Durée

3 semaines

Objectifs de formation

D'ici la fin de ce module, vous devrez être capable de :

• reconnaître et nommer les principaux types de plans (situation, masse, niveau, coupe, etc.)

• situer le nord et l'orientation des façades à partir d'un plan orienté

• identifier des éléments de construction à partir du plan (hachures)

• mesurer une longueur sur un plan à l'échelle

• extraire des informations à partir d'un plan coté

• identifier et lire un cartouche

• retrouver une échelle à partir d'un plan coté

• spécifier le format d'impression (A4, A3, etc.) d'un plan à partir de l'échelle

• réaliser des calculs simples d'avant-métré

Compétences du référentiel

• CO3.1. Identifier et caractériser les fonctions et les constituants d’un produit ainsi que ses entrées/sorties

Connaissances du référentiel

• 4.1.2. Outils de représentation schématique

  • représentation plane d'un projet de construction

Groupes 2022

Enjeu sociétal

La France connaît une pénurie de logements étudiants. Selon Philippe Campinchi, le directeur général de l’Association interprofessionnelle des résidences étudiants et services, il manquerait 250 000 logements universitaires.

D'un autre côté, la pénurie de certains matériaux fait augmenter le prix de toutes constructions neuves. L'INSEE évalue cette hausse à 5,07% sur un an entre 2020 et 2021.

Une des solutions pour réduire les coûts et la standardisation des procédés de fabrication, notamment en ayant recours à la préfabrication.

Objectif du projet

Votre objectif est de concevoir un logement étudiant :

• économique,

• écologique,

• confortable d'un point de vue thermique et visuel,

• pré-fabricable pour une construction de masse.

Point de départ

Un des projets les plus connus en architecture ayant pensé la construction de masse est le concept Dom-ino de Le Corbusier (image ci-dessous). Il s'agit d'une structure en béton armé constitué de trame de 260 x 520 cm. Ces trames sont répétables et modulaires comme le montre le concept 3D ci-dessous.

Votre bâtiment devra être basé sur ce concept.

Travail à réaliser

Ce projet doit être effectué en groupe de 4 à 5 personnes.

Planning

Esquisse (4 heures)

La première partie de votre travail consiste à réaliser des croquis et plans de votre bâtiment afin d'en déterminer les dimensions. Dans ce cas précis, vous devrez déterminer les entraxes entre poteaux, la dimensions des dalles, la hauteur sous plafond de chaque étage ainsi que l'apparence des façades (matériaux, baies, etc.).

Le prototypage du bâtiment peut être réalisé sous Revit ou sur papier.

Une partie du groupe sera chargée de l'aménagement intérieur à réaliser sous Revit ou sur papier.

Étude réglementaire (4 heures)

Le code de la construction précise dans l'arrêté du 14 mars 2014 qu'au moins 5% (arrondi à l'unité supérieure avec un minimum de 1) des logements étudiants dans un projet de construction doivent respecter les normes d'accessibilité. L'arrêté précise également que l'ensemble des logements doit pouvoir être visité.

À partir de la réglementation accessibilité, réaliser un plan de logement accessible sous Sketchup, Autocad ou Revit.

Étude de l'enveloppe (4 heures)

À partir de vos recherches sur internet, réaliser un choix de façade en définissant :

• son type (façade légère ou lourde),

• les matériaux qui la compose,

• la finition extérieure (enduit, bardage bois, aluminium ou composite...).

Réalisation de la maquette numérique (8 heures)

À partir de vos travaux précédent, réaliser la maquette numérique du bâtiment sous Revit.

Étude d'analyse du cycle de vie de la structure (10 heures)

La structure poteaux-dalle de Le Corbusier était initialement prévue pour être réalisée en béton armé. Plus d'un siècle plus tard, les enjeux environnementaux et énergétiques ont évolué. Vous devez comparer les émissions carbone de la structure suivant les matériaux suivants :

• Béton armé,

• Acier S235,

• Bois (lamellé collé, CLT, massif...).

Les fiches FDES sont consultables sur la base INIES.

Vous pourrez utiliser Revit pour réaliser l'avant-métré des poteaux et dalles.

L'objectif de cette partie est de réaliser un choix argumenté de matériaux pour la structure.

Étude des fondations (10 heures)

Cette étude vise à dimensionner les semelles isolées sous les poteaux de la structure. Vous devez donc dans un premier temps réaliser une descente de charges. Le dimensionnement se fera aux ELU. Vous vous appuierez sur l'extrait de l'étude de sol ci-dessous :

Étude de la ventilation

À partir des documents ci-dessous, dimensionner le réseau de ventilation puis le dessiner sur Autocad.

Débit par pièces suivant le type de logement.

Diamètres commerciaux des gaines en acier galvanisé

Partie AC : Pages 27 à 42

Présentation

Outil

⌚ Compte à rebours : https://www.chronometre-en-ligne.com/compte-a-rebours.html

Vidéo

Notation

Une fois le terrain pris en compte ainsi que la planche d'humeur réalisée, nous allons pouvoir passer aux premiers croquis.

Il n'est pas utile d'arriver à un rendu très réaliste, il s'agit simplement de commencer à concevoir la forme de la construction (en perspective) et l'agencement des pièces (croquis plan) avant de réaliser une modélisation 3D du bâtiment.

Quelques exemples de réalisations :

La parcelle qui fait l'objet du projet est le LOT n°10, présenté ci-dessous.

Coupe de la parcelle

Ci-dessous, la coupe B-B, montrant une légère pente (4% en moyenne) sur une orientation Est-Ouest (cliquer pour agrandir).

Plan d'état des lieux

Le plan d'état des lieux montrent les abords du projet de lotissement ainsi que sa topologie. La topologie d'un terrain est sa forme en 3 dimensions. Le plan est sur 2 dimensions, on y ajoute le niveau par rapport à la mer, ici entre 28 et 32 m environ. Les courbes représentes des niveaux égaux. Ces mesures sont effectuées par un géomètre.

En modélisant le terrain sous Revit et en réalisant une coupe, on s'aperçoit qu'il est légèrement en pente suivant cette coupe (environ 4%) :

Plan de composition d'ensemble

Les bases de Revit

Pack de familles de base

Familles téléchargeables en ligne

Les fabricants proposent de nombreux produits pouvant être insérés dans Revit. De nombreuses familles de produits sont téléchargeables sur le site BIMobject (lien ci-dessous).

Ci-dessous, quelques familles à télécharger pour votre projet.

La réalisation d'un cahier des charges est une étape incontournable d'un projet de construction. Elle nécessite une bonne connaissance des aspects réglementaires. Une série de questions en bas de page vous permettra de prendre connaissance du programme et de deux réglementations incontournables dans le domaine de la construction :

• Le plan local d'urbanisme,

• La réglementation sur l'accessibilité des bâtiments.

Programme

Un couple vient de faire l'acquisition d'un terrain (lot n°10 voir ) dans la commune de Saubrigues dans les Landes. Ils souhaitent y faire construire une maison destinée à de la location saisonnière et dans laquelle ils comptent séjourner pendant certains de leurs congés.

Leur budget est de 140 k€. Ils souhaitent que la maison comporte :

• 2 chambres,

• 1 salle de bain,

• 1 WC séparé (optionnel),

• 1 pièce à vivre salon + cuisine ouverte,

• une séparation entre l'espace jour et l'espace nuit.

• un terrasse extérieure couverte d'au moins 16 m².

La maison doit être de plain-pied. Le choix des matériaux n'est pas arrêté mais ils souhaitent absolument une architecture contemporaine et vous montrent une image qu'ils ont trouvée sur internet (source : ) pour exprimer leurs goûts.

Plan local d'urbanisme

En France, le plan local d'urbanisme (PLU), ou le plan local d'urbanisme intercommunal (PLUI), est le principal document de planification de l'urbanisme au niveau communal (PLU) ou intercommunal (PLUI).

Plus simplement, c'est un projet global d'aménagement du territoire dans un souci de respect du développement durable dans le cadre du projet d'aménagement et de développement durable, tout en respectant les politiques d'urbanisme, d'habitat et de déplacements urbains.

Il définit des zones en fonction de leur destination (la situation du terrain où se situe notre projet est repéré sur ce plan) :

Réglementation accessibilité

Le code de la construction précise que les habitations neuves destinées à la location doivent être "construites et aménagées de façon à être accessibles aux personnes handicapées, quel que soit leur handicap".

Art. R*111-18-4. - La présente sous-section est applicable aux maisons individuelles construites pour être louées ou mises à dispositions ou pour être vendues, à l'exclusion de celles dont le propriétaire a, directement ou par l'intermédiaire d'un professionnel de la construction, entrepris la construction ou la réhabilitation pour son propre usage.

Art. R*111-18-5. - Les maisons individuelles doivent être construites et aménagées de façon à être accessibles aux personnes handicapées, quel que soit leur handicap. L'obligation d'accessibilité concerne les circulations extérieures, le logement et, le cas échéant, une place de stationnement automobile.

Questions

Partie 1. Étude du programme

Question 1.1. Sachant que le prix actuel de la construction d'une maison individuelle avec un architecte est d'environ 2000 €/m² et à partir de l'enveloppe financière du maître d'ouvrage (140 k€), déterminer la surface de la construction.

Question 1.2. À partir de vos recherches, donner la définition du maison de plain-pied.

Partie 2. Étude du Plan Local d'Urbanisme

Question 2.1. À partir de l'extrait de PLU, déterminer le nombre d'étage maximum.

Question 2.2. À partir de vos recherches, donner la définition de la hauteur d'égout. Réaliser un schéma.

Question 2.3. À partir de vos recherches, donner la définition du terme faîtage. Repérer la hauteur de faîtage sur le schéma précédent.

Question 2.4. À partir de l'extrait de PLU, déterminer la hauteur maximale de la construction.

Question 2.5. À partir de l'extrait de PLU, déterminer l'orientation à privilégier.

Question 2.6. À partir de l'extrait de PLU, déterminer si l'implantation suivante du bâtiment est conforme. Justifier.

Question 2.7. À partir de l'extrait de PLU, déterminer si les constructions de style contemporain sont acceptées.

Question 2.8. À partir de l'extrait de PLU, déterminer si les bâtiments à volumétrie complexe sont autorisés ?

Question 2.9. À partir de l'extrait de PLU, déterminer quel type de tuiles doit être utilisé.

Question 2.10. À partir de l'extrait de PLU, déterminer la pente minimale à respecter ? En déduire la valeur en ° (degrés).

Question 2.11. À partir de vos recherches, donner la définition d'une toiture terrasse ?

Accessibilité des bâtiments

Question 3.1. À partir de la réglementation PMR, déterminer la largeur minimum des circulations dans un logement.

Question 3.2. À partir de la réglementation PMR, déterminer la largeur minimum des portes intérieures.

Question 3.3. À partir de la réglementation PMR, déterminer l'espacement minimal entre la poignée d'une porte et le mur le plus proche.

Question 3.4. À partir de la réglementation PMR, déterminer la largeur minimum des circulations dans un logement.

Question 3.5. À partir du schéma ci-dessous, déterminer la largeur et la longueur minimum à respecter pour la conception d'une chambre accessible à une personne à mobilité réduite.

Question 3.6. À partir de la réglementation PMR, déterminer quelle autre pièce principale du logement devra faire l'objet d'une attention particulière quant à ses dimensions.

Durée

4 semaines

Objectifs de formation

D'ici la fin de ce module, vous devrez être capable de :

• Identifier à quelle sollicitation est soumis un élément de structure (compression, traction, etc.)

• Exploiter des résultats de simulation de résistance des matériaux (diagrammes, contrainte, flèche)

• Calculer le poids propre d'éléments de structure à partir de leur géométrie et de la masse volumique du matériau qui les constitue.

• Modéliser et dimensionner une poutre à l'ELU et à l'ELS

• Expliquer succinctement le rôle des Eurocodes

• Citer et repérer les principaux types de sous-ensembles élémentaires des ossatures (câbles, poutres, parois, portiques, treillis).

À partir du programme rédigé par votre client, vous allez devoir réaliser une esquisse. Dans un premier temps, et pour stimuler leur créativité, les architectes réalisent des recherches.

Il peut s'agir de recherches sur l'histoire du lieu, la culture etc. On ne construit pas les mêmes maisons dans les landes et dans le nord de la France.

Il peut aussi s'agir aussi de recherches sur les formes, les matériaux, les structures, les équipements etc.

Voici 3 exemples de planches d'humeur :

Le terrain est implanté dans la commune de Saubrigues (40)

En particulier, dans le sud de la commune :

Introduction

Les fermettes sont des fermes réalisées à partir de planches dont l'épaisseur d'environ 35 mm. Ces planches sont assemblées aux nœuds par des plaques à pointes appelées "connecteurs". Elles sont fabriquées en usine (et non sur chantier) et sont recherchées pour leur aspect économique. Elles sont très utilisées en maison individuelle et bâtiments collectifs d'habitation.

Il en existe de nombreux types. On notera surtout l'existence de fermettes à entrait retroussé pour la création de combles aménageables. La fermette en W est la plus répandue.

Les fermettes sont fixées sur les murs à des espacements compris entre 50 cm et 1,40 m (généralement 60 cm).

Plan de la charpente

Le plan de la charpente est donné ci-dessous.

• La pente est de 35%

• Le débord de toit de 80 cm

• La portée est de 8,47 m

• L'entraxe est de 61 cm

Estimation des charges

Question 1. À partir du plan ci-dessus, estimer la surface de reprise d'une fermette courante (ne se trouvant pas en rive). Attention : il s'agit de la surface de toiture (en orange ci-dessous) et non la surface en plan.

Question 2. À partir de la documentation ci-dessous, déterminer le poids de tuiles Romane LD repris par une fermette.

Question 3. Les tuiles reposent sur des liteaux dont le poids surfacique est donné ci-dessous. Déterminer le poids de ces liteaux supporté par une fermette.

Question 4. La charge neige à prendre en compte à Dax est de 36 kg/m². Déterminer la charge de neige reprise par une fermette.

Question 5. Récapitulez vos résultats après avoir recopié le tableau suivant.

Question 6. Estimer la charge totale à l'ELU avec la combinaison suivante : ELU = 1,35 G + 1,5 S (avec S, les charges climatiques).

Modélisation et dimensionnement de la fermette

• Ouvrez RDM 7 et modéliser une fermette W comme sur le schéma ci-dessous. Commencez par placer les nœuds 1,2 et 3.

• Placez les nœuds pour les supports (8 et 9).

• Définissez ensuite le matériau à partir de la documentation ci-dessous.

• Définissez les sections de la fermette à partir du tableau ci-dessous.

• Lancez finalement le calcul et vérifiez que la contrainte reste inférieure à la résistance à la flexion (cf. documentation).

• Si le résultat n'est pas satisfaisant, changez les sections de poutre au sein de la fermette.

• À la fin réalisez un schéma sur votre copie indiquant les sections de chaque élément (vous pouvez vous inspirer du schéma ci-dessous).

• Précisez sur ce même schéma le type de sollicitation à laquelle chaque barre est soumise à partir des diagrammes d'efforts internes.

Question 1. Quelles sont les 3 fonctions structurales ?

Question 2. Quelles sont les formes permettant de répondre à la fonction ponter ?

Question 3. Même question pour la fonction supporter ?

Question 4. Et pour la fonction contre-venter ?

Question 5. De quoi est constitué un arc ?

Question 6. À quelle sollicitation sont soumis les claveaux ?

Question 7. Représentez sur un schéma les efforts présents dans un arc.

Question 8. Que permettent les culées (ou tirants) ?

Question 9. Sur le schéma de l'arc réalisé précédemment, indiquez où se situe la clé.

Question 10. Outre les tirants et culées, quelle solution technologique peut-on mettre en place ?

Question 11. Dans une poutre treillis, pourquoi ne peut-on pas se contenter d'assembler des structures carrés ?

Question 12. Quelles sont les 3 manières de rendre un carré indéformable ?

Question 13. Quel est ce type de pont ?

• A. Pont à treillis

• B. Pont Vierendell

• C. Pont à Haubans

Question 14. Par analogie avec le pont d'Anderlecht, réussirez vous à trouver le nom de cette pièce ?

Question 15. Qu'est-ce que le flambement ? Vous pouvez réaliser un schéma.

Question 16. Quelles sont les solutions permettant d'éviter le flambement d'une colonne ?

Question 17. Quelle est l'avantage de la colonne en arbre ? (on parlera plutôt de poteau-contrefiche)

Question 18. Pourquoi toutes les colonnes ne sont pas verticales dans la structure du Auvent de la station de métro Sainte-Catherine (image ci-dessous) ?

Question 19. Quel sont les avantages de la suspente par rapport à la colonne ?

Question 20. Dans quels types d'ouvrages utilisons-nous principalement la suspente ?

Question 21. Quel est le nom de cet élément central ? Quel est sa fonction ?

Question 22. Réaliser une carte mentale à la main ou avec un logiciel des concept parcourus dans la vidéo.

Durée

1 heure

1. Choix du thème

Par groupe de 2 à 3, choisir un des thèmes suivants :

L'ossature métallique

Quelques questions de départ : qu'est-ce que le métal ? Comment le fabrique-t-on ? Qu'est-ce qu'un portique ? Quels sont les avantages de l'ossature métallique ? Ses inconvénients ? Dans quels types de bâtiments la retrouve-t-on principalement ? Quel est son coût ? Son impact environnemental ? Profilés IPN, IPE ? Comment les ossatures sont-elles assemblées ?

L'ossature en béton armé

Quelques questions de départ : qu'est-ce que le béton ? qu'est-ce que le béton armé ? Qu'est-ce qu'un voile ? Une banche ? Quels sont les avantages de l'ossature en béton armé ? Ses inconvénients ? Dans quels types de bâtiments la retrouve-t-on principalement ? Quel est son coût ? Son impact environnemental ? Qu'est-ce qu'une poutre précontrainte ? Qu'est-ce que la préfabrication ? Comment sont assemblés les différents éléments de la structure ? Quels sont-ils ?

L'ossature bois

Quelques questions de départ : qu'est-ce que le bois ? De quoi est constituée une charpente en bois ? Quels sont les avantages de l'ossature bois ? Ses inconvénients ? Dans quels types de bâtiments la retrouve-t-on principalement ? Quel est son coût ? Son impact environnemental ? Qu'est-ce que le lamellé-collé ? Qu'est-ce que l'OSB ? Qu'est-ce que le lamellé-croisé ? Comment les ossatures sont-elles montées / assemblées ?

Construire en maçonnerie ?

Quelques questions de départ : qu'est-ce que la maçonnerie ? quels sont les différents types d'éléments de maçonnerie ? Quels sont les avantages de la maçonnerie ? Ses inconvénients ? Est-ce plus économique qu'une autre forme de construction ? Comment construit-on en maçonnerie ? Pour quels types de bâtiments ?

Construire en paille ?

Quelques questions de départ : qu'est-ce que la paille ? quels sont les différents types de systèmes constructifs en paille ? Quels sont les avantages de la paille ? Ses inconvénients ? Est-ce que cela produit des constructions fragiles ? Est-ce qu'il y a des risques plus grand d'incendie ? Est-ce plus économique qu'une autre forme de construction ? Comment construit-on en paille ? Pour quels types de bâtiments ?

Construire en terre crue ?

Quelques questions de départ : qu'est-ce que la terre crue ? Où est-elle utilisée dans le monde ? Quels sont ses avantages ? Ses inconvénients ? Quel est son coût ? Son impact environnemental ? Comment construit-on avec ? Pour quels types de bâtiment ?

L'ossature des ponts

Quelques questions de départ : Quels sont les principaux types de ponts ? Montrer comment les efforts sont repris dans les différentes ossatures. Comment fonctionne une voûte ? Qu'est-ce qu'une culée ? À quoi sert-elle ? Qu'est-ce que le haubanage ? Qu'est-ce qu'un treillis ? Qu'est-ce que le tablier ?

2. Critères d'évaluation

Ci-dessous, la grille d'évaluation à partir de laquelle vous serez notés.

Après la fin de leurs études d’architecte, 4 amis décident de rénover des locaux à Bordeaux pour créer leur propre cabinet.

Ils aimeraient que leur lieu de travail soit le plus confortable possible et notamment d'un point de vue du confort visuel.

Le projet est en rez-de-chaussée. Il est constitué de 4 pièces. Les cotes principales sont données dans le plan ci-dessous.

Les exigences du cahier des charges sont les suivantes :

1. Le FLJ doit être supérieur à 2,5% dans 80 des pièces du bâtiment (référentiel HQE),

2. L'éclairement moyen sur le plan utile doit être supérieur à 500 lux pour les bureaux et 300 lux pour le hall d'accueil (EN 12464-1),

3. L'indice de rendu des couleur doit être supérieur ou égal à 0,8 (EN 12464-1)

4. La température de couleur des luminaires doit respecter le diagramme de Kruithof (INRS)

A l'ouverture de Dialux, choisir Planification de la pièce. Entrer les dimensions de la pièce que vous étudiez. On prendra une hauteur sous plafond de 2,80 m. L'épaisseur des murs est de 20 cm.

Vous devriez arriver à un aperçu similaire :

Meublez librement la pièce grâce à l'outil "Meubles et objets" dans l'onglet "Construction". Pensez à utiliser le catalogue de Dialux.

Vous devriez arriver à un aperçu similaire :

Grâce à l'outil Matériau dans l'onglet construction, vous pouvez modifier les matériaux dans la pièce. Pour cela, il faut sélectionner un matériaux dans le catalogue puis le glisser déposer sur une paroi. Par exemple, un parquet en chêne au sol et un crépi blanc sur les murs :

À partir du tutoriel FLJ, dimensionner (en équipe) les ouvertures de chaque pièce pour que l'exigence du cahier des charges soit satisfaite.

Pour les questions qui suivent, vous pouvez vous aider du tableur mis à disposition avec le sujet.

Question 1. Remplir le tableau 1 avec l'ensemble des baies que vous avez créées.

Question 2. Indiquer le FLJ de chaque pièce dans le tableau 3.

À partir du tutoriel sur l'ajout de luminaires, sélectionner et positionner des luminaires pour satisfaire les exigences du cahier des charges.

Question 3. Dans le tableur, compléter le tableau 2 avec les différents modèles de luminaires que vous avez sélectionnés. Leur prix est consultable dans le document suivant : tarifs THORN. Penser à utiliser une recherche Ctrl + F.

Question 4. Pour chaque pièce, calculer le coût moyen à partir de l'outil de consommation d'énergie (onglet lumière). Reporter ces coûts dans le tableau 3.

Ex : Coût moyen = (116+185)/2 = 150,20€/an

Question 5. Créer une copie de la feuille de calcul et réaliser une variante en modifiant les uniquement les luminaires. Reporter tous nouveaux résultats dans la feuille variante.

Question 6. A partir de la feuille de calculs Comparaison, dire si la variante est meilleure que le projet de base d'un point de vue économique.

A partir de questions précédentes et de vos résultats, rédiger un compte rendu (2 pages max.) indiquant vos conclusions réglementaires (respect du cahier des charges) et économique du projet. Vous pouvez également reprendre des impressions d'écran Dialux ainsi que des résultats ou courbes issus du tableur.

Tutoriel Ajout de luminaires dans Dialux Evo

L'objectif de ce tutoriel est d'importer un luminaire puis d'en positionner plusieurs de manière régulière (ex. image ci-dessous).

1. Importer un luminaire

• Se rendre sur le site de THORN, dans la section produits.

• Naviguer jusqu'à trouver le produit qui vous convient, par exemple celui-ci.

• Cliquer sur le modèle de produit qui vous intéresse (image ci-dessous)

• Une fois sur la page du modèle, cliquer sur "Transfert vers DIAlux" (image ci-dessous).

• Une fois le téléchargement terminé, importer le fichier dans Dialux :

  • 1. Onglet Lumière,

  • 2. Outil Luminaires,

  • 3. Importer fichier luminaires,

  • 4. Sélectionner le fichier que vous venez de télécharger.

2. Positionner géométriquement des luminaires

1. Onglet luminaire,

2. Outil Luminaires,

3. Passer en mode plan,

4. Sélectionner le luminaire à positionner géométriquement,

5. Dessiner disposition rectangulaire,

6. Dessiner le rectangle sur le plan.

En repassant en vue 3D, on obtient cela :

Ne reste plus qu'à lancer le calcul !

1. Créer une pièce

Si la pièce n'est pas encore créer, créez-en une.

1. Onglet Construction

2. Outil Ouverture d'édifice

3. Modifier les dimensions de la menuiserie

4. Glisser déposer la menuiserie sur une paroi

2. Insérer une menuiserie

1. Onglet Construction

2. Outil Ouverture d'édifice

3. Modifier les dimensions de la menuiserie

4. Glisser déposer la menuiserie sur une paroi.

3. Lumière du jour

Pour calculer un facteur de lumière du jour, il faut qu'il "fasse jour" dans notre simulation.

Pour que Dialux simule cette lumière du jour et calcule le FLJ :

1. Onglet Lumière,

2. Outil Scène d'éclairage,

3. Modèle de ciel : Ciel couvert,

4. Choisir le lieu,

5. Lancer le calcul.

5. Résultats

Les résultats s'affichent maintenant sur la partie droite de l'écran.

• Pour masquer une surface de calcul, cliquer sur l'icône visibilité (repère 1)

• La facteur de lumière du jour moyen est disponible dans le tableau de résultats (repère 2) !

​

​

Les calculs de charges dues au vent sont très compliqués. On ne les prendra pas en compte pour des calculs de descente de charges à la main. Pour les prendre en compte on passera par un logiciel de simulation.

Ce qu'il faut savoir

Le vent provoque généralement une dépression au dessus des toitures. Ce phénomène de succion provoque ainsi des charges ascendantes, qui ne pèsent pas directement sur les fondations. On peut donc les négliger lorsque l'on réalise une descente de charge "à la main" en première approximation.

C'est pourquoi les toitures ont tendance à s'envoler sous l'effet de vents forts :

Un bloc de béton armé et un poteau, tous les deux de poids volumique sont posés sur un sol argileux de capacité portante . Les dimensions du bloc sont données sur la figure suivante.

Problème : Vérifier la stabilité de l'ouvrage.

On souhaite dimensionner une semelle isolée d'un bâtiment à ossatures métalliques (figure ci-dessous). L'objectif est donc de trouver la longueur des côtés de la semelle.

On sait que la force en pied de poteauest égale à 595 kN et que le sol a une capacité portante .

Question 1. Calculer la surface minimale de la fondation.

Question 2. En déduire la longueur des côtés pour une semelle carrée. On arrondira à 5 cm au dessus.

Question 4. L'épaisseur d'une fondation est calculée à partir des dimensions du poteau. Dans le cas présent, il s'agit d'un poteau de 20 cm de côté.

• Réaliser un schéma de la fondation et du poteau en vue de dessus (vue en plan).

Avec :

Question 4. Calculer le poids propre de la fondation

Question 5. Quels est la force sous le semelle en prenant en compte maintenant ce poids ?

Question 6. En déduire la nouvelle contrainte

Question 7. Conclure sur la stabilité du bâtiment

Actions de la neige

Les charges climatiques prennent en compte les actions dues à la neige.

Pour calculer ces charges, on utilise la formule suivante (qui n'est pas à apprendre par cœur) :

Avec :

• : coefficient de forme en fonction de l'angle

• : coefficient d'exposition, en général =1

• : coefficient thermique, en général =1

• : valeur de la charge de neige, en kN.m²

• : majoration de 0,2 kN/m² si pente inférieure à 5%

Détermination de la charge de neige

La charge dépend de la région (zone) et de l'altitude. Pour déterminer la zone, on peut se servir de la carte ci-dessous puis du tableau 3 pour déterminer

Exemple pour Dax :

On se sert du tableau suivant :

Exemple pour une toiture à une pente :

soit environ 36 kg de neige par m² de toiture.

Annexe : Actions de la neige

Durée

2 semaines

Objectifs de formation

• Connaître les principaux types de sous-ensembles élémentaires des ossatures (câbles, poutres, parois, plaques, coques, portiques, treillis). Principales caractéristiques des ossatures.

• Connaître les principaux assemblages fixes et démontables.

• Connaître le concept de stabilité et d’instabilité d’un composant ou d’une structure mécanique :

  • équilibre stable et instable ;

  • phénomène de flambement ;

  • stabilité d’une structure dans l’espace ;

  • comportement vibratoire.

• Conceptualiser la transmission des efforts dans le cas d'une descente de charge

• Connaître les caractéristiques des matériaux utilisés dans la structure des bâtiments

• Pré-dimensionner une semelle isolée

• Connaître les solutions constructives relatives aux fondations d'un ouvrage

Compétences

• CO3.4. Identifier et caractériser des solutions techniques

• CO3.2. Identifier et caractériser l’agencement matériel et/ou logiciel d’un produit

Évaluation

• Devoir sur table sur la descente de charge

Déroulement de la séquence

Séance 1

• Lancement de la séquence : "Pourquoi la tour de Pise est-elle penchée" ?

• Cours d'introduction à la géotechnique

• Cours sur les fondations, contrainte et capacité portante

• Exercice Poteau sur fondation

• Dimensionnement d'une semelle isolée

Séance 2

• Activité Structure poteaux-poutre

Séance 3

• Activité Une dalle sur 4 murs

Séance 4

• Activité Local piscine

Séance 5

• Évaluation écrite

• Mini projet Fil rouge : descente de charges partielle.

Séance 6

• Mini projet Fil rouge : Choix d'une technologie de fondation.

• Mini projet Fil rouge : Dimensionnement de la fondation

• Mini projet Fil rouge : Mise à jour des plans sous Revit.

Soit la structure suivante :

Une dalle de béton armé de 20 cm d'épaisseur repose sur 4 murs en maçonnerie (parpaing creux porteurs), reposant eux-mêmes sur une semelle filante en B.A.

Question 1. Lister les éléments reposants sur le sol (on ne compte pas les menuiseries.)

Question 2. Représenter en plan la dalle supérieure à l'échelle et tracer les surface de reprise. Attention, la dalle repose sur 4 murs (cf. cours).

Question 3. Calculer l'aire de chaque surface de reprise.

Question 4. Sachant que la dalle a un poids volumique $\gamma_{B.A.} = 25 \text{ kN/m}^3$et que le poids surfacique des murs en parpaing est $q_{parpaing} = 2,7 \text{ kN/m²}$, calculer le poids au pied de chaque mur. En déduire les charges permanentes $G.$

Question 5. À l'aide du cours, et sachant que cette structure est prévue pour être implantée à Limoges, déterminer $S$la charge de neige.

Question 6. Calculer les combinaisons de charges à l'ELU et à l'ELS (on notera les résultats $P_{ELU}$et $P_{ELS}$.

Question 5. En déduire le poids linéique (kN/ml) au pied de chaque mur.

Question 6. Estimer la largeur des semelles filantes sur la longueur du bâtiment et sur sa largeur sachant que le sol a un capacité portante de 400 kPa à l'ELU.

Exemple résolu

Prenons l'exemple suivant :

Il s'agit d'une partie d'une structure comportant 6 poteaux, 6 semelles carrées ainsi qu'une dalle de 20 cm d'épaisseur. La hauteur des poteaux est de 2,00 m et leur section est de 20 cm x 20 cm. La dalle est prévue pour recevoir un parking (charge d'exploitation de 2,5 kN/m²). Les fondations centrales ont été pré-dimensionnées et ont un poids de 7,00 kN.

Problème : quelle est le poids $N_u$ repris par le sol sous la fondation en surbrillance ? (il s'agit d'un problème similaire à celui-ci).

Est-ce que la fondation va recevoir $1/6^e$du poids de la structure ? En réalité non :

La fondation va reprendre le poteau reposant sur elle et une partie de la dalle. Il s'agit du même principe que la chaise. Chaque pied va reprendre $1/4$de l'assise. Dans ce cas, les poteaux centraux reprenne la moitié de la dalle en largeur (1,35 m) et les moitiés à gauche et à droite : $\frac{3,10}{2} + \frac{3,60}{2} = 3,45 \text{ m}$.

Au finale, la fondation reprendra son propre poids + celui du poteau + une partie de la surface de la dalle.

Les lignes représentant les surfaces d'influence sont appelées lignes de rupture.

On peut ensuite calculer :

• La surface reprise de la dalle : $S_{reprise} = 3,45 \times 1,35 = 4,66 \text{ m²}$

• Le poids propre (charge permanente) de la dalle : $G_{dalle} = S_{reprise} \times ep_{dalle} \times \gamma_{béton,armé} = 4,66 \times 0,2 \times 25 = 23,3 \text{ kN}$

• Le poids propre du poteau : $G_{poteau} = h \times l \times L \times \gamma_{béton,armé} = 2,00 \times 0,2^2 \times 25 = 2,00 \text{ kN}$

• Le poids de la fondation : $G_{fondation} = 7,00 \text{ kN}$

• La charge d'exploitation due à l'activité sur la dalle (parking) : $Q_{dalle} = S_{reprise} \times q_{parking} = 4,66 \times 2,5 = 11,65 \text{ kN}$

Au finale, à l'État Limite Ultime (ELU), on prendra en compte le poids d'ouvrage suivant reposant sur la fondation (les actions de la neige sont négligées) :

Soit un peu plus de 6 tonnes.

Cas de répartition

Suivant comment la dalle prend appui, la géométrie des surfaces de reprise peuvent varier.

L'objectif d'un ingénieur lorsqu'il travaille sur les fondations d'un ouvrage est de savoir si le bâtiment est sera stable, ce qui est défini par la formule suivante :

avec $\sigma_v$ la contrainte de l'ouvrage sur le sol en MPa et $q_{net}$la capacité portante du sol en MPa.

Un bloc de béton armé, de poids volumique $\gamma = 25 \text{ kN.m}^{-3}$est posé sur un sol argileux de capacité portante $q_{net} = 0,3 \text{ MPa}$. Les dimensions du bloc sont données sur la figure suivante.

Question 1. Calculer le poids du bloc de béton armé et en déduire $N_u$en N, la force du bloc de béton transmise au sol.

Question 2. Calculer la surface en contact avec le sol notée $S$en mm².

Question 3. À partir des questions précédentes, calculer la contrainte $\sigma_v$en MPa

Question 4. Vérifier si le bloc de béton sera stable ou s'il y a risque de rupture du sol.

Corrigé

Question 1. Habituellement, un poids se calcule avec la formule suivante : $P = m \cdot g$. Ici, on ne nous donne pas la masse du bloc mais simplement son poids volumique : $\gamma = 25 \text{ kN.m}^{-3}$. En regardant les unités, on s'aperçoit qu'il s'agit du poids (en kN) pour un mètre cube de béton armé.

Le bloc ne faisant pas 1 m³, il faut donc d'abord calculer son volume :

On en déduit ensuite sont poids et la force transmise au sol :

Question 2. La sous face en contact avec le sol possède une aire :

Question 3. La contrainte est le quotient de la force divisée par la surface. Soit :

Question 4. On doit vérifier maintenant que la contrainte de l'ouvrage sur le sol reste inférieure à ce que le sol peut porter, soit $q_{net}$.

On a d'une part $\sigma_v = 12,5 \cdot 10^{-3} \text{ MPa}$et d'autre part $q_{net} = 0,3 \text{ MPa}$. On en déduit que :

L'ouvrage sera stable.

Soit la structure en béton armé suivante, ayant un poids volumique .

Question 1. Lister l'ensemble des éléments de la structure.

Question 2. Pour la fondation au premier plan, surligner la surface de reprise de la dalle puis tracez le cheminement des efforts. Calculer le poids (en N) de cette partie de dalle.

Question 3. Surlignez la partie de la poutre que supportera cette même fondation. Calculer le poids de cette partie de poutre.

Question 4. Surlignez le poteau qui est repris par cette fondation. Calculer son poids.

Question 5. Calculer le poids de la fondation.

Question 10. Quelle est la contrainte en sous-face de la fondation ?

Question 11. La capacité portante du sol est estimée à 0,7 MPa. En déduire le coefficient de sécurité.

Avec :

Question 12. Vérifier la hauteur de la fondation.

Question 13. À quelle profondeur doit-on implanter ces fondations pour les maintenir hors-gel.

Question 15. Quelle est la hauteur de soubassement des poteaux ? En déduire la hauteur sous plafond entre le terrain naturel et la dalle du plancher haut.

1. Descente de charges

À partir de votre maquette numérique, réalisez la descente de charge sur un élément de la structure (mur porteur ou poteau).

2. Dimensionnement de la fondation

Pour des raisons économiques et techniques (étude des sols), des semelles superficielles sont préconisées.

À partir de vos calculs de descente de charges et de l'étude des sols ci-dessous, dimensionnez la fondation.

3. Mise à jour de la maquette numérique

Mettez à jour votre maquette numérique avec les fondations. Pour des semelles filantes, on prendra 60 cm de largeur et 35 cm d'épaisseur. Pour les semelles isolées, on prendra des semelles de 80x80x50 cm.

Document technique : Étude des sols

Reprenez votre projet et réalisez une descente de charge

Voici un extrait de la notice descriptive concernant votre terrain à Saubrigues.

Ainsi qu'un extrait des résultats de l'étude des sols :

On souhaite dimensionner la semelle (fondation) supportant le poteau d’un local de piscine pour qu’elle exerce une pression acceptable sur le sol.

Pour y arriver il va falloir tout d’abord calculer toutes les forces qui sont exercées sur cette fondation.

La majeure partie du travail a été fait, néanmoins il vous reste seulement à déterminer la charge dues à la toiture (tuiles + charpente + neige)

1. Poids de la couverture

La surface de reprise horizontale est données sur le schéma suivant :

La couverture est constituée de :

• Un support de couverture en volige sapin de 19 mm,

• Des tuiles : type Romane de chez TBF

Question 1. Calculer la surface de tuile à prendre en compte.

Question 2. Calculer le poids de la couverture.

2. Poids de la charpente

Question 3. À partir du DT1, relever le poids surfacique pour une charpente bois.

Question 4. Cette valeur est-elle donnée en kN/m² réels ou en kN/m² horizontaux ? En déduire la surface à prendre en compte dans le calcul du poids de la charpente.

Question 5. En déduire le poids de la charpente.

3. Poids de la neige

Question 6. Le bâtiment étant situé dans l'Hérault à une altitude de 223 m, et à partir du cours, déterminer la charge de neige.

4. Poids total

Question 7. Remplir le tableau suivant à partir de vos résultats

Question 8. Calculer les charges à l'État Limite Ultime

Question 9. Sachant que la capacité portante du sol est de 3 daN/cm², vérifier si une semelle isolée de 30 x 30 cm suffit à la stabilité du bâtiment.

Documents techniques

Durée

1 semaine

Objectifs de formation

D'ici la fin de ce module, vous devrez être capable de :

• Réaliser un diagramme de Gantt à l'aide d'un logiciel afin de planifier un projet de construction et déterminer la durée d'un chantier

• Estimer la durée d'une tâche

• Lister les tâches critiques

• D'ordonner les principales étapes d'un chantier

Compétences

• CO5.4. Planifier un projet (diagramme de Gantt, chemin critique) en utilisant les outils adaptés et en prenant en compte les données technico-économiques.

Évaluation

• Devoir sur table.

Déroulement de la séquence

Séance 1

• Lancement de la séquence, apports de connaissances

• Démonstration d'un logiciel de planification, planification d'un déménagement.

• Activité Scooter électrique.

• Activité Maison individuelle

Séance 2

• Application au projet fil rouge : métré et planification avec temps unitaires.

• Évaluation et correction

Synthèse vidéo sur le diagramme de Gantt

Pour un cours complet sur la planification et le diagramme de Gantt, regarder la vidéo de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (lien - durée 20 minutes).

Lien vers la vidéo : https://tube.switch.ch/videos/af44309f

Références

Cicero J. (2011) Diagramme de Gantt : outil de planification. Techniques de l'ingénieur.

Wilson, James M. (2003). Gantt charts: A centenary appreciation. European Journal of Operational Research. 149 (2): 430–437.

Kaptan Aksel (2017) Spécialité Architecture et Construction - Enseignement technologique - Première et Terminale STI2D

Pourquoi le projet de construction de la maison de Malococcix se passe mal ?

On remarque deux choses dans la scène présentée dans la vidéo :

1. "Mais pourquoi vous avez posé le carrelage, il faut faire passer les évacuations d'eau d'abord". Il s'agit ici d'un problème d'ordonnancement des tâches. On compte ici deux tâches : A : "poser le carrelage" et B : "faire passer les évacuations d'eau". La tâche B aurait dû intervenir avant la tâche A : on dit que "poser les évacuations d'eau" est un antécédent de la tâche "poser le carrelage". Un antécédent est une tâche qui doit se dérouler avant une autre.

2. "Vous avez deux mois de retard [...] attention mon p'tit Numérobis !". On comprend l'énervement de Malococcix qui voit le chantier de sa maison prendre du retard. Pour arriver à ce retard, l'architecte Numérobis s'est certainement trompé lors de la planification du projet. A vrai dire, Numérobis n'avait pas encore accès à son époque à l'outil qui révolutionnera la planification de projet plusieurs millénaires plus tard : le diagramme de Gantt.

En résumé : Il est important de correctement planifier un projet pour éviter tout retard et respecter l'ordonnancement des tâches.

Pour mesurer l'importance de la planification, on peut penser à la célèbre citation attribuée à Benjamin Franklin (inventeur et homme politique américain du $18^{ème}$siècle), "Si vous échouez à planifier, vous planifiez d'échouer".

En tant qu'OPC, il est nécessaire de réaliser le planning de construction de la maison individuelle du client. Le planning d'intervention des entreprises correspond à l'exécution des différents lots. On considère que l'on a 102 jours de travail, soient 102 jours ouvrés.

Détails sur l'ordre des tâches :

• La maçonnerie ne peut commencer qu'après les terrassements.

• La pose de la charpente se fait 9 jours après la fin de la maçonnerie, car il faut prendre en compte le temps de durcissement (séchage du béton). Cette durée de 9 jours est donc à prendre en compte en jours calendaires (samedi et dimanches compris), ce qui correspond donc à environ 7 jours ouvrés (au maximum) sur la base d'une semaine de 5 jours.

• La charpente doit être finie pour que la couverture démarre.

• La pose des menuiseries commence juste après la couverture pour réaliser le hors et hors d'air.

• La pose des cloisons, doublage et plafonds suspendus peut commencer 3 jours avant la fin des menuiseries.

• L'isolation des combles peut commencer dès que tous les plafonds suspendus sont réalisés.

• La plomberie commence après la pose des cloisons et plafonds.

• L'électricité commence après la pose des cloisons et plafonds.

• Le carrelage commence quand la plomberie et l'électricité sont finies.

• Les finitions peuvent commencer 5 jours après la pose du carrelage, temps de séchage oblige.

• Les branchement aux réseaux peuvent commencer après la plomberie et l'électricité.

• Le crépi ne peut commencer qu'une fois les réseaux extérieurs raccordés.

• La clôture du terrain peut commencer 2 jours après le début des branchements extérieurs.

• L'aménagement paysager doit finir au plus tard 3 jours après la fin de la clôture.

Question 1. Compléter le tableau d'analyse des tâches.

Question 2. Réalise le diagramme de Gantt avec le logiciel de votre choix.

Question 3. Si la tâche "isolation des combles" prend 6 jours de retard, quel sera le retard du chantier ?

Question 4. Si la tâche "électricité" prend 3 jours de retard, quel sera le retard du chantier.

Question 5. Si la tâche "couverture" prend 6 jours de retard, quel sera le retard du chantier.

Question 6. Lister les tâches critiques (tâches se trouvant sur le chemin critique).

La durée d'une tâche dépend notamment de la quantité de travaux à réaliser. La réalisation 50 m² de murs ne prend pas autant de temps que celle de 150 m² par exemple.

Lorsque l'on débute et que nous n'avons pas encore une idée précise des durées de réalisation, on peut se référer à des bases de données telle que Batichiffrage.

1. Terrassement et VRD

Question 1.1. Votre projet possède-t-il un vide sanitaire ou un sous-sol.

Temps unitaires (T.U.) indicatifs pour certaines tâches de réalisation :

Problème : A partir du cours (notamment des étapes de réalisation d'un diagramme), réaliser grâce à un croquis, le diagramme de Gantt de votre déménagement entre chez vous et la ville de votre choix.