de roulement, et la couche de base sont en matériaux hydrocarbonés (10 à 20 cm), la couche de fondation traitée aux liants Cours de technologie procédé de construction

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hydrauliques (20 à 40 cm). – Les chaussées à structure inverse : couche de matériaux bitumineux (environ 15 cm) sur une couche de matériaux granulaires non traités.

V - Études Routières : L’étude routière comporte plusieurs étapes.

1 - L’étude topographique : Elle a pour objectif de récolter les données sur la topographie : des lieux, le relief, les obstacles à éviter, les passages obligés. C’est sur ces données de base que le concepteur établira son projet.

2 - L’étude géotechnique et l’étude des matériaux : Elle concerne la caractéristique du sol qui doit supporter la route, les ouvrages d’art et d’assainissement. Elles ont aussi pour but de rechercher ou d’analyser les matériaux susceptibles d’être utilisés pour les travaux. La connaissance des matériaux et la caractéristique du sol de support conduisent au dimensionnement de la chaussée, des ouvrages du point de vue résistance et stabilité. Le dimensionnement suppose également l’évaluation de l’agressivité du trafic (nombre de véhicule par jour). L’étude des matériaux permet de donner aux formulations de déterminer la composition optimale qu’il convient de donner à un produit ainsi les caractéristiques que doivent présenter les Constituants afin qu’ils répondent aux critères à respecter. C’est le cas des bétons des enrobés bitumeux etc. (enrober bitumeux mortier ou béton hydrocarburé composé de granulats de rivière mélangé avec bitume)

3 - L’étude hydrologique : L’eau joue un grand rôle dans la dégradation de la route et dans la détérioration des ouvrages. Elle est à l’origine de l’interruption du trafic sur certaines routes en terre dans les zones inondables. En outre il y a souvent des rivières ou des fleuves qu’il faut franchir. On a alors recours aux études hydrologiques pour évaluer l’importance des débits en certains points définir le type d’ouvrage à réaliser et déterminer les ouvrages assainissements et de protection nécessaire. Cette étude est basée sur la connaissance de la pluviométrie de même que les conditions d’écoulement (relief, végétation, pluviométrie) des précipitations Cours de technologie procédé de construction

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4 - L’étude des ouvrages d’art : Une fois l’étude hydrologique faite de même l’étude des caractéristiques du sol, on procède au dimensionnement des ponts.

5 - L’étude économique : Au-delà du cout même estimatif de l’ouvrage cette étude a pour but essentiellement d’apprécier la rentabilité d’un projet routier et d’éclairer les décideurs et les partenaires financiers. La construction d’une route nécessite en générale un investissement onéreux.

VI La Construction de la Route : 6.1 – Généralité : Une route est composée de ligne droite de courbe et de pente. Elle a une fonction de liaison et de desserte. Ainsi elle joue plusieurs rôles. - Sur le plan administratif elle rapproche le citoyen de l’administration - Sur le plan social elle est un moyen de communication, elle facilite le rapprochement entre les populations, elle facilite également les échanges sociaux-culturels entre les différents localités d’un pays. - Sur le plan économique elle favorise la modalité entre des personnes et des biens ce qui stimule l’économie, accélère le développement des zones rurales.

6.2 - Les différentes phases de construction d’une route : a. L’implantation : C’est la matérialisation sur le terrain et à l’échelle réelle du tracé de la future route suivant le plan d’exécution. b. La préparation du terrain : Elle consiste à faire le débroussaillage qui comprend des travaux tels que : -Le défrichement - Le désherbage -L’abattage d’arbres et leurs mises en forme pour ne pas gêner la circulation. c. Le Terrassement : C’est l’opération qui consiste à faire des mouvements de terre sur un chantier routier. Elle comporte : -L’ensemble des déblais ou remblais là où le projet passe en dessous en dessus du terrain naturel.

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-Les opérations dans les mauvaises zones pour remplacer le mauvais sol par de bons matériaux. d. La Construction des ouvrages d’arts C’est l’opération qui consiste à construire des ouvrages d’arts dans les zones de passage d’eau. Ces ouvrages sont essentiellement les ponts, des dalots, ou des radiers les buses etc. e. L’exécution de la chaussée Le remblai achevé on procède à la mise en place de la chaussée sur le sol support dont le rôle est de supporter les différentes couches mise en place. -La couche de fondation : Elle a une épaisseur de convenablement choisie, elle reparties les pressions qui sont des différences de contrainte dues aux charges des véhicules et les transmet à la couche de forme. -La couche de forme : Elle a une épaisseur de 30cm et se situe juste audessus du sol retenu comme assiste de la route. -La couche de base : Elle se situe au-dessus de la couche de fondation .Elle est la dernière couche avant le revêtement. C’est la couche qui supporte directement l’action des véhicules .Elle transmet les charges à la couche de fondation. -la couche de revêtement : la couche de roulement est celle qui est directement en contact avec les roues des véhicules. Elle doit répondre aux exigences suivantes : * étanchéité contre les eaux d’infiltration. *résistance aux efforts imposes par les pneumatique. *confort grâce à les rigidités des surfaces de l’enrobe utilise. *sécurité grâce à la rugosité de surface qui assure l’adhérence des pneumatiques. Les couches de surface les plus courantes sont celles en bitume. Mais il existe d’autres types.

VII L’entretien Routier : La route comme m’importe quel ouvrage doit être suivie et entretenue afin qu’elle puisse assurer la fonction voulue.

7.1. Définition :

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L’entretien routier est l’ensemble des travaux de routine et périodique à effectuer dans le but de maintenir la chaussée, les tales, le système de drainage et tous les autres ouvrages annexes.

7. 2. Les objectifs de l’entretien routier : Maintenir leur capacité de répartition des charges à supporter Permettre aux usagers de circuler sur une route unie et confortable Permettre l’imperméabilisation des couches inférieures et assurer la qualité de surface. Une route, dès sa mise en service s’use et se dégrade. Les principaux facteurs de dégradation sont : - Le trafic : Il provoque l’usure, les déformations, la fatigue des différentes couches de la chaussée. - L’eau : C’est la principale ennemie de la route. Elle peut éroder le sol et affaiblir la chaussée.

7.3 TYPES DE DEGRADATIONS : -Les dégradations sur routes revêtues sont reparties en 5 grands groupes qui sont : a. Les déformations Les déformations sont des dépressions ou ondulations de la route qui prennent généralement naissance dans le corps de chaussée ou dans le sol support et qui se manifestant sur la couche de roulement ; on les différencie suivant leur forme et leur localisation. Dans ce type de dégradations, on distingue : les affaissements, les flaches, les bourrelets, les ornières et plus rarement les tôles ondulées. b. Les fissurations Les fissurations sont des fentes de degré plus ou moins important de la route qui affectent la couche de roulement et même tout ou partie du corps de chaussée. c. Les arrachements Ce sont des phénomènes de rupture d'adhésion entre éléments ou parties de la route suivie généralement de leur disparition. Ce type de dégradations n'affecte que la couche de roulement au début de son apparition mais peut s'aggraver en affectant les couches sous-jacentes au revêtement. On distingue les désordres suivants : le décollement, le désenrobage, le plumage, le peignage, la pelade et les nids-de-poule. Cours de technologie procédé de construction

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d. Les remontées de matériaux Les remontées de matériaux sont l'apparition de matériaux ou d'eau à la surface du revêtement en l'affectant ; ce phénomène peut provenir soit des couches inférieures ou soit se manifester à partir même de la couche de roulement (cas du ressuage). On pourra citer au nombre de ces désordres les remontées d'eau ou de boue, le ressuage et les boursouflures. e. Les usures de la couche de roulement En dehors des dégradations dues au vieillissement et à la fatigue du corps de chaussée qui affectent le revêtement, il existe même l'usure de cette couche de roulement par frottement caractérisée par une perte de matériaux. On distingue le glaçage, les têtes de chat et l'usure de la signalisation horizontale (lorsqu'elle existe). -Les dégradations sur routes non revêtues sont reparties en (3) grands groupes qui sont : a- Les déformations : Les déformations sont des dépressions ou ondulations de la route qui prennent généralement naissance dans le corps de la chaussée ou dans le sol support et qui se manifestent sur la couche de roulement : on les différencie suivant leur forme et leur localisation ; on distingue : les ornières, les flaches, la tôle ondulée, les déformations dans les rivages. b- Les arrachements : Ce sont des phénomènes de rupture d'adhésion entre les éléments ou parties de la route suivi généralement de leur disparition. Ce type de dégradation n'affecte que la couche de roulement au début de son apparition mais peut s'aggraver en touchant les couches sousjacentes. On distingue les désordres suivants : les arrachements avec profil "w", le ravinement, les nids de poule. c- Les usures de la couche de roulement en graveleux et des accotements : En dehors des dégradations dues au vieillissement et à la pratique du corps de chaussée qui affectent la couche de roulement, il existe aussi Cours de technologie procédé de construction

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l'usure de cette couche de roulement par frottement et qui se caractérise par la perte de matériaux. On y distingue l'usure de la couche de roulement et l'usure des accotements.

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LES TUNNELS :

I- Définition : Un tunnel est une galerie souterraine de grande dimension. Les tunnels sont utilisés par les routes, les rues, les voies ferrées, les canaux, les canalisations d’eau potable et d’eau usée et les métros. Ils sont également destinés à des fins militaires et de défense civile. Ces galeries peuvent en outre accueillir des centres commerciaux, des centrales électriques, des équipements sportifs et des centres culturels.

II- Procédés d’exécutions des tunnels : Les risques et les enjeux techniques lors de la construction d’un tunnel encourus imposent une reconnaissance préalable du site à laquelle contribuent toutes les sciences de l’ingénieur : géologie, hydrologie, géotechnique. Il existe trois procédés d’exécutions des tunnels : 2-1- exécutions des tunnels par tranchée : La tranchée est généralement effectuée dans des sites à faible couverture. Les premières structures souterraines ont été réalisées selon les techniques d’affouillement, à ciel ouvert. Pour éviter l’éboulement et maintenir la stabilité des parois, on les étaye à l’aide de madriers dans les fouilles peu profondes, notamment pour la pose des réseaux d’eau potable. Pour les fouilles plus profondes, on établit au périmètre du chantier un rideau de palplanches métalliques ou une paroi moulée, en béton armé ou préfabriquées, ancrées dans le substrat imperméable. En effet, drainer et rabattre provisoirement ou définitivement la nappe phréatique sont souvent indispensables à la réalisation de la tranchée. Pour raccourcir le temps du chantier et maintenir l’intégralité des services, surtout en milieu urbain (circulation, commerce, desserte), on coule une dalle supérieure tandis que les travaux se poursuivent en dessous. 2-2- exécutions des tunnels par utilisation des caissons : Le caisson immergé destiné au franchissement des cours d’eau et des bras de mer. Le caisson est une grande cloche étanche faite de bois, de béton ou d’acier, immergée et posée sur le sol de fondation dans laquelle de l’air Cours de technologie procédé de construction

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comprimé est pulsé pour chasser l’eau hors de la chambre de travail (caisson pneumatique). 2-3- exécutions des tunnels avec des explosifs ou des machines : Le creusement à l’explosif ou à la machine ponctuelle employé en sol profond : L’abattage du rocher reste le principal problème à résoudre lorsqu’on fore un tunnel. Il est nécessaire de consolider la roche avant ou pendant sa percée. Selon sa dureté, on emploie soit un explosif disposé dans des trous forés à travers le front de taille par une machine à attaque ponctuelle. Soit un jumbo multi bras, soit une tarière ou un tunnelier. Le jumbo de forage, mis au point aux États-Unis en 1945, est un chariot à portique équipé de perforatrices qui creusent le tunnel en pleine section, accroissant ainsi les cadences d’avancement et réduisant la quantité de soutènement.

III- Les Différents type de tunnels : on distingue : 3-1- les tunnels percés : On réalise un tunnel pour supprimer un obstacle naturel lors de la construction d’une route, d’une voie ferroviaire et des barrages. Les tunnels percée sont généralement réaliser en site rocheux. 3-2-les tunnels urbains ferroviaire ou routiers : Ils sont généralement réalisés avec une faible ouverture de terrain dans des sites déjà très encombres en surface et en sous-sol, les constructeurs Cours de technologie procédé de construction

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sont contraints de s’installer d’une manière exiguë en surface du fait de la circulation. Ils sont contraints de s’enfoncer dans des horizons profonds aquifères et souvent mauvais. 3-3-les tunnels sous-fluviaux : Ils sont généralement réaliser en sol meuble saturé d’eau et avec une faible ouverture de terrain.

VI- Les méthodes de terrassement en souterrain : 4-1-les méthodes classique de terrassement en souterrain : Cette méthode consiste à créer des galeries blindées de petite section à l’intérieur du profil a réalisé. Le cadrage en bois ou en métal avec des montants et des chapeaux assurent le support d’enfilage en planche ou en tôle nervurée et le placage du soutènement par l’intermédiaire des coins en bois. À partir de ces galeries sont entrepris des abattages latéraux, pour agrandir progressivement l’excavation, le bétonnage de la voute et des piédroits est également effectuer par section alternées. Les opérations de terrassements, de chargements et d’évacuations des déblais, autrefois réalisées à la main, sont maintenant mécanisées. Les étaiements et même les blindages deviennent généralement métalliques. Le béton vibré remplace la maçonnerie.

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Les différentes phases de la construction d’un tunnel routier. 4-2-les méthodes modernes de terrassement en souterrain : les méthodes modernes de terrassement se distingue en fonction de la résistance du sol ou de la présence d’eau. 4-2-1 souterrains en rocher : s’exécute souvent en tunnels de percé. Lorsque la tenue de la roche après l’excavation est bonne, on peut réduire considérablement et même supprimer les étaiements. On généralise alors l’emploi des explosifs et l’on mécanise au maximum les opérations de perforation des trous de mine, de chargement et d’évacuation des déblais provenant du tir. Pour pallier aux phénomènes de décompression crées dans le massif rocheux par l’ouverture de galerie. On réalise un boulonnage intensif de parements en introduisant dans des trous forés des barres d’acier qui sont scellées pour permettre par l’intermédiaire d’une plaque métallique, l’épinglage du parement sur des rochers en profondeur. Le bétonnage intensif de la voute du tunnel est ensuite réalisé à forte cadence, à l’aide d’un coffrage roulant et d’un train de bétonnage. Cours de technologie procédé de construction

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4-2-2 souterrains en terrain meuble : c’est le cas des travaux urbains. 4-2-2-1 utilisation d’un blindage : on met en place des éléments subjacents au fur et à mesure de l’ouverture de la voûte du tunnel courant, a pleine section, par terrassement mécanique à la pelle. L’utilisation d’étais a vérins permet la mise en charge de ces blindage, qui sont ensuite perdus dans le béton coulé en place.

4-2-2-2 utilisations d’un blindage en béton préfabriqué formant une voûte : Les piédroits de la voûte sont d’abord réalisés d’une manière traditionnelle dans des galeries boisées. Ensuite on exécute le terrassement de la voûte par tranchées successives de 0.8 m de largeur correspondant à la largeur du voussoir. Le reste du terrassement est effectué mécaniquement par tractopelle sur chenilles. Les anneaux sont mis en charge dans le sens de la voûte à l’aide de vérin plats. Pour solidariser les différents voussoirs d’un même anneau, ainsi que les anneaux successifs constituant la voûte on utilise des colles qui lubrifient les contacts au moment du montage et qui verrouillent les voussoirs entre eux. De cette manière la décompression du terrain est très limitée. Le système a été amélioré par l’utilisation dans des voussoirs préfabriqués de poussoir formés de plaques de béton armé.

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4-2-2-3 utilisations d’un bouclier et d’une machine à forer : le bouclier est un anneau métallique très résistant que l’on fait pénétrer a force dans le terrain en prenant appui sur la tranchée de voûte préalablement exécutée, et à l’abri de laquelle on peut terrasser sans danger. En terrain inondé, on peut fermer le bouclier par un opercule et le mettre sous pression d’aire comprimé, ce qui permet à l’intérieur de cette enceinte de travailler à sec.

4-2-2-3 exécutions à ciel ouvert : C’est les méthodes qui ont été employée pour la réalisation du terrain des tuileries. Elle permet une très grande vitesse d’exécution. - dans une première phase, on réalise à partir du terrain naturel deux Cours de technologie procédé de construction

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tranchées étroites non étayées, dont la tenue est assurée par le remplissage de l’exaction par une boue thixotropique. On bétonne ainsi dans chaque tranchée, a pleine fouille, un mur destiné à constituer les parois latérales de l’ouvrage. - dans une seconde phase on réalise la dalle de couverture de l’ouvrage, qui est directement exécutée sur le fond de fouille. - dans une troisième phase, la circulation pouvant déjà être réaliser à ciel ouvert, le tassement du sous terrain et le radier. Dans certains cas même, la totalité de l’ouvrage peut être réalisée à ciel ouvert, le terrassement et le radier étant exécuté avant la couverture.

4-3- les tunnels sous-fluviaux : pour diminuer la longueur de leur rampe d’accès, ces tunnels sont souvent très plats, les galeries de ventilation étant latérales ou centrales, et ils présentent également une couverture très faible. Ces ouvrages sont actuellement presque tous réalisés par échouage dans une fouille préalablement draguée, de tronçons préfabriqués, généralement réalisé en béton précontraint. À l’abri d’une enceinte provisoire, on exécute à sec des éléments très importants qui peuvent atteindre jusqu’à 100 m de longueur. On muni ces élément de tympans d’extrémité provisoire tanches, leur permettant de présenter dans l’eau un poids apparent très faible. Préalablement, on réalise sous l’eau des massifs permettant de supporter le poids du caisson immergé. Le caisson est alors échoué à son emplacement. Ces ouvrages présentent cependant un risque important en cas de remplissage accidentel du tube par l’eau. Il convient d’assurer après la pose le blocage du tunnel par bétonnage sous l’eau ou par remplissage en sable des vides ménagés entre le fond de la fouille et le caisson. L’ouvrage peut alors être remblayé. Cours de technologie procédé de construction

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 LES PONTS : 1. Généralités : D’une façon générale, on appelle pont, tout ouvrage permettant à une voie de circulation de franchir un obstacle naturel ou une autre voie de circulation. Selon le cas, on distingue : pont-route, pont-rail, pont-canal. - Les petits ponts hydrauliques, sont couramment appelé de ponceaux ou de dalots. - Un viaduc est un ouvrage routier ou ferroviaire de grande longueur, constitué de plusieurs travées et permettant le franchissement à grande hauteur d’une brèche. - un aqueduc est ouvrage (pont) qui supporte des canaux ou des conduites d’eau. - Une passerelle est un pont relativement petit construit pour permettre aux piétons de franchir les autoroutes. - Une buse est un ouvrage de franchissement que l’on ne désigne jamais par le terme de pont, même si son ouverture est de dimension respectable. En résumé, on appellera pont tout ouvrage de franchissement en élévation construit in situ. Un pont se compose de trois parties principales : - les fondations qui permettent de transmettre les efforts au terrain ; - les appuis comprenant : *les culées qui servent d’appuis aux extrémités du tablier et supportent les poussées des remblais. *les piles qui supportent le tablier entre les culées. - un tablier qui supporte les voies de circulation (automobiles, piétons, animaux). Il peut être en une ou plusieurs travées en fonction de la largeur de la vallée à traverser.

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2. Étude – réalisation- fonctionnement : 2.1 étude : L’étude d’un pont porte généralement sur les aspects essentiels suivants : - Hydrologie et hydraulique pour la détermination des crues et des conditions d’écoulement. - Géologie pour détermination du type et de la profondeur des fondations. - Du trafic pour les dimensions (largeur du pont, surcharges d’exploitation…). - Dimensions des structures du pont (piles culées et tablier). 2.2. Construction : le choix du mode de construction dépend essentiellement du type de pont a réaliser. Mais aussi des paramètres environnementaux. 2.2.1 Réalisation des appuis : - les culées : les culées sont des appuis d’extrémités réalisées sur la terre ferme. Elles sont généralement enterrées totalement ou partiellement. Les phases de réalisation sont : *réalisations des semelles et poteaux. *mise en place d’un premier remblai. Cours de technologie procédé de construction

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*réalisations du chevêtre et des murets. *réalisation du second remblai. 2.2.2. Construction des piles : les piles sont réalisées en coulant le béton dans un coffrage qui peut être grimpant ou glissant à cause de la grande hauteur des piles. 2.2.3. Construction du tablier : a. tablier coulé sur place : le type de construction est adoptée dans le cas où la brèche à franchir n’est pas trop importante. Le béton du tablier est coulé dans un coffrage pose sur des étais. Il est exécuté en des portées de 10 à 25 mètres de portée. Les avantages de ce procédé de construction sont : -favorise l’utilisation des matériels courant (étais, coffrages.) -favorise l’emploi de la main d’œuvre de qualification courant. Les inconvénients de ce procédé de construction sont : -l’utilisation excessif des matériels lorsque l’obstacle à franchir est très important -une mise en œuvre relativement lente influence la durée du chantier. b. Les ponts poussés : pour ce procède de construction ; le tablier est réalisé sur la rive et sa mise en place est réalisé par tirage pour limiter le port a faux on utilise un avant bec, un haubanage ou la mise en œuvre d’appui provisoires. Les contraintes de réalisation des ponts pousses : -l’effort de passage importante -risque de renversement des piles -l’alignement des tabliers pousses s’ils sont sur des rives différentes. c. Les constructions en encorbellement : lorsque les travées ne peut être poussée, ou les travées sont de grade portée ou la brèche est très grande pour un étaiement, on peut construira le tablier de ce pont en encorbellement. Ce mode de construction utilise des tabliers qui peuvent être préfabriqués ou coule sur place. Les avantages de ce procédé de construction sont : - l’avancement des travaux rapide - meilleur aspect des parements Les inconvénients de ce procédé de construction sont : -un nombre important travée. -une place importante pour la préfabrication. Cours de technologie procédé de construction

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-difficulté pour raccorder les câbles.

3.3 TYPES DE PONTS : On choisit le type de pont selon les avantages qu’il présente par rapport à l’endroit où il doit être construit. Plusieurs facteurs influencent le choix du type de pont. Notamment la distance sur laquelle il doit s'étendre ainsi que celle qu'il doit y avoir en dessous du pont. On doit aussi prendre en ligne de compte les matériaux nécessaires et la main d'œuvre disponible. De plus, on doit calculer le type de circulation qu'il va y avoir sur ce pont, les coûts reliés à sa construction et finalement l'apparence du pont en relation avec son entourage.

3.3.1 Classification des selon les matériaux : - ponts en bois : Ce sont des ponts dont le matériau de base de construction est le bois. En effet, le choix de ce matériau permet de construire des ponts rapidement, que les techniques de maçonnerie ou du béton armé ne permettent pas.

- Pont en fer, acier et en béton : Ce sont des ponts dont le matériau de base de construction est de l’acier ou du béton armé. Les ponts en acier ou en béton armé sont plus résistant que les ponts en béton bois.

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3.3.2 Classification des ponts selon la structure : En fonction de leur structure on regroupés les ponts en quatre grandes catégories : Les ponts en arc, les ponts à poutres, les ponts suspendus et les ponts à haubans.

a. Pont en arc : Le pont en arc est un des types les plus anciens. Ce type de pont est très utilisé pour les grandes portées ou distances entre deux points. Les voûtes et les arcs supportent des charges verticales en développant sur leurs fondations des réactions obliques qui compriment la structure. C'est donc une forme bien adaptée aux matériaux résistant mal à la traction (maçonnerie, béton). Le tablier, peut soit reposer sur l'arc, soit être suspendu à l'arc. On distingue : -Pont à arches en béton : Les arches sont des caissons creux en béton, larges d’environ 9,5 m et d’une épaisseur à la clé de 4,5 m. Elles se trouvent environ à 27,5 m audessus du niveau de l’eau.

- Pont à arches en maçonnerie : Les arcs en maçonnerie constituent cependant un procédé de construction peu utilisé aujourd’hui, en raison de leur coût élevé.

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b. Pont à poutres, consoles : Le pont à poutres est le pont le plus simple à construire. Il est aussi le moins coûteux. Le pont à poutres se compose d'un tablier horizontal qui est supporté à chaque extrémité par des piliers. Le pont à poutres est idéal pour enjamber de courtes distances. Le pont à poutres n’exerce qu'une action verticale sur ses piles. Un pont à poutres est limité en portée par la résistance de ses poutres. - Le pont à consoles se caractérise par des poutres qui prennent appui, non pas à leurs extrémités, mais en leur milieu.

c. Pont suspendus : Les ponts suspendus peuvent enjamber des distances de 1000 à 4000 mètres. Ce type de pont est très dispendieux à construire. Un pont suspendu suspend le tablier ou la chaussée avec des câbles énormes. Ces câbles s'étendent d'une extrémité à l'autre du pont. Ces câbles reposent sur des piliers et sont fixés à chaque extrémité par des ancrages dans le sol.

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d. Le pont à haubans : Le pont à haubans ressemble au pont suspendu. Tous les deux ont des tabliers suspendus à des câbles. Par contre la différence se situe dans la façon dont les câbles sont ancrés et rattachés aux piliers. Le pont suspendu comprend de grands câbles porteurs qui exercent un effort de traction sur les points d'ancrage. - Les câbles d'un pont suspendu sont rattachés à chaque pilier et ils sont ancrés dans la terre ferme à chaque extrémité. - Les ponts à haubans comportent un grand nombre de câbles ancrés dans le tablier eux aussi, mais ce qui diffère c'est que chaque câble est relié directement aux piliers et non à des câbles porteurs. Le tablier est entièrement suspendu à ces câbles.

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4.3 Entretien : Le contrôle du pont est organisé de façon régulière et surtout après chaque crue importante afin de détecter les anomalies ou dégradations éventuelles. L’entretien courant consiste en la réparation des dégradations diverses qui peuvent se produire sur les remblais d’accès et en l’enlèvement régulier tous les détritus (branchages, …) qui se déposent à l’entrée du pont et qui peuvent peu à peu diminuer la section d’écoulement et rendre l’ouvrage inefficace. Il existe aussi une surveillance spécialisée qui concerne les structures du pont (état du béton, capacité des piles, des poutres et du tablier).

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CHAP XIII : Procédés de construction des ouvrages hydrauliques

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Les Barrages :

I – PRESENTATION ET FONCTIONS : un barrage est un ouvrage artificiel disposé en travers d’un cours d’eau pour arrêter son écoulement, créer une retenue ou élever le niveau de l’eau en amont. Plusieurs objectifs conduisent à la construction d’un barrage : - concentrer la pente naturelle d’une rivière dans un site donné, rendant ainsi possible la production d’électricité à partir de l’énergie potentielle de l’eau (énergie hydroélectrique). - stocker, puis amener l’eau des rivières vers des canaux et des systèmes d’irrigation. - augmenter la profondeur des rivières pour la navigation. - contrôler le débit de l’eau pendant les périodes de sécheresse et de crue. - créer des lacs artificiels destinés aux loisirs.

II - HISTOIRE : Le premier barrage connu a été construit en Égypte, vers 4000 av. J.-C., pour faire dévier le Nil afin de créer un site pour la ville de Memphis. De nombreux barrages en terre ont été bâtis durant l’Antiquité (notamment par les Babyloniens), pour former des systèmes d’irrigation élaborés, qui ont permis de rendre fertiles des régions jusque-là improductives et d’alimenter en eau d’importantes populations. Aujourd’hui, il existe dans le monde plus de 35 000 barrages d’une hauteur supérieure à 15 m, dont le plus grande est le barrage des TroisGorges construit en chinoise et mis service en 2009. III- CONCEPTION : Les conséquences d’une rupture de barrage étant très graves, ces édifices doivent être conçus minutieusement avec d’importantes marges de sécurité, puis surveillés en permanence pendant et après leur réalisation. 1.3 Sécurité : La conception d’un barrage doit tenir compte des caractéristiques hydrologiques, topographiques et géologiques du milieu où il sera Cours de technologie procédé de construction

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construit. On doit, considérer les apports moyens en eau et leurs fluctuations saisonnières ; les caractéristiques topographiques concernent essentiellement l’adaptation du barrage au relief ; on doit également tenir compte des risques de séisme : des analyses rigoureuses sont effectuées sur les fondations naturelles et la cuvette à remplir, qui doivent être étanches et avoir la résistance nécessaire pour supporter le poids du barrage, ainsi que celui de l’eau. Tout défaut d’étanchéité, à l’intérieur ou sous un barrage, doit être prévenu afin d’éviter des pertes d’eau, mais surtout pour empêcher l’affouillement (érosion) de la structure elle-même. Les géologues mesurent également la profondeur à laquelle se trouve le sol rocheux de fondation, sous la couche alluviale. Un barrage doit être construit de façon à résister aux forces auxquelles il est soumis : — la gravité qui tend à provoquer son affaissement sous l’effet de son propre poids. — la pression hydrostatique exercée par la retenue d’eau sur toute la hauteur de l’édifice et sur ses fondations (sous-pression), les pressions interstitielles au sein du massif, les tensions et les contraintes des matériaux constituant l’ouvrage. La sécurité concerne également l’appareillage mécanique ou électrique qui permet de réguler le niveau de la retenue, de réaliser la dérivation de l’eau et l’évacuation des crues, d’amener éventuellement l’eau vers une unité de production hydroélectrique, ou encore le passage des bateaux (écluse). 3.2 – Autres Critères : L’objectif premier d’un barrage étant la production d’électricité (hydroélectricité), la hauteur de l’ouvrage est cruciale, car la puissance fournie augmente avec la hauteur de l’eau retenue. Pour les barrages chargés de contrôler les inondations, le volume de la réserve est la considération première. La hauteur d’un barrage est essentiellement limitée par la topographie du site, mais peut être affectée par d’autres facteurs. Des facteurs limitatifs peuvent être pris en compte, comme les répercussions écologiques et l’interférence de l’ouvrage avec les autoroutes et les voies ferrées. Il est généralement préférable que le lac de retenue formé par un barrage soit très étendu et peu élevé. Dans le cas du lac Kariba, ce lac est situé à 125 m au-dessus du lit du Zambèze. Rempli entièrement en 1963, il a une longueur de 282 km, couvre 5 180 km2, et contient environ 163 milliards de m3 d’eau. Cours de technologie procédé de construction

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3- 3 Conséquences de la construction des barrages :

3 - 4 Étapes d’un projet « Barrage » Cours de technologie procédé de construction

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L’étude d’un projet « Barrage » se décompose en : – Choix d’un site – Étude des besoins, – Étude de la retenue, – Étude des crues et de leur évacuation – Étude des fondations au niveau de l’axe de l’ouvrage – Étude de la digue et de ses protections – Mode de gestion et d’entretien – Principes de suivi

IV- CONSTRUCTION : 4-1 Le barrage : La construction d’un barrage nécessite la mise à sec et la préparation des fondations. L’assèchement est réalisé au moyen d’un ou de plusieurs batardeaux, digues ou barrages provisoires, généralement réalisés en enrochements ou constitués d’un barrage-voûte de faibles dimensions. Les aménagements sont érigés en amont, et parfois de chaque côté de l’emplacement de l’ouvrage. Ils détournent la rivière pendant la construction au moyen de conduites, de galeries ou de canaux de dérivation. Les tunnels ainsi formés sont souvent transformés et réutilisés après l’achèvement de l’ouvrage. Si les conditions topographiques empêchent la réalisation de canaux de dérivation, un barrage peut être construit en deux étapes. On établit alors un batardeau sur la moitié de la largeur de la rivière, pendant la construction de la partie basse du barrage. Ce batardeau est ensuite enlevé et un second est établi autour de la partie opposée du site. L’élaboration de grands barrages peut s’étendre sur une période dépassant la dizaine d’années. La possibilité d’inondations importantes pendant la période de détournement est un risque à envisager. 4.2- Les bassins de rétention : L’eau qui retourne à la rivière en aval du barrage ne doit pas avoir la possibilité de creuser ou d’éroder ni le lit de la rivière, ni d’affecter la fondation du barrage par effet de cavitation. Ainsi, des plans d’eau, appelés bassins de rétention, sont prévus pour réduire la vitesse de l’eau, et donc son énergie cinétique. Ces bassins constituent un élément majeur du barrage. Le bassin en tablier et le bassin à chocs sont des structures courantes, permettant de diminuer l’énergie élevée de la chute de l’eau. Dans le bassin-tablier, la vitesse importante du courant peu profond issu du barrage est transformée en courant profond de faible vitesse, qui se Cours de technologie procédé de construction

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décharge le long d’un tablier en béton horizontal ou en pente, s’étendant en aval à partir de la base du barrage. Dans le type de construction avec bassin à chocs, l’extrémité du barrage est formée de manière à détourner le débit important vers le haut, loin du lit de la rivière. La « secousse » résultante limite l’énergie destructrice de l’eau (voir érosion). 4.3- Surveillance de l’ouvrage : On doit repérer les fuites et les suintements éventuels, ainsi que les déformations et les fissures : il s’agit de l’auscultation de l’ouvrage, qui s’effectue après l’achèvement des travaux et parfois même au cours de la construction. On utilise des procédés topographiques pour déterminer les zones de déplacement superficielles de l’ouvrage ; on mesure les déplacements internes au moyen de tassomètres et de clinomètres pour les barrages en matériaux meubles, et par pendule pour les ouvrages en béton ; on évalue les déformations, les débits de fuite, les pressions interstitielles, les contraintes.

V- OUVRAGES ANNEXES : Un barrage est érigé avec des ouvrages annexes, qui assurent l’évacuation des crues, la vidange et la prise d’eau. 5.1- Évacuateurs de crues ou déversoirs : Lorsque le niveau normal du réservoir de retenue est atteint, des déversoirs sont prévus pour garantir le non-dépassement de ce niveau. Ils doivent laisser passer sans dommage les plus grosses crues. Ainsi, on les appelle parfois des évacuateurs de crues. Un déversoir est donc nécessaire pour évacuer le surplus du débit sans risquer d’endommager le barrage, la centrale électrique ou le lit de la rivière en aval du barrage. Le type le plus courant de déversoir est le dégorgeoir. Pour permettre une utilisation maximale du volume de la réserve, des vannes mobiles sont parfois installées au-dessus de la crête (sommet du barrage), afin de réguler le surplus. Dans les barrages, comme celui du Mississippi, les déversoirs de crues ont une telle importance que le dégorgeoir occupe la largeur entière du barrage, et la structure globale apparaît comme une succession de piles verticales, supportant des vannes mobiles. La glissière, autre type de dégorgeoir, est un large chenal à pente douce en béton, construit généralement aux extrémités d’un barrage de remblai de hauteur moyenne. Le type de déversoir dépend parfois de la topographie du site sur lequel le barrage est construit. Dans les vallées étroites, par exemple, les parois des barrages sont généralement trop escarpées pour qu’on puisse y installer des déversoirs de type dégorgeoir le niveau est trop haut. Le Cours de technologie procédé de construction

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puits vertical est raccordé à un conduit horizontal, en travers du barrage, qui mène à la rivière située plus bas. 5-2- Ouvrages provisoires d’évacuation : Des galeries et des puits de drainage sont creusés dans la masse du barrage pour collecter et évacuer les eaux qui pourraient s’infiltrer dans le corps de l’ouvrage et diminuer ainsi la sous-pression. Les galeries de drainage (réparties sur plusieurs niveaux) acheminent les eaux recueillies par les puits de drainage jusqu’aux rives et dans les profondeurs de la roche d’assise. 5.3- Prises d’eau : Outre les déversoirs, des ouvrages d’évacuation sont nécessaires pour extraire l’eau du réservoir en continu. Cette eau est renvoyée à la rivière en aval du barrage ou fournit de l’énergie hydroélectrique via des turbines ; on peut également l’utiliser pour irriguer ou alimenter les grandes villes. L’évacuation des barrages est réalisée au moyen de tuyaux et de galeries, avec des canaux placés à côté du niveau minimal du réservoir. De tels canaux sont pourvus de portes et de vannes permettant de réguler le débit. 5-4-Vidanges de fond : Les barrages sont généralement équipés d’un ouvrage de vidange, construit au fond de la retenue d’eau. Celui-ci doit pouvoir vider la retenue en huit ou dix jours en cas de danger, ou lors du contrôle, de l’entretien, ou de la réparation du barrage et de ses constructions annexes. Lorsque le barrage sert à produire de l’électricité, l’usine hydroélectrique fait partie des ouvrages annexes. Elle est le plus souvent séparée du barrage ; parfois, elle est intégrée dans le corps de la construction.

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VI- TYPES DE BARRAGES :

Il existe des barrages en maçonnerie ou en béton et des barrages en matériaux meubles. Les premiers appartiennent à au moins l’une des catégories suivantes : le barrage-poids (ouvrages de masse importante, dont le poids s’oppose à la poussée de l’eau du lac) , Les barrages-voûtes (incurvés sur les flancs de la vallée), les barrages à contreforts (constitués de murs triangulaires parallèles au lit du cours d’eau), et les barrages mobiles, de hauteur modérée. Les trois premiers types, généralement en béton, nécessitent des fondations rocheuses de qualité. Ce sont des barrages-réservoirs : ils servent généralement à accumuler un certain volume d’eau pour l’irrigation, la lutte contre les crues ou la production d’énergie. Les barrages mobiles, souvent réalisés en travers d’un cours d’eau, sont employés pour rendre ce dernier navigable. Parmi les barrages en matériaux meubles, on peut citer les barrages en enrochement, les barrages en terre, constitués d’une terre homogène dans tout l’ouvrage ou de terres de différentes origines disposées en zone, les barrages mixtes, comportant un noyau étanche en terre argileuse et des enrochements. Le choix du type de barrage pour un site donné est déterminé par des considérations économiques et de sécurité. Le coût d’un barrage est partiellement lié à la disponibilité des matériaux de construction et à l’accessibilité du site. La nature des fondations est décisive dans le choix du barrage à édifier. Cours de technologie procédé de construction

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6-1-1- Les barrages en béton : 6-1- Le barrage-poids : Le barrage-poids moderne est une solide structure en béton à profil triangulaire, épaissie à sa base et affinée vers le haut. Vu du dessus, il est rectiligne ou légèrement incurvé, ce qui permet de réduire son volume, et donc son prix. Le côté en amont est pratiquement vertical. La stabilité et la résistance à la pression d’un tel barrage sont assurées par son propre poids, qui l’empêche de basculer ou de glisser sur sa base. Il s’agit du type de barrage le plus stable et qui nécessite le moins de maintenance. La hauteur d’un barrage-poids est généralement restreinte par le type de fondation. En raison de leur poids, les édifices de plus de 20 m de haut sont souvent construits sur des fondations rocheuses, et non sur un sol alluvial. 6-1-2- Le barrage-voûte : Le barrage-voûte emploie les mêmes principes de structure que le pont en arche. La voûte s’incurve vers le courant d’eau et la charge d’eau principale est répartie le long du barrage, mais surtout vers les parois latérales de la vallée étroite ou du canyon dans lesquels de tels barrages sont construits. À la courbure en plan s’ajoute parfois une courbure verticale, le barrage étant alors appelé barrage-coupole. La courbure des barrages-voûtes était initialement circulaire, mais les outils informatiques (modélisation mathématique) ont permis de concevoir de nouvelles formes, comme les spirales logarithmiques, proposées par les ingénieurs de l’EDF. Dans des conditions favorables, les barrages-voûtes contiennent moins de béton que les barrage-poids et leur stabilité est obtenue plutôt par leur forme que par leur masse propre. Relativement peu de sites conviennent à ce type de barrage. En effet, ils ne sont adaptés qu’à des vallées étroites. Ce sont les ouvrages les plus sûrs lorsque les points d’appui sont immuables.

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BARRAGE EN VOUTRE

6-1-3-Le barrage à contreforts : Un barrage à contreforts comporte un voile d’étanchéité s’appuyant sur des piliers régulièrement espacés. Il est formé d’un mur amont, ou plateforme, appelé masque plan amont, qui supporte l’eau retenue. L’édifice est équipé d’une série de renforts, ou murs triangulaires verticaux, construits pour supporter la plate-forme et redistribuer la poussée de l’eau vers les fondations. Le voile d’étanchéité est généralement très incliné vers l’aval, pour que le poids de l’eau plaque le barrage contre le terrain qui le supporte. Le poids de l’eau retenue par le barrage permet ainsi de compenser sa relative légèreté. Ces barrages sont parfois appelés barrage-poids creux, car ils requièrent seulement de 35 à 50 % du béton utilisé dans un barrage-poids de taille comparable. Le type de barrage à dalles planes ou à voûtes multiples est un exemple courant de barrage à contreforts, comme le barrage de Girotte, dans les Alpes. Dans un barrage Cours de technologie procédé de construction

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à contreforts en dalles planes, le mur qui supporte la charge de l’eau est un rideau étanche de dalles en béton armé, encerclant l’espace entre les renforts. Malgré une économie considérable sur les matériaux utilisés, les barrages à contreforts ne sont pas forcément moins coûteux que les barragespoids. Le coût des ouvrages à forme complexe et l’installation en acier pour les consolider compensent les économies sur le béton. De tels barrages sont parfois nécessaires dans des sites dont le terrain d’appui est médiocre, ou lorsque la vallée est trop large pour permettre la construction d’un barrage-voûte. 6-1-4- Le barrage mobile : Également appelé barrage à niveau constant, le barrage mobile a une hauteur limitée ; il est généralement édifié dans la partie aval du cours des rivières, de préférence à l’endroit où la pente est la plus faible. Il est muni en des endroits d’une bouchure — partie mobile permettant de réguler le niveau en amont — comportant des vannes métalliques ; la partie fixe correspond à un radier (revêtement) étanche. En réglant l’ouverture des vannes, on peut maintenir un niveau d’eau constant à l’amont. On peut utiliser ce type de barrage dans l’aménagement des estuaires et des deltas. 6-2-Les barrages en matériaux meubles : Les barrages en matériaux meubles sont des barrages-poids qui n’utilisent pas le béton pour assurer les liaisons et l’étanchéité. Ce sont les barrages les plus résistants aux tremblements de terre. En fait, la plupart de ces ouvrages font appel à plusieurs matériaux ; ce sont alors des barrages mixtes. 6-2-1Le barrage en terre : Il existe des barrages en terre homogène, en général constitués d’un massif en terre compactée, et des barrages à profil zoné. Les barrages en terre homogène — levées et digues — sont les structures les plus couramment utilisées pour retenir l’eau. Ils sont construits avec des matériaux naturels collectés à proximité du barrage (terre argileuse, roche, pierre). Cette diversité de matériaux explique les formes diverses et la composition variée de ces ouvrages. Les matériaux ne sont pas simplement déversés, mais sont également arrosés, puis tassés et compactés à l’aide de gros engins tractés à rouleaux vibrants. Le développement de grands engins de terrassement a rendu leur construction particulièrement économique par rapport aux barrages en béton. Cours de technologie procédé de construction

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En raison de la stabilité de la plupart des matériaux terreux agglomérés en pente douce, il est nécessaire que la base de ce type de barrage soit de quatre à sept fois plus large que sa hauteur. Le suintement est inversement proportionnel à la distance que l’eau doit parcourir. Le large renfort de terre est donc bien adapté pour des sites aux fondations perméables. Les barrages en terre conviennent également lorsque la roche en place n’a pas les qualités requises pour des fondations de barrages en béton, ou lorsqu’elle est recouverte d’une épaisse couche d’alluvions qu’il serait trop coûteux de retirer. Par exemple, le haut barrage d’Assouan sur le Nil a une hauteur de 111 m et une longueur de 3 600 m ; il est essentiellement construit à base de sable.

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6-2-2- Le barrage en enrochements : Le barrage en enrochements peut être constitué uniquement d’un matériau imperméable, tel que l’argile. Il peut également avoir un noyau central imperméable, vertical ou incliné, compris entre des massifs d’appui (à l’aval) ou de protection (à l’amont). Ce massif peut être fait de matériaux plus perméables, tels que le gravier sableux. Sur la face en contact avec l’eau, on dispose parfois un tapis d’étanchéité souple, ou « masque », réalisé avec des produits bitumineux, qui s’adapte bien à la surface à couvrir et à un éventuel tassement du barrage. Le noyau peut s’étendre bien plus bas que le niveau de la fondation du barrage principal, dans le but de réduire le suintement.

6-2-2- Le barrage en gabion : le gabion est un cadre ayant la forme d'un parallélépipède rectangle en

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grillage galvanisé (à mailles hexagonales ou carrées) et rempli de matériau pierreux de granulométrie appropriée. Catégorie : - Gabion classique : épaisseur égale à largeur - Gabion-semelle : épaisseur égale moitié de largeur - Matelas Reno : épaisseur très inférieures aux autres dimensions - Gabions à cellules multiples : matelas Reno épaisseur de 0.5 m.

a. BARRAGE EN GABIONS A PAREMENT AVAL VERTICAL • Simples et mieux adaptés à de faibles hauteurs de chute (< 3m). • Employés souvent en rivière pour régulariser le cours d'eau, pour alimenter les prises en dérivation ou pour régulariser le charriage de matériaux.

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b. BARRAGE EN GABIONS A PAREMENT AVAL EN GRADIN : • Les gradins dissipent l'énergie de l'eau, cela permet de réduire la longueur du bassin de dissipation. • Ces déversoirs peuvent supporter de forts débits (jusqu'à 3 m3/s/ml).

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VII- LES BARRAGES AU BURKINA FASO : • Le Burkina Faso a fait beaucoup d’efforts en matière de petite hydraulique ; les premiers barrages datent néanmoins des années 20 et une centaine était réalisée en 1960. • Ils ont des dimensions très variables de quelques dizaines de milliers de m3 à des millions. Ils servent à l’approvisionnement en eau des populations et du bétail, mais aussi pour l’agriculture depuis les années 70. • Les constructeurs sont l’État et ses démembrements comme l’ONBAH, l’ONEA, les Services du Génie Rural et de l’Hydraulique, les sociétés parapubliques comme la SOSUCO ; mais aussi les ONGs et les missionnaires.

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PROFIL EN TRAVERS D’UNE DIGUE

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Les Dalots

1. Généralités : Le dalot est un ouvrage de franchissement placé sous la chaussée. Il est généralement en béton armé et présente une section rectangulaire ou carrée. Le dalot est constitué par les éléments suivants : - un radier ou une semelle en béton armé ; -

des piédroits ;

-

une dalle ou des dallettes sont en béton ;

-

deux murs de tête ;

-

quatre murs en aile en amont et en aval ;

-

l’enrochement de protection amont et aval ;

-

les remblais d’accès ;

On rencontre couramment Trois types de dalots : - Les dalots ordinaires constitués de piédroits verticaux, fondés sur une semelle ou un radier général, sur lesquels repose une dalle ou les dallettes en béton armé. - les dalots cadres dans lesquels la dalle, les piédroits et le radier constituent une structure rigide en béton armé. Cours de technologie procédé de construction

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- les dalots portiques semblables aux dalots cadres mais sans radier (les piédroits sont fondés sur des semelles. Remarque : On adopte les dalots pour des débits élevés, supérieurs à 10 m3/s.

2. Étude – réalisation-fonctionnement : Le débit de la crue de projet est déterminé par l’étude hydrologique. On distingue deux types de fonctionnement : - La sortie noyée : le niveau de l’eau à l’exutoire dépasse le bord supérieur de du dalot ; l’écoulement est en charge.

- La sortie libre : le niveau de l’eau à l’exutoire est en dessous du bord supérieur de du dalot ;

a) Dispositions constructives Le radier ou la semelle est en béton armé dosé à 350 kg/m3 posé sur un béton de propreté de 5 cm d’épaisseur minimale dosé 150 kg/m3. Cours de technologie procédé de construction

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Les piédroits sont en béton armé (dosage 350 kg/m3) ou en maçonnerie de moellons. La dalle ou les dallettes sont en béton armé (dosage 350 kg/m3). Les deux murs de tête peuvent être en en béton ou en maçonnerie de 40 cm d’épaisseur ; par rapport au remblai fini, ils doivent être visibles sur une hauteur d’au moins 40 cm. Les quatre murs en aile en amont et en aval sont sous forme de diffuseur en béton ou en maçonnerie pour protéger la piste et diriger l’écoulement sous le dalot. La protection amont et aval sert à la protection contre l’érosion et/ou les affouillements. Il peut être en perré sec ou en gabions (solution plus durable) et il doit mesurer au minimum 2 m. Les balises de signalisation sont placées à l’entrée et à la sortie du dalot. Le remblayage du dalot et de ses accès se fait en matériaux adéquats compactés par couches successives de 0,15m. Le remblai s’étale de 10 m de part et d’autre de l’ouvrage en une pente douce pour permettre aux véhicules de s’y engager avec aisance et sécurité. Les talus de ce remblai seront protégés par du perré maçonné si l’écoulement des eaux risque de provoquer l’érosion. b) Entretien du dalot Le contrôle de l’ouvrage est organisé après chaque saison pluvieuse et après chaque crue importante afin de détecter les anomalies ou dégradations éventuelles. L’entretien consiste en la réparation des dégradations diverses qui peuvent se produire sur le radier, ses protections (amont ou aval) et le remblai d’accès. Il faut surtout enlever régulièrement tous les détritus (terres, branchages, …) qui se déposent à l’entrée du dalot et qui peuvent peu à peu diminuer la section d’écoulement et rendre l’ouvrage inefficace.

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Les Radiers routiers

1. Généralités Un radier est un ouvrage qui permet de franchir les rivières en basses eaux et qui est submergé en cas de crues. Le radier est établi sur le fond de la rivière et l’eau passe exclusivement par-dessus. Il est donc construit sur cours d’eau qui reste sec une bonne partie de l’année et ayant de faible pente des berges. Ce type d’ouvrage convient surtout en zone sahélienne ou désertique. Le radier se compose de des éléments principaux suivants : - un radier en béton ou béton armé ; - les remblais de raccordement avec la piste ; - la protection amont ; - la protection aval ; - les balises de signalisation.

2. Étude – réalisation - fonctionnement a) Typologie : Le franchissement d’une rivière par un radier est moins couteux que le Cours de technologie procédé de construction

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dalot ou le pont mais il présente un inconvénient majeur : le trafic est interrompu lors des crues. Dans le choix d’un radier on examinera les conséquences de l’interruption du trafic routier et on s’intéressera particulièrement au cas des camions qui peuvent transporter des denrées périssables. Les radiers sur les axes importants sont prévus en béton armé. Le radier, ancré dans le sol, est protégé à l’amont et surtout à l’aval contre l’érosion régressive par un tapis de gabions semelle ou un enrochement. En fonction du profil du cours d’eau à traverser, on rencontre généralement trois types de radiers : - Radier horizontal : Il est réalisé pour le franchissement des cours d’eau de grandes largeurs avec des lames d’eau faibles.

-Radier à parties courbes : La morphologie du site (peu large et profond) peut imposer la réalisation d’un radier avec des parties courbes comme l’indique la figure ci-dessous.

-Radier à palier horizontal avec parties courbées : Il existe une troisième type de radier qui est une combinaison des deux précédentes.

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b) Protection aval des radier contre l’affouillement : Les risques d’affouillement à l’aval d’un radier sont élevés et pour assurer la pérennité de l’ouvrage il est nécessaire de réaliser une protection adéquate. Pour un radier surélevé, les affouillements se produisent théoriquement sur une longueur maximale, à l’aval du radier. La protection aval est généralement faite en gabions semelle de 2m X 1m X 0,5m. Dans le cas d’un radier surélevé, on aménage les gabions en escalier afin d’atteindre le fond de la rivière à l’extrémité de la protection.

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Si les risques d’affouillements sont faibles, la protection aval peut être allégée comme l’indique le schéma ci-dessous :

c) Signalisation : Des balises de signalisation sont placées à l’entrée et à la sortie du radier ainsi que sur les côtés. Elles permettent de signaler la présence de l’ouvrage et de délimiter pour les usagers. Il s’agit généralement de piliers en béton armés peints en rouge et blanc d’environ 1,50 m de hauteur. d) Entretien du radier : Le contrôle de l’ouvrage est organisé après chaque saison pluvieuse et après chaque crue importante afin de détecter les anomalies ou dégradations éventuelles. L’entretien consiste en la réparation des dégradations diverses qui peuvent se produire sur le radier, ses protections (amont ou aval) et les remblais d’accès. Cours de technologie procédé de construction

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CHAP XIII : Procédés de construction des réseaux d’adduction d’eau

 LES RESERVOIRES (château d’eau) : Les réservoirs servent principalement à harmoniser la demande et la production. La demande est variable, alors que, pour être économique et efficace, la production doit être constante. Lorsque le débit de production est supérieur au débit de consommation, on accumule l'excédent dans les réservoirs. En période de pointe, on ajoute au débit de production celui de la vidange des réservoirs. Dans les réseaux étendus et de consommation dense, les réservoirs permettent d’égaliser la pression sans avoir à augmenter le diamètre des conduites principales. La réserve d'équilibre (ou d’opération) se définit comme étant le volume d'eau nécessaire à combler la différence entre la capacité maximale de production, en général la consommation journalière maximale, et la pointe de cette journée de consommation maximale. On calcule cette réserve à partir du graphique de la demande cumulative

1-Critère d’implantation d’un réservoir de stockage : le choix d’un site pour implanter un château d’eau est lieu l’altitude du terrain naturel et la proximité de l’ouvrage des agglomérations. Les zones élevées constituent des sites privilèges pour implanter les réservoirs car la distribution de l’eau potable se fait par gravitation. La proximité de l’ouvrage permet de réduire le cout de l’investissement du réseau de distribution. Cours de technologie procédé de construction

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2. équipements d’un château. Le château d’eau est une structure en BA ; CM ou en construction mixe le réservoir de stockage se compose de : -la cuve de stockage : elle est destinée au stockage de l’eau issu de l’usine de traitement et de pompage. Son volume doit pouvoir satisfaire les besoins journalier de l’agglomération jusqu’à l’horizon du projet. -la tour ou pieds droit : elle est destinée essentiellement à supporter la cuve ou a relevé son altitude facilitant ainsi la distribution. 2.1 Méthodes d'alimentation du réseau : Le réseau d'aqueduc est un ensemble de conduites interconnectées fonctionnement sous pression. Il faut donc un système d'alimentation de ce réseau qui permette de fournir le débit de consommation variable à une pression relativement constante. Il existe plusieurs façons de réaliser cette alimentation : 2.1.1 Distribution gravitaire : • Réseau branché sur un réservoir suffisamment élevé pour assurer les débits et les pressions. • Méthode simple et le plus fiable si la conduite principale est bien protégée contre les bris accidentels. • Possibilité de pompage mobile pour la lutte aux incendies. 2.1.2 Pompage combiné • Pompage lors des périodes de basse consommation vers des réservoirs élevés. • Méthode économique si le pompage est fait à rendement maximum. • Possibilité de pompage mobile pour la lutte aux incendies. 2.1.3 Pompage direct • Pompage direct dans le réseau. • Méthode la moins avantageuse en raison des possibilités de panne de puissance, d'une variation et d'une distribution de la pression plus difficile et des coûts d'énergie surtout en pointe. • Bon débit d'incendie 2.2 Description du système de distribution Un réseau de distribution peut avoir une forme ramifiée ou une forme maillée. Ce qui est plus courant. On appelle antenne les conduites en cul de sac. Les réseaux sont constitués des éléments suivants : Cours de technologie procédé de construction

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Réseau ramifié

réseau maillé

- Aqueducs principaux : Ils servent à relier les stations de pompage aux réservoirs et constituent l'ossature distribution principales y sont connectées au moyen de vannes de coupures. Des vannes de cantonnement les découpent en tronçons et des soupapes de purge équipent les points hauts. - Aqueducs secondaires : Ils servent à relier les aqueducs principaux. - Conduites de distribution principales Elles desservent les borne-fontaine ou bouches d’incendie placées tous les 100 ou 150 m selon la densité du territoire. Les conduites sont fabriquées en béton précontraint, en fonte ou en CPV. Les diamètres sont calculés pour obtenir des vitesses de l'ordre de 0,6 à 1,2 m/s, 2 m/s au maximum en cas de feu. Ces diamètres sont en général de 15 cm en zone résidentielle, 20 cm en zone commerciale et 30 cm et plus dans les rues principales.

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Canaux, seuils, et répartiteurs :

1. Canaux : a) Généralités : Les canaux sont des ouvrages hydrauliques linéaires qui permettent le transport de l’eau à surface libre. On rencontre plusieurs types de canaux : - Canaux d’adduction, - Canaux d’irrigation, - Canaux d’évacuation des eaux usées et/ou de pluies, - Canaux de navigation. Dans un canal, l’écoulement de l’eau s’effectue à ciel ouvert (surface libre) et obéit à des lois hydrauliques faisant intervenir le débit, la pente et les caractéristiques de la section transversale (superficie, rugosité, forme géométrique).

Pour un débit donné ; on recherche la section la plus économique. Mais généralement ce sont les considérations pratiques d’exécution et Cours de technologie procédé de construction

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d’exploitation qui guident le choix de la forme du canal. Les sections-types les plus couramment rencontrées sont les sections rectangulaires et trapézoïdales. b) Caractéristiques des canaux : -Pentes des talus et vitesse admissible La pente du canal et celle des talus doit être telle que la vitesse de l’eau assure un débit suffisant sans entraîner une érosion du fond et des parois. Les pentes des talus des canaux trapézoïdaux varient de 2/3 pour les canaux en terre à 1/1 pour les canaux revêtus. Les canaux rectangulaires ont toujours des parois verticales et sont toujours revêtus. -Canal de section trapézoïdale

-Les différents éléments sont : B : largeur du plafond (de 0,20 m à 1,00 m) ; H : hauteur totale du canal ; h : tirant d’eau ; R : revanche (R = 3/10 H) comme H = h+R, R = 3/7*h α : angle du talus avec l’horizontale (pour le fruit usuel du talus de 2V/3H, α = 34°. -Canal de section rectangulaire

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-Les différents éléments du canal rectangulaire sont : B : largeur du plafond (de 0,20 m à 1,50 m avec B = environ 2h) ; H : hauteur totale du canal ; h : tirant d’eau ; R : revanche (R = h/3) -Revêtement des canaux : Le revêtement d’un canal remplit trois rôles : - diminuer la rugosité des berges pour faciliter l’écoulement de l’eau ; - assurer l’étanchéité des berges du canal ; - accroitre la résistance des talus à l’érosion. Les canaux trapézoïdaux peuvent ne pas être revêtus tandis que les canaux rectangulaires sont toujours revêtus. Les revêtements peuvent être de différentes natures : *Revêtement en maçonnerie : Ce type de revêtement est moins onéreux (si le coût de la main d’œuvre est faible) mais d’exécution lente ; par ailleurs il entraîne des frottements élevés et donc des vitesses faibles.

*Revêtement en béton : Il se présente sous la forme de béton appliqué directement sur le canal avec ou sans armatures ou bien d’un revêtement préfabriqué. L’épaisseur varie de 5 cm à 15 cm. Ces revêtements résistent à l’érosion et permettent de grandes vitesses d’écoulement, ce qui entraîne la réduction de la section du canal. Ils sont par contre coûteux et sensibles aux sous-pressions et aux variations de températures ; il est réalisé avec des joints dont l’espacement est d’environ 50 fois l’épaisseur.

c) Efficience : Les pertes d’eau dans les canaux sont souvent importantes alors que l’eau est parfois rare et coûteuse ; ces pertes sont les suivantes : - les pertes par évaporation : elles sont peu importantes et sont souvent négligées ; - les pertes par percolation : elles sont fonction de la nature du terrain, de la hauteur d’eau, de la vitesse d’écoulement, du profil du canal, de la présence de la végétation. d) Surveillance des canaux

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La surveillance de l’état des canaux se fait en contrôlant le débit des contrecanaux ; une augmentation de ce débit peut signaler une fuite à travers le revêtement ou une dégradation des parois ; vérifiant l’état du revêtement et des berges ; contrôlant le niveau d’eau dans les remblais.

2. Seuils Les déversoirs sont des orifices de grandes dimensions ouverts à la partie supérieure. La crête constitue, le seuil du déversoir, les côtés sont les joues. Les déversoirs fournissent la régulation statique sûre.

La cote de la crête et la largeur déversant sont déterminées en fonction du débit et des caractéristiques du canal ; l’emplacement du déversoir est fixé en fonction de la position des prises d’eau. Le but du déversoir ou du seuil est de maintenir devant chaque prise un plan d’eau compatible avec son fonctionnement.

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CHAP XIV : Procédés de construction des réseaux d’assainissement

PLOMBERIE L’eau est une des énergies indispensables à la vie de l’Homme. Aussi, dans les bâtiments elle est fournie par un réseau (eau froide-eau chaude) de conduites et de tuyauteries en divers matériaux (fonte ; PVC ; acier ; cuivre etc.). Cette eau est généralement produite par un concessionnaire et doit satisfaire à des critères de qualité, d’hygiène et de pression. L’ensemble de la tuyauterie d’amenée ou de retour et des appareils sanitaires au niveau desquels l’eau est utilisée où rejetée constituent la plomberie sanitaire. Son dimensionnement fait appel à l’hydraulique du bâtiment. Pour le technicien des travaux, il convient avant tout de coordonner cette spécialité avec les autres corps d’état pour prévoir les réservations dans les différentes éléments du bâtiment lors de l’exécution ,puis de faire installer les appareils prévus. Il s’agit notamment des foureautages en P.V.C. à mettre au niveau des fondations, planchers et murs. Quand cela est possible, verticalement il faut placer les tuyaux dans des coffrets pour faciliter les interventions ultérieures. Les diamètres doivent être adéquats pour permettre aux appareils de donner les débits attendus (Ф100 pour WC.Ф60 pour lavabo etc.).Il faut veiller à la solidité de fixation des appareils et utiliser des matériaux propres (éviter les tubes en acier).

 LES RESEAUX D’ASSAINISSEMENT A-Définition : Rôle de l’assainissement : Il consiste à recueillir et à évacuer, le plus rapidement possible, sans stagnation, les eaux polluées provenant d’une agglomération humaine de telle façon que les produits évacués ne puissent en aucune manière, souiller le milieu récepteur et nuire à la santé des habitants. Après évacuation, ces eaux seront traitées pour détruire les éléments de pollution avant de les rejeter dans le milieu naturel, cours d’eau, lacs, mer, champs d’épandage. B- CANALISATIONS ET EAUX USEES : 1-canalisation : Cours de technologie procédé de construction

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On appelle canalisation d’une construction, le réseau des conduites qui guident l’ensemble des eaux usées et des eaux pluviales hors du bâtiment, vers un cours d’eau après les avoir traitées si nécessaire. Les diamètres des conduites dépendent des débits à évacuer et de la pente réalisable. Lorsque le débit devient important, et quand le diamètre dépasse 50cm, on a intérêt à employer des conduites de section ovoïdes, réalisées généralement en béton. 2-Eaux usées Les eaux qui circulent dans les canalisations peuvent être classées en 4catégories : a- les eaux usées ménagères : Elles proviennent des lavabos, douches, baignoires, éviers, elle ne présente aucun danger pour les conduites. b- les eaux fécales : Les eaux fécales ou les eaux vannes proviennent des W.C et urinoirs, elles sont généralement sans danger mais présentent des déchets organiques. c- les eaux industrielles : elles proviennent des usines laboratoires, teinturerie, garages, ateliers etc. Certaines eaux industrielles peuvent présenter des dangers, tels que l’attaque des conduites, l’obstruction de la canalisation. Elles doivent donc être obligatoirement épurées avant d’être rejetées à l’égout public. d- les eaux atmosphériques : Elles proviennent des pluies et des neiges, elles sont recueillies en surface par les toits, les rues, les cours. Ces eaux peuvent contenir des sables, qui risquent d’endommager les canalisations par flottement, on place donc un système à panier au pied des descentes d’eaux pluviotes pour retenir le sable. C- SYSTEME D’EGOUT : Il existe deux systèmes d’égout : 1-système unitaire : Dans le système unitaire, les eaux pluviales les eaux usées d’origine domestique et les eaux usées industrielles sont réunies dans un réseau unique de collette. -Avantages : il est plus économique. -Inconvénient : Toutes les eaux sont évacuées vers la station de traitement, ce qui rend difficile l’épuration par l’importance du débit. 2-système séparatif : Il consiste en l’élaboration de deux réseaux qui suivent le même tracé. Le réseau d’eaux pluviales doit se jeter directement dans un milieu récepteur (mer, rivière.) Cours de technologie procédé de construction

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Le réseau d’eaux usées doit quant à lui amener les eaux usées vers une station de traitement Avantages : seule la canalisation d’eaux usées est dirigée vers la station de traitement. -Inconvénient : le coût est plus élevé.

D- LES DIFFIERENTS TYPES DE CANALISATION DANS LE BATIMENT : 1-Descente d’eaux usées :

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Dans une construction, les eaux usées provenant des cuisines, buanderies, bains,…sont recueillies dans des tuyauteries verticales appelées colonnes de chute indépendantes des descentes d’eaux pluviale. Le nombre de ces colonnes de chute dépend de la disposition du plan et du débit des eaux à évacuer. La colonne de chute doit comporter un regard permettant le nettoyage et le débouchage. Pour éviter l’infiltration des mauvaises odeurs dégagées par le réseau d’égout et le collecteur aux habitations chaque appareil doit être muni d’un siphon comprenant une garde d’eaux qu’on appelle aussi obturateur hydraulique qui arrête les gaz. 2-Descente d’eaux pluviales : Les descentes d’eaux pluviales ne doivent jamais recevoir d’eaux usées. Elles sont généralement placées le long des façades en dehors du bâtiment. Le dimensionnement de ces conduites doit être fait avec précise mais cependant une méthode très rapide peut être utilisée. Pour chaque m2 de toiture, il convient de prévoir 1cm2 de section de la D.E.P avec un minimum de diamètre égal à 6mm. E- FONCTION DES DIFFERENTES EQUIPEMENTS : L’attention est attirée sur l’importance des avantages pour l’exploitation correcte des réseaux d’égout. Les principaux ouvrages annexes sont : 1-Regard de visite : 1.1-Rôle : le rôle des regards de visite est de permettre l’accès aux canalisations pour les curages, de plus ils assurent la ventilation des égouts. 1.2-Emplacement : les regards de visite doivent être installés : - à chaque fonction de canalisation. - à chaque changement de direction. - à chaque changement de pente. - dans les parties droites et en pente régulière tous les 50cm. 1.3-Caractéristiques : les regards de visite comprennent : - Un radier. - Une cheminée verticale. - Une dalle supérieure. - Un dispositif de recouvrement. - Une échelle de descente 2-BOUCHES D’ENGOUFFREMENT OU AVALOIRS :

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Les avaloirs servent à l’introduction dans un égout, les eaux de pluie et de lavage des chaussées. 3-FOSSE SEPTIQUE : Dans les centres urbains, pourvus d’un système d’égouts, les eaux usées sont traitées dans les stations d’épuration. Lorsqu’il n’existe pas de réseau d’égout, on utilise un dispositif individuel d’assainissement appelé fasse septique. Une fosse septique est un appareil destiné à la collecte et à la liquéfaction des matières excrémentielles contenues dans les eaux vannes. Une fosse septique comprend deux unités : Le liquéfacteur et l’épurateur assurant un travail complémentaire basé sur une activité biologique. a- le liquéfacteur : lui-même comporte deux compartiments, le premier accepte l’eau brute chargée de grosses molécules organiquement qui se transforment par digestion anaérobies en élément plus petits avec formation de la boue qu’on évacue périodiquement dont le volume représente environ le quart de celui des matières initiales. La deuxième est destinée à la décantation. b- l’épurateur : son rôle est d’assurer l’épuration du liquide en provenance du liquéfacteur par voix aérobie c à d oxydations des matières organiques en suspension à l’état colloïdal ou fragmentaire pour avoir à la fin ce liquide clair et inodore. c- principe de l’épuration biologique : l’épuration biologique se base sur l’action des bactéries qui transforment et dégradent par digestion et oxydation les matières organiques. On classe ces micro-organismes (bactéries) suivant le mode de respiration qu’ils possèdent : on distingue aussi : -les bactéries aérobies : elles se développent en milieu aqueux aéré duquel elles puisent l’oxygène pour métaboliser les matières organiques par réaction d’oxygène. -les bactéries anaérobies : elles se développent aux dépens des matières en suspension ou dissoutes dans un milieu aqueux désaéré qu’elles transforment par digestion 4-L’EPANDAGE SOUTERRAIN : L’affluent en provenance de la fosse est distribué dans le sol à faible profondeur et y est épuré par l’action des bactéries qui se trouvent dans la couche de terre végétale bien aérée l’affluent est ensuite absorbé par le

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sol. L’épandage souterrain ne peut être utilisé que sous certaines conditions. -Aucun puits destiné à l’alimentation humaine ou aucune source ne devra se trouver à moins de 150m. -Toute végétation des légumes à racines comestibles consommées curas doit être exclue. -Le sol devra être aéré, et perméable. Remarque : il faut que le terrain ne soit pas trop perméable car le liquide risque de le traverser sans s’épurer.

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